Práctica Cristalización

Práctica 1

Procesos de formación de Minerales

OBJETIVO: Observar y experimentar los factores que influyen en el crecimiento de los cristales.

GENERALIDADES: Un cristal no sólo puede formarse a partir de un líquido "sobreenfriado" como se ha descrito. En la actualidad se emplean técnicas diversas que implican procesos diversos como depositación electroquímica, calentamiento de muestrassólidas amorfas, difusión controlada, etcétera (Hurle, 1993). Un camino sencillo es el de obtener cristales a partir de una disolución "sobresaturada". Este procedimiento tiene ciertas ventajas en la preparación de grandes monocristales pues el material que se deposita sobre los núcleos de crecimiento tiene que difundirse a través del disolvente en el que se encuentra, y la cristalización se damás lentamente (Holden, 1993).
A temperatura constante, un disolvente es capaz de disolver una cantidad máxima de soluto y esto determina la solubilidad del material. Cuando se alcanza esta condición se dice que la disolución está saturada. La solubilidad de un material es función de la temperatura y en general se incrementa con ella. De manera similar a lo que sucede al enfriar el líquido de unasustancia pura, para cristalizar el soluto presente en una disolución podemos enfriarla hasta rebasar la frontera de solubilidad y alcanzar un estado metaestable. En estas condiciones la disolución contiene más material disuelto del que corresponde a su estado de equilibrio a esa temperatura y se dice que está sobresaturada. Es entonces cuando se puede inducir la formación de cristales.
Para crecermonocristales en el laboratorio puede seguirse la siguiente técnica que permite obtener cristales a partir de una disolución sobresaturada (Baer, 1990; Holden 1993). El trabajo se inicia preparando núcleos de cristalización o "semillas", los cuales se suspenden en una disolución sobresaturada con la sal de interés manteniendo la temperatura entre 22 y 30 "C. Posteriormente se tapa el recipiente yse le coloca en un lugar donde esté libre de cualquier tipo de movimiento o cambio brusco de temperatura. Al cabo de uno o dos días se observa que la semilla incrementa su tamaño entre 3 y 20 veces dependiendo de la sustancia que se esté cristalizando y el tamaño inicial de la semilla.
Tabla 1
Sal
Disolución saturada (100 ml agua)
Disolución sobresaturada (100 ml agua)
Tiempo de crecimientoTartrato de sodio y potasio
130 g
136.5 g
Un día
Nitrato de sodio
90.8 g
94.5 g

Sulfato de cobre
20.3 g
30 g
Dos días
Alumbre (sulfato de aluminio, potasio)
13.9 g
15.5 g
Dos días
Sulfato de magnesio (sal Epson)
35.5 g
40 g

* Las cantidades que se mencionan en esta tabla pueden variar en función de la pureza de los materiales empleados.

MATERIAL:
1 recipiente paracristalizar
1 embudo de filtración
1 matraz erlenmeyer
1 soporte con aro
1 mechero bunsen
1 vaso de precipitado de 200 ml
* 1 lentes de seguridad
1 papel filtro
REACTIVOS:

Agua destilada
Tartrato de sodio o potasio
Nitrato de sodio
Sulfato de cobre (II)
Alumbre


TÉCNICA:
a) Preparación de semillas:
Una semilla es un pequeño monocristal de mínimo 3 mm y máximo 8 mm de lado, lo quefacilita su manipulación y evita que se formen maclas en el cristal en crecimiento. Las maclas son bordes indeseables en las paredes del monocristal que pueden parecer parches o cristales pequeños empotrados en las paredes del sistema.
1. Para preparar las semillas se utilizan 25 mL de una disolución saturada de la sal de interés (ver datos los datos en la tabla 1 para 4 sales distintas), la cualse deja evaporar en un vaso de precipitados grande o en un cristalizador. Las semillas tardan de uno a tres días en formarse, pero es muy importante que se les vigile por lo menos una vez al día para cuidar que no precipite demasiada sal y se forme una masa policristalina en el fondo del recipiente. Es recomendable hacer un buen número de semillas de una sola vez para poder repetir rápidamente...