Un mundo de cristales

UN MÓN DE CRISTALLS
2

Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

ÍNDEX
3. Cristalls als éssers vius
1. Cristalls
3.1. Xocolata
1.1. Com es formen els cristalls
3.2. Cristalls de sucre
1.2. Ambients de cristal·lització
3.3. Vidre de sucre
2. Tècniques de cristal·lització
3.4. Aspirina
2.1. Dissolucions
3.5. Lisozima

Descens de
temperatura
3.6. Virus
4. Cristalls i tecnologia

Evaporació
5. Bibliografia
Sobresaturació
2.2. Antisolvents
2.3. Antisublimació
2.4. Difusió en gelsXon Vilahur Godoy. Febrer 2014

1. CRISTALLS
• Cristall: material sòlid amb àtoms, molècules o ions ordenats.
• Es repeteix un patró en les 3 dimensions de l’espai.

Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

1.1. COM ES FORMEN CRISTALLS?
• Per obtenir un sòlid cristal·lí s’han de produir 2
processos:
 Nucleació: Un nombre mínimd’unitats de creixement
s’ajunten per a formar una agregació estable.
 Un cop formada l’agregació inicial les unitats de creixement
es van incorporant per engrandir el cristall.

Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

1. 2. AMBIENTS DE CRISTAL·LITZACIÓ

A la natura els cristalls es formen:
AL MANTELL. Condicions d’altes de
P i Tº. Diamant
ALS PROCESSOS VOLCÀNICS: La lava
solidifica i origina petitscristalls.
EN SOLUCIONS SATURADES: Al fons
marí precipita carbonat de calci.
PER EVAPORACIÓ DEL SOLVENT. Als
llacs o mars interiors precipiten sals.
PER SOLIDIFICACIÓ DE L’AIGUA. Es
formen cristalls de neu, simetria
hexagonal (conjectura de Kepler).
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

2. TÈCNIQUES DE CRISTAL·LITZACIÓ
– A partir de dissolucions
• Descens de
temperatura
• Evaporació
• Sobresaturació
•Anti-solvents
– Sublimació inversa
– Difusió en gels

Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

2.1. DISSOLUCIONS
• Una dissolució és una fase homogènia que conté el
solvent i el solut. Una solució es diu saturada quan
hi ha equilibri entre el solvent i el solut, depèn de
pH, Tº i altres variables.

Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

2.1. A PARTIR DE DISSOLUCIONS
Hi ha diverses tècniques per obtenir cristalls apartir de dissolucions:
• Disminució de la temperatura: a menys
temperatura la dissolució admet menys solut,
per tant l’excés de solut precipita.
• Evaporació: si s’evapora el solvent, altra cop
s’admet menys solut i precipita.

Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

2.1. SOBRESATURACIÓ
Per obtenir bons i
grans cristalls hem de
treballar amb un
sistema lleugerament
sobresaturat.
Així la nucleació és
baixa iels cristalls
esdevenen més grans
i perfectes.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

2.2. ANTI-SOLVENTS
•

•
•
•

•

La sobresaturació d’una dissolució es pot
aconseguir afegint un ANTI-SOLVENT, que
canvia la solubilitat del sistema.
Anti-solvent + solvent fa una barreja menys
soluble per al solut.
En anar afegint l’anti-solvent van apareixent
cristalls de solut.
L’avantatge és que es treballa atemperatura
ambient I s’utilitza menys energia. S’utilitza
molt per a cristal·litzar productes
farmacèuticsEXEMPLE: Cristalls de NITRAT DE POTASSI, si
el nitrat K està dissolt en aigua I s’hi afegeix
acetona com a anti-solvent.
http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/39142.pdf

Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

2.3. SUBLIMACIÓ INVERSA

•És La
cau en
forma adelaFLOCS:
cristalls per tant es passa de
elNEUprocés
invers
sublimació,
gashexagonals.
a sòlid, sense passar per estat líquid. Es dóna quan
• Es froma en un núvol molt fred, el vapor
hi d'aigua
ha unaesbaixada
de temperatura molt sobtada.
condensa en cristalls de glaç
sobre les partícules que hi ha en suspensió
(pols, fum...)
• Un floc de neu es compon d‘unes 1018
molècules d'aigua. És molt difícil trobar
dos flocs de neu idèntics.
Xon VilahurGodoy. Febrer 2014

2.4. DIFUSIÓ EN GELS
• S’utilitza un gel que tingui els porus
impregnats d’un dels dos reactius i
es col·loca a sobre l’altre reactiu.
• Quan el que s’ha afegit difon,
reacciona amb el que està en el
porus i s’obtenen cristalls.
• Un exemple és l’obtenció de cristalls
de tartrat de coure per reacció del
clorur de coure i l’àcid tartàric:

Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014

3....