Cristalización, Practica.

LABORATORIO DE OPERACIONES DE SEPARACION, REACCION Y CONTROL

Johana Ossma Acero 244061
Jorge Ordoñez Suarez 243653
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Federico Ortega Pabón 243950

CRISTALIZACIÓN DE SULFATO DE COBRE POR EVAPORACIÓN Y ENFRIAMIENTO A ESCALA LABORATORIO

RESUMEN
Dentro de las operaciones de separación es importante estudiar la cristalización dado suvalor en el campo industrial como proceso para separar productos sólidos de soluciones. El presente esquema de laboratorio muestra el proceso de cristalización a pequeña escala por evaporación y enfriamiento de una solución sobresaturada de sulfato de cobre en agua. A partir de los resultados obtenidos se estudia el rendimiento de la operación y las variables que influyen en el proceso, como unaherramienta para obtener recomendaciones y bases experimentales en futuros procesos de cristalización.
Palabras clave: operaciones de separación, cristalización, sulfato de cobre.
INTRODUCCIÓN
La cristalización es una operación de separación para soluciones liquidas en la que el soluto disuelto se precipita en forma de cristales. Existen en la industria muchos productos químicos que secomercializan en forma de cristal tal es el caso del azúcar, la sal, la hidroxiapatita, el sulfato de litio, el sulfato de cobre entre otros [2][1]. Una de las ventajas de comercializar productos químicos en forma de cristales es la fácil forma de transporte y almacenamiento, otra ventaja radica que dependiendo de su proceso de formación los cristales de una sustancia pueden llegar a tener una purezabastante alta, es decir sin contaminación de la solución madre u otras impurezas [2].
La cristalización puede ocurrir por diferentes procesos, los más utilizados son los siguientes [1][3][5]:
* Evaporación: consiste en evaporar la solución, generalmente se obtienen polvos o cristales muy pequeños dependiendo de la velocidad de evaporación. Es una operación relativamente rápida pero generaincrustaciones en los equipos evaporadores por lo que deben ser sometidos a mantenimiento a menudo.

* Solidificación por anti solvente: utilizada en industrias farmacéuticas donde los productos finales y sus propiedades activas son muy sensibles a los cambios de temperatura. La separación por anti solventes consiste en utilizar un segundo o varios solventes donde el soluto no sea soluble y por tantoprecipite. Existen precipitado res continuos que utilizan membranas y por etapas que básicamente son tanques de mezcla. El principio de separación radica en la solubilidad preferencial. Esta operación es bastante rápida, produce cristales bastante puros. Una de las desventajas es la necesidad de una operación de separación adicional para separar los solventes.

* Enfriamiento. Consiste entomar una solución saturada a una temperatura y enfriarla a una temperatura menor. Se utiliza para solutos cuya curva de solubilidad tiene una pendiente positiva en el solvente dado. Dependiendo la velocidad de enfriamiento los cristales mostraran un tamaño inversamente proporcional.

Los esquemas más usados industrialmente son la evaporación y el enfriamiento de soluciones, inclusive se usan demanera conjunta.[3] Si bien el rendimiento de una operación de cristalización está afectado por el proceso de la misma, también lo está por la curva de solubilidad. La curva de solubilidad muestra que cantidad de soluto puede disolverse en un solvente a una temperatura determinada.
La figura 1 muestra diversa curvas de solubilidad en agua para KNO3 (1), NaCl (2), MnSO4.H2O (3).[1] Debe notarse ladiferencia en las pendientes. Para (3) a medida que aumenta la temperatura la solubilidad disminuye y para (2) la temperatura no influye mucho en la cantidad disuelta, estas dos sustancias no pueden cristalizarse por enfriamiento ya que no exhiben dependencia de la temperatura en la cantidad disuelta a diferencia de (1) donde la temperatura y la cantidad de soluto disuelto son directamente...