Technologia

Recristalización simple en Mezclas de disolventes.

Objetivos.- Aprender a elegir el disolvente adecuado para una recristalización mediante pruebas de solubilidad. Aplicar la recristalización como la técnica de purificación de elección para compuestos solidos.

Métodos generales de cristalización. Ya desde los primeros tiempos de los alquimistas, los solidos se han purificado porcristalización en el disolvente adecuado. Hoy día esta técnica se mantiene como el procedimiento mas adecuado para la purificación de sustancias solidas.

En general, la purificación por recristalizacion se basa en el hecho de que la mayoría de los solidos son mas solubles en un disolvente en caliente que en frio. El solido que se va a purificar se disuelve en el disolvente caliente, generalmentea ebullición, la mezcla caliente se filtra para eliminar todas las impurezas solubles, y entonces la solución se deja enfriar para que se produzca la cristalización. En el caso ideal, toda la sustancia deseada debe separarse en forma cristalina y todas las impurezas solubles deben quedar disueltas en las aguas madres. Finalmente, los cristales se separan por filtración y se dejan secar. Si con unacristalización sencilla no se llega a una sustancia pura, el proceso puede repetirse empleando el mismo y otro disolvente.

La gran belleza de la cristalización como técnica de purificación se debe a que la orientación de las moléculas en una red cristalina es un proceso extremadamente selectivo y delicado. La cristalización de sustancias diferentes en la misma red ocurre solamente encasos aislados. A veces, el solido deseado puede cristalizarse selectivamente de una solución también saturada con otras impurezas solidas; esto se consigue simplemente sembrando con cuidado la solución con un pequeño cristal del compuesto. En tales casos, las moléculas de compuesto deseado pasan de la solución a la red del cristal, mientras que las aguas madres permanecen saturadas, e inclusosobresaturadas, con respecto a los productos extraños.

Desde luego, un soluto solido puede cristalizarse por evaporación espontanea del disolvente de su solución saturada. Algunas veces se utiliza este procedimiento como método de purificación, pero en estos casos la evaporación debe ocurrir muy lentamente, evitándose la formación de una costra de un solido impuro en la superficie deevaporación.

En general, este método, es menos eficaz que la técnica de recristalización clásica.

Elección de disolvente. El lema de los alquimistas medievales fue Similia similibus solvunter (semejante disuelve a semejante). Posiblemente todavía estas tres palabras son las que mejor resumen el comportamiento de un disolvente; el estudio detallado de la relación existente entre estructura ycapacidad de desolución es bastante complejo. Un análisis del problema lleva a la conclusión de que la mejor forma de encontrar un disolvente adecuado para la recristalización de una sustancia determinada es ensayar experimentalmente distintos disolventes. No obstante, algunas generalizaciones, razonablemente validas, pueden ayudar a simplificar la búsqueda.

Los compuestos no iónicos no sedisuelven apreciablemente en agua, a menos que sus moléculas se ionicen en solución acuosa o puedan asociarse con moléculas de agua a través de puentes de hidrogeno. Por este motivo, los hidrocarburos y sus derivados halogenados son prácticamente insolubles en agua, pero los compuestos en cuyas moléculas existen grupos funcionales [tales como alcohol (OH) aldehído (-CHO)2, cetona (R-CO-R), acidocarboxílico (-COOH) y amida (-CONH2)], que pueden formar puentes de hidrogeno con agua, son solubles en este disolvente, a menos que la relación del numero total de átomos de carbono al de tales grupos funcionales en la molécula sea superior a 4 o 5. Entonces la solubilidad decrece rápidamente. Así, la acetamida (CH3-CONH3) es soluble en agua, pero la caproamida [CH3-(CH2)4-CONH3] no lo es. De...