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Cristalização

 

CRISTALIZAÇÃO E PURIFICAÇÃO DO NITRATO DE POTÁSSIO

 

A cristalização é uma operação unitária que é normalmente utilizada para os seguintes propósitos: purificação de substâncias sólidas e separação de compostos que só (ou praticamente) se podem dissolver a quente.

O processo baseia-se em várias fases essenciais:
a escolha do solvente, para uma boa dissolução;
a preparação da solução, pela dissolução total do soluto no solvente pela acção de um agente físico, a temperatura. Esta solução, saturada (ou quase), é denominada água mãe. Pode-se usar uma tabela de solubilidade;
filtração, ou seja, a separação das impurezas sólidas da solução, que deverá ser rápida de modo a que não se inicie a formação de cristais, que ficariam retidos no gobelé, resultando num abaixamento do rendimento da experiência. Para que a filtração seja rápida é necessária a utilização de um filtro de pregas, que, devido a possuir uma maior área de contacto, permite uma maior facilidade de escoamento da solução, ficando apenas retidas as impurezas sólidas;
arrefecimento, para que se dê a cristalização. O tamanho dos cristais sólidos é directamente influenciado pela velocidade de arrefecimento. Se o arrefecimento é rápido formam-se cristais de dimensões reduzidas, se o arrefecimento é lento estes possuirão dimensões maiores.

Se a solução estiver sobressaturada, ou seja, a sua concentração é superior à concentração de saturação, não se dá a formação de cristais. Neste tipo de situação é necessário acrescentar à solução núcleos de cristalização, que poderão ser simples cristais;
filtração a vácuo (também denominada filtração a baixa pressão), para separar os cristais do solvente e ajudar à secagem destes;
secagem, para que se dê uma evaporação completa do solvente. Pode ser feita, por exemplo, numa estufa ou simplesmente pela exposição ao meio ambiente, sobre um vidro de relógio.

Para uma melhor purificação da substância, deverá ser executada um recristalização.

Um cristal é uma substância sólida homogénea com uma disposição tridimensional ordenados seus átomos e moléculas. Todos os cristais da mesma substância fazem os mesmos ângulos característicos entre as suas faces, embora possam não ter o mesmo aspecto porque as faces podem crescer a ritmos diferentes. A forma externa de um cristal chama-se "face cristalina". (A cristalografia é o estudo científico da forma e da estrutura dos cristais. Em 1912 descobriu-se que a forma e as dimensões dos padrões atómicos regulares repetidos de um cristal (a estrutura cristalina) podiam ser determinados fazendo passar raios X numa amostra. Este método chamado «difracção de raios X», abriu um novo caminho no estudo da estrutura atómica. No sal das cozinhas, por exemplo, a estrutura cristalina é um cubo perfeito.)

Na cristalização, os cristais são formados porque a substância se alia a algumas moléculas de água. Por esta razão, e visto que depois da cristalização a substância se encontra purificada em quase toda a totalidade (é impossível obter-se uma substância 100% pura), mas sob a forma de cristais, é possível fazê-la voltar ao estado original através de um simples aquecimento, que provoca uma evaporação das moléculas de água.

Existem diversas maneiras de exprimir a solubilidade de uma substância num solvente. São normalmente utilizados estes métodos:

O rendimento de experiência é calculado pela expressão:

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Última Actualização: Setembro 16, 1998