UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES

CUAUTITLÁN

LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA

PREVIO NO. 2

“Recristalización​”

Alumnos:

● López Ramírez Christian

● Ruiz Rosales Michelle David

Carrera:​ Ingeniería Química

Grupo:​ 2401
Semestre: ​2019-2
Equipo:​ 8
Profesora:​ Garcia Rodriguez Susana
Fecha de entrega: ​20/02/19
Objetivos:

1. Aprender a utilizar las pruebas de solubilidad

para la selección de disolvente ideal en una
cristalización.

2. Aplicar la recristalización como técnica de

purificación de elección para compuestos
sólidos.
Recristalización.
Fundamentos de la cristalización.
La recristalización se basa en las diferentes solubilidades de las sustancias
orgánicas sólidas en líquidos puros (disolventes) o en mezclas de ellos. El
compuesto que se desea cristalizar debe ser muy soluble en caliente y muy poco
en frío, en tanto que las sustancias que lo acompañen deben ser muy solubles en
frío. Así, al calentar se disuelven todos los sólidos y al enfriar el compuesto
principal se precipita en forma de cristales y las impurezas quedarán disueltas,
constituyendo parte de los llamados “licores madre”.1

Principales técnicas de cristalización.

El método de cristalización en “batch”

Es el método más simple de cuantos hay. Consiste en combinar todos los componentes en
una solución que se mantiene en reposo durante todo el proceso. A medida que pasa el
tiempo, se da la formación de los cristales dentro de la solución.

Existe una variante de esta técnica llamada “microbatch”, con el mismo fundamento que
“batch” mas basada en solamente una gota de la solución que, con el fin de evitar la
evaporación, se sumerge en un aceite inerte.

1
Domínguez X.A.(1982). Química Orqánica Experimental. México. Limusa.
El método de siembra

Debido a las diferencias entre las condiciones de nucleación y de crecimiento, en esta

técnica se involucra la separación de ambos procesos: los cristales son transferidos de
condiciones de nucleación a condiciones de crecimiento.

Existen dos variantes del método de siembra:

● La macrosiembra, donde un cristal se transfiere del líquido madre, donde se da

la nucleación, a la solución preparada para su crecimiento.
● La microsiembra, donde se transfieren sino varios núcleos del líquido madre a
una solución preparada para su crecimiento.

Método de nucleación trascendente y local

Este método separa las condiciones de nucleación y de crecimiento dentro de un solo
recipiente. Se emplea con el fin de cristalizar proteínas cuya solubilidad depende de la
temperatura, ajustando la temperatura inicial para inducir la nucleación y modificándose
entonces para permitir el crecimiento del cristal.

Método de difusión por calor

Este método se basa en la manipulación de las condiciones de la solución que contiene la
proteína por difusión a través del aire. Se introduce la solución con una concentración no
muy elevada de la proteína a estudiar en un circuito cerrado. Una vez en éste, se da una
reducción del volumen causada por la vaporización del agua de la solución al aumentar el
calor. En el momento en que aumenta la concentración de la proteína, se da la nucleación
y, más tarde, la creación de cristales.
Método de diálisis
En este método la composición de una solución es alterada por la difusión de componentes
de bajo peso molecular a través de una membrana semipermeable. Ésto permite que en
poco tiempo la solución alcance la cantidad de componentes exacta y adecuada para el
proceso de cristalización​.2

Secuencia para realizar una cristalización simple.

Pesar 1gr de de la muestra problema y agregar en un matraz Erlenmeyer. Agregar 1 ml del
disolvente ideal, agitar y observar. Si el sólido no se ha disuelto, agregar otro ml y observar
con cuidado. Si no se diluye, repetir el procedimiento hasta 3 ml máximo. Si el sólido no se
ha disuelto, es insoluble en frío, calentar la muerta en baño María, hasta ebullición y
agitación constante, teniendo precaución de mantener inalterado el volumen de la solución,
Si el disolvente es agua, agregue el cuerpo de ebullición y caliente en mechero hasta
ebullición. Observe si hay solubilización o no. Si la sustancia no se disolvió, es insoluble en
caliente; si lo hizo, es soluble en caliente. Si la sustancia fue soluble en caliente enfriar a
temperatura ambiente y luego en baño hielo-agua. Observe si hay cristales.

Disolventes más empleados para cristalizar.

● Agua (p.eb. 100°C)
● Etanol (p. eb. 78°C )
● Acetona (p. eb. 56.5°C)
● Éter etílico (p. eb. 35°C)
● Benceno (p. eb. 80°C)
● Ácido acético (p. eb.118°C )
● Acetato de Etilo (p. eb. 78°C)
● Éter de petróleo (p. eb. 30-60 °C)

2
AMPARO. (2015). Cristalografía. Febrero 17, 2019, de Trabajos del grupo IV Sitio web:
http://ies.rosachacel.colmenarviejo.educa.madrid.org/fukushima/?page_id=1686
Selección de disolvente ideal.
El disolvente ideal para cristalizar es aquel que cumple los siguientes requisitos:

1. Disolver el sólido a purificar en caliente (a la temperatura del punto de ebullición del

disolvente). Un disolvente que disuelva el sólido en frío no es válido para cristalizar.
2. Disolver muy mal o muy bien a las impurezas para que puedan eliminarse al filtrar en
caliente o quedar disueltas en las aguas madres, respectivamente.
3. No reaccionar con el compuesto a cristalizar.
4. Ser relativamente volátil con el fin de que los cristales obtenidos puedan secarse con
facilidad.
5. No ser tóxico.3

Métodos para inducir una cristalización.

● Enfriando la solución​. Permitiendo que la solución se enfríe un poco y colocándola

después en un baño de hielo-agua.

● Raspado de paredes​. Tallando con una espátula o una varilla de vidrio las paredes
del matraz (en la interface solución aire) y enfriando el matraz en un baño de
hielo-agua.

● ​ vaporando el exceso de disolvente.​ Si no cristaliza, posiblemente se deba a que

E
hay un exceso de disolvente; en tal caso, se agregan cuerpos de ebullición y se
evapora parte del disolvente. Nuevamente se retira de la fuente de calentamiento y
se tallan las paredes con una espátula.

● Sembrado de cristales.​ Algunas veces, es necesario adicionar a la solución

algunos cristales de la sustancia pura, y repetir el procedimiento de tallar y enfriar.

Diferencia entre una cristalización y un precipitado.

La diferencia fundamental entre uno y otro proceso se encuentra en la velocidad con la que
se llevan a cabo y en el grado de control que se ejerza sobre las variables que en él
intervengan, más que en el grado de cristalinidad de las muestras obtenidas. Así, aunque la
morfología altamente simétrica de un cristal sea un manifestación del orden interno del

3
Escribano, F. C., Escribano, F. C. & Cabello, J. V. (2007). Manual de Prácticas de Laboratorio Química Orgánica I. febrero 17,
2019, de Universidad de Sevilla Sitio web:
http://ocwus.us.es/quimica-organica/quimica-organica-i/temas/cuadernillo_practicas/pagina_09.htm
mismo (de su estructura), lo contrario no siempre es cierto. Por esto, puede suceder que un
sólido precipitado no sea amorfo, sino cristalino, y que sean las condiciones de formación
las que hayan determinado la aparición de muchos microcristales en lugar de unos poco
macrocristales. Otra diferencia importante es que la precipitación se limita a la formación en
medio acuoso de sólidos iónicos poco solubles mediante alguna reacción química, mientras
que la cristalización puede referirse a una gama más amplia de solutos (iónicos,
covalentes,..), de disolventes (polares o apolares) y de procesos (físicos y químicos).4

Secuencia para realizar una cristalización con carbón activado.

1. Pese 0.5 g de la muestra pulverizada y colóquela en un matraz Erlenmeyer.

2. Agregue poco a poco el disolvente ideal previamente calentado, hasta disolución
total de la muestra.
3. Agitar y calentar para la mejor disolución de la muestra. Si la muestra no se disuelve
agregar otro poco de disolvente ideal y llevar a ebullición. Si la cantidad de material
insoluble permanece constante, las impurezas son insolubles.
4. Antes de agregar el carbón activado, deberá quitar la fuente de calentamiento y
esperar a que la solución no se encuentre en ebullición
5. Agregue cuidadosamente de 1 a 2% de carbón activado en relación al peso de la
muestra . Caliente a ebullición 5 min.
6. Filtre el carbón, deje enfriar el filtrado a temperatura ambiente y posteriormente en
baño de hielo hasta la formación de cristales.
7. Separe los cristales por filtración al vacío.

Tipos de adsorbentes y fenómeno de adsorción

La adsorción puede definirse como la tendencia de un componente del sistema a
concentrarse en la interfase, donde la composición interfacial es diferente a las
composiciones correspondientes al seno de las fases. Hay una clara diferencia entre el
fenómeno de adsorción y el de absorción, en el segundo existe una penetración física de
una fase en la otra; sin embargo es factible que ambos sucedan simultáneamente, y en este
caso puede ser muy difícil separar los efectos de ambos fenómenos, inclusive un fenómeno
puede afectar al otro. 5

Los principales tipos de adsorbentes son:

● Carbón Activado.
○ Microcristalino.
○ Adsorción de orgánicos.
○ No polar, no adsorbe agua.
● Silica gel.
○ Deshidratación de gases o líquidos.
○ Fraccionamiento de hidrocarburos.
● Zeolitas de tamiz molecular.
○ Aluminosilicatos.
4
Departamento de Fisica Aplicada. (2015). MÉTODOS DE SEPARACIÓN: FILTRACIÓN, CENTRIFUGACIÓN Y
CROMATOGRAFÍA DE PAPEL . febrero 19, 2019, de UAM Sitio web: http://www.qfa.uam.es/labqui/practicas/practica6.pdf
5
Facultad de Química . (2012). Adsorción . febrero 16, 2019, de UNAM Sitio web:
http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Unidad3Adsorcion_19664.pdf
 ○ Secado.
○ Separación de hidrocarburos.
○ Separación de O2 y N2.
○ Separación de H2 de gas de síntesis.
● Alumita activada.
○ Secado de gases líquidos.
● Resinas o polímeros sintéticos.
○ Aromáticas: Estireno + divinil de benceno.
○ Esteres acrílicos: Adsorción de soluto polares.
Soluciones saturadas y sobresaturadas.

Soluciones Saturadas: S ​ on aquellas en las que no se puede seguir admitiendo más

soluto, pues el solvente ya no lo puede disolver. Si la temperatura aumenta, la capacidad
para admitir más soluto aumenta. Lo podemos asociar con el aforo de un cine: si una sala
tiene capacidad para 100 personas, éste es el máximo número de personas que podrán
entrar. De igual forma, una solución saturada es aquella en la que se ha disuelto la máxima
cantidad de gramos de soluto que el solvente puede acoger.

Soluciones sobresaturadas: ​Son aquellas en las que se ha añadido más soluto del que
puede ser disuelto en el solvente, por tal motivo, se observa que una parte del soluto va al
fondo del recipiente. La solución que observamos está saturada (contiene la máxima
cantidad de soluto disuelto), y el exceso se va al fondo del recipiente. La capacidad de
disolver el soluto en exceso aumenta con la temperatura: si calentamos la solución, es
posible disolver todo el soluto.

Técnicas.
Diversos tipos de filtración.
Filtración por gravedad:
Se emplea para eliminar un sólido que se va a desechar, el cual queda retenido en el filtro
de papel situado en el embudo cónico, con lo que se recupera la disolución. Esta técnica se
usa en procesos de recristalización o en la eliminación de un desecante añadido a una
disolución con un disolvente orgánico.6

6
F.de Ciencias; Dto.Q.O. (2002). Operaciones basicas. febrero 19, 2019, de Universidad De
Granada Sitio web: https://www.ugr.es/~quiored/lab/oper_bas/fil_grav.htm
Filtración al vacío o presión reducida
La filtración a presión reducida requiere un mecanismo capaz de generar un vacío
moderado en el interior de un recipiente. En un laboratorio se recurre a una trompa de agua
o una bomba de vacío. El objetivo es aumentar de manera sustancial la velocidad de
filtración con respecto a la filtración por gravedad.7

7
Doblado de papel filtro.

Secado de productos cristalizados.

Las condiciones para secar productos cristalizados depende de la cantidad del sólido, de la
naturaleza del disolvente que se quiere eliminar y de la sensibilidad del producto al calor y
a la atmósfera. Las muestras cristalinas de compuestos estables húmedos con disolventes
no tóxicos y volátiles a temperatura ambiente se puede secar al aire colocando los cristales
entre hojas de papel desecantes hasta que sólo quedan trazas de disolvente. Finalmente
se acaban de secar en una estufa eléctrica a la temperatura adecuada. Es frecuente,
sobretodo en el caso de sustancias Orgánicas, el secado a temperatura ambiente en
desecadores de vacío y con ayuda de agentes desecantes.

Evaporador del disolvente.

La reducción de la cantidad de solvente de una disolución se puede llevar a cabo de dos
formas generales:
a) Por calentamiento de la solución.
b) Por evaporación a baja presión sin calentamiento.

Evaporación por calentamiento: ​ Por este método se pueden evaporar las soluciones
acuosas o de otro tipo cuando el aumento de la temperatura no implica la descomposición
de alguna de las sustancias presentes en la solución. El calentamiento se puede hacer por
alguno de los métodos descritos en el artículo Métodos de calentamiento de acuerdo a las
temperaturas necesarias y ritmos de evaporación adecuados.
Evaporación al vacío: ​ Cuando los solventes tienen bajo punto de ebullición es posible
hacer la evaporación aplicando vacío al frasco con la solución. La evaporación de podrá
hacer a temperatura ambiente o con un leve calentamiento en dependencia de la volatilidad
del disolvente. Este método está indicado cuando hay sustancias en la solución que se
descomponen a la temperatura de ebullición del solvente.

Hoja de seguridad

Reactivos Rombo de seguridad Descripción

HCl -Sus vapores son irritantes a los ojos y membranas

mucosas.
-Es soluble en agua desprendiendo calor.
-Reacciona con la mayoría de metales.
-No es inflamable.
-Se generan vapores tóxicos al calentarse.

NaOH -Es soluble en agua desprendiendo calor.

-Absorbe humedad y Dióxido de carbono del aire.
-Punto de ebullición:1388°C.
-Soluble en agua,alcoholes y glicerol.

NaHCO3 -Es blanco, cristalino e inholoro.

-Es ligeramente irritante.
-No inflamable.
-Irritación leve con los ojos y membranas mucosas.

H3PO4 -Los vapores son corrosivos; pueden causar

problemas severos en la garganta y los pulmones.
- Es corrosivo. Puede causar severas quemaduras.
-Trasladar al aire fresco.
-No es inflamable, pero en contacto con metales
libera hidrógeno, el cual es explosivo.

H2SO4 -Es picante, produce irritación de la garganta, ojos,

nariz, insuficiencia respiratoria, edema pulmonar
con posibles severas consecuencias.
-Es altamente corrosivo.
-El ácido reacciona violentamente con agua.

Cetona -Inflamable.
-El vapor es más denso que el aire y puede
extenderse a ras de suelo.
-Evitar todo tipo de contacto.
Hexano -Suave olor a gasolina.
-Altamente inflamable.
-Las mezclas vapor/aire son explosivas.
-Evitar las llamas.
-

Etanol -Altamente inflamable.

-Evitar las llamas.
-No producir chispa.
-Provoca en los ojos Irritación, enrojecimiento,
dolor, sensación de quemadura.
-No poner en contacto con oxidantes fuertes.

Acetato de -Altamente inflamable.

etilo -Usar guantes de protección.
-En caso de contacto puede enjuagarse con agua.

Cloruro de -Evitar todo tipo de contacto.

Metileno -Utilizar cerca de fuego o un área caliente.
-Desprende humos tóxicos.

Metanol -Altamente inflamable.

-Arde con una llama invisible.
-No poner en contacto con oxidantes.
-Irrita las mucosas nasales y oculares.
-Produce gases tóxicos de óxidos de carbono
Diagrama de flujo de la práctica:
Referencias:
● ​Domínguez X.A.(1982). Química Orgánica Experimental. México. Limusa.

● AMPARO. (2015). Cristalografía. Febrero 17, 2019, de Trabajos del grupo IV Sitio
web:
http://ies.rosachacel.colmenarviejo.educa.madrid.org/fukushima/?page_id=1686

● Escribano, F. C., Escribano, F. C. & Cabello, J. V. (2007). Manual de Prácticas de

Laboratorio Química Orgánica I. febrero 17, 2019, de Universidad de Sevilla Sitio
web:
http://ocwus.us.es/quimica-organica/quimica-organica-i/temas/cuadernillo_practicas/
pagina_09.htm

● Departamento de Física Aplicada. (2015). MÉTODOS DE SEPARACIÓN:

FILTRACIÓN, CENTRIFUGACIÓN Y CROMATOGRAFÍA DE PAPEL . febrero 19,
2019, de UAM Sitio web: ​http://www.qfa.uam.es/labqui/practicas/practica6.pdf

● Facultad de Química . (2012). Adsorción . febrero 16, 2019, de UNAM Sitio web:
http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Unidad3Adsorcion_19664.pdf

● F.de Ciencias; Dto.Q.O. (2002). Operaciones básicas. febrero 19, 2019, de

Universidad De Granada Sitio web:
https://www.ugr.es/~quiored/lab/oper_bas/fil_grav.htm