Práctica 2. Recristalización PDF

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Práctica de laboratorio de química orgánica...

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1. RECRISTALIZACIÓN 1.1. OBJETIVOS Conocer el método de recristalización. Justificarlo en términos de fuerzas intermoleculares. Determinar cuándo se puede y se debe emplear. Aprender cómo se determina un punto de fusión. 1.2. MARCO TEÓRICO 1.2.1.

Generalidades.

La recristalización es una técnica de purificación de sustancias sólidas que consiste en disolver los cristales del sólido a purificar y provocar nuevamente la cristalización de la sustancia. Ya, desde el tiempo de los alquimistas, los sólidos se purificaban por recristalización en un disolvente adecuado. Hoy día esta técnica se mantiene como el procedimiento idóneo para la purificación de sustancias sólidas. En general, la purificación por recristalización se basa en el hecho de que la mayoría de los sólidos son más solubles en un disolvente en caliente que en frío. El sólido que se va a purificar se disuelve en el disolvente caliente (generalmente a ebullición) y se filtra en caliente para eliminar todas las impurezas insolubles y la disolución se deja enfriar para que se produzca la recristalización. Frecuentemente, la disolución se colorea con impurezas que acompañan al producto deseado o que se han formado como productos de descomposición o subproductos en el proceso de síntesis. En estos casos, el color se puede eliminar hirviendo la disolución durante cinco minutos con una pequeña cantidad (algunos gramos por litro) de carbón activado, antes de la filtración en caliente. El carbón activado posee una alta capacidad de adsorción y facilita la purificación de líquidos y gases. Este es un polvo muy fino de área superficial excepcionalmente alta y que contiene una gran cantidad de microporos (poros inferiores a 2 nm de diámetro). Puede tener un área superficial entre 500 y 2500 m2/g (una pista de tenis tiene 260 m2).1

1

Ver “7. Precipitación > 7.3 . El carbón activo.” en http://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/precipitacio_carbo.html .

En el caso ideal, toda la sustancia deseada debe quedar 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 una recristalización sencilla no se logra obtener una sustancia pura, el proceso puede repetirse empleando el mismo u otro disolvente. La gran utilidad de la recristalización como método de purificación, se debe a que la orientación de las moléculas en una red cristalina es un proceso extremadamente selectivo y delicado. La recristalización de sustancias diferentes en la misma red, ocurre solamente en casos aislados. Incluso, a veces, el sólido deseado puede recristalizarse selectivamente en una disolución saturada con otras impurezas sólidas; esto se consigue simplemente “sembrando” con cuidado la disolución con un pequeño cristal del compuesto. En tales casos, las moléculas del compuesto deseado pasan de la disolución a la red cristalina, mientras que las aguas madres permanecen saturadas e incluso sobresaturadas, con respecto a los otros productos. 1.2.2.

Elección del disolvente

El lema de los alquimistas medievales fue “Similia similibus solvunter” (semejante disuelve a semejante). En general, para un disolvente, el estudio detallado de la relación existente entre estructura y capacidad de disolución, 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 válidas, pueden ayudar a simplificar la búsqueda. En los cuadros 3.1 y 3.2, se indican algunas de las propiedades de los disolventes orgánicos de mayor uso en la recristalización de sólidos. Los compuestos no iónicos no se disuelven apreciablemente en agua, a menos que las moléculas interaccionen con las de agua a través de puentes de hidrógeno. Por este motivo, los hidrocarburos y sus derivados halogenados son prácticamente insolubles en agua.

CUADRO 3.1. Propiedades de los disolventes de uso frecuente en recristalizaciones Disolvente

Fórmula molecular

acetato de etilo

CH3COOC2H5

77.2

- 84

-

++

(CH3)2CO

56.1

- 95

+

+

CH3COOH

118.1

16.6

+

+

CHCl3

61.3...