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Recristalização

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Definição

A recristalização, também conhecida como cristalização fracionada, é um procedimento para purificar um composto impuro num solvente. O método de purificação baseia-se no princípio de que a solubilidade da maioria dos sólidos aumenta com o aumento da temperatura. Isso significa que, à medida que a temperatura aumenta, a quantidade de soluto que pode ser dissolvida em um solvente aumenta.

O que é Recristalização?

A recristalização é um processo usado para purificar uma substância.

Pode ser usado em vários processos, como, por exemplo, a criação de aspirina.

Este processo é realizado colocando o composto impuro num solvente, aquecendo a solução de modo a que o composto se dissolva e filtrando as impurezas. Em alguns casos, pode ser necessário usar carbono para remover contaminantes coloridos do composto. A mistura é então resfriada, permitindo a formação de cristais puros.

A principal base por trás da recristalização é o fato de que as substâncias geralmente se tornam mais solúveis quando o solvente está quente do que quando está frio.

Por exemplo, o açúcar se dissolve melhor na água morna do que na água fria, e é por isso que muitas vezes é difícil dissolver o açúcar no chá gelado, mesmo que a pessoa possa mexê-lo completamente.

A diferença na solubilidade a temperaturas variáveis permite que uma substância impura se dissolva a uma temperatura mais elevada e depois cristalize lentamente a uma temperatura mais baixa sem voltar a reter as impurezas.

Recristalização
A aspirina é feita através de recristalização

Recristalização
O açúcar se dissolve melhor na água quente do que no frio

Para purificar uma substância usando esse processo, a pessoa deve começar escolhendo o solvente apropriado, às vezes por tentativa e erro. O solvente correto não só dissolve o composto alvo a uma temperatura mais elevada, enquanto permite que cristalize à temperatura ambiente, mas também não deve reagir com o composto. O solvente também não deve dissolver as impurezas à mesma temperatura que o composto alvo. As impurezas devem se dissolver à temperatura ambiente enquanto o composto é insolúvel ou deve ser insolúvel a uma temperatura mais alta para permitir que as impurezas sejam filtradas.

Durante a recristalização, uma pessoa deve usar apenas uma pequena quantidade de solvente para dissolver o composto alvo. Se muito for usado, o composto não pode recristalizar quando chegar a hora. Quando o alvo foi completamente dissolvido, quaisquer impurezas insolúveis podem ser filtradas. A solução deve então ser deixada esfriar lentamente para que cristais possam se formar. Se a solução é resfriada muito rapidamente, os cristais podem capturar as impurezas dissolvidas.

Caso um composto branco ou transparente seja descolorido quando ainda estiver na solução quente, pode haver impurezas coloridas presentes. Nesse caso, o carvão ativado pode ser usado para removê-los. O carbono atrai as impurezas e limpa a solução, e então ambas as substâncias podem ser filtradas. Apenas uma pequena quantidade de carbono deve ser usada neste processo, porque muito pode começar a reagir com o composto, reduzindo a quantidade final da substância purificada.

Recristalização – Princípio

O princípio por trás da recristalização é que a quantidade de soluto que pode ser dissolvida por um solvente aumenta com a temperatura.

Na recristalização, uma solução é criada pela dissolução de um soluto em um solvente no seu ponto de ebulição ou próximo dele. A esta temperatura elevada, o soluto tem uma solubilidade muito aumentada no solvente, pelo que é necessária uma quantidade muito menor de solvente quente do que quando o solvente está à temperatura ambiente. Quando a solução é mais tarde resfriada, depois de filtrar as impurezas insolúveis, a quantidade de soluto que permanece dissolvida cai precipitadamente. Na temperatura mais fria, a solução é saturada a uma concentração muito menor de soluto. O soluto que não pode mais ser mantido em solução forma cristais purificados de soluto, que podem ser coletados posteriormente.

A recristalização só funciona quando o solvente adequado é usado.

O soluto deve ser relativamente insolúvel no solvente à temperatura ambiente, mas muito mais solúvel no solvente a temperatura mais alta. Ao mesmo tempo, as impurezas presentes devem ser solúveis no solvente à temperatura ambiente ou insolúveis no solvente a alta temperatura.

Por exemplo, se você quisesse purificar uma amostra do Composto X que está contaminada por uma pequena quantidade do Composto Y, um solvente apropriado seria aquele em que todo o Composto Y se dissolveu à temperatura ambiente porque as impurezas permanecerão em solução e passarão papel de filtro, deixando apenas cristais puros para trás.

Também apropriado seria um solvente no qual as impurezas são insolúveis a uma temperatura elevada porque elas permanecerão sólidas no solvente a ferver e podem então ser filtradas. Ao lidar com incógnitas, você precisará testar qual solvente funcionará melhor para você.

Um solvente que tem uma polaridade semelhante ao soluto sendo dissolvido geralmente dissolve a substância muito bem.

Em geral, um soluto muito polar será facilmente dissolvido em um solvente polar e será razoavelmente insolúvel em um solvente não polar.

Freqüentemente, é melhor ter um solvente com características de polaridade ligeiramente diferentes do soluto, porque se a polaridade dos dois for muito próxima, o soluto provavelmente será pelo menos parcialmente dissolvido à temperatura ambiente.

Resumo

Um composto impuro é dissolvido (as impurezas também devem ser solúveis no solvente), para preparar uma solução altamente concentrada em alta temperatura.

A solução é resfriada. Diminuir a temperatura faz com que a solubilidade das impurezas na solução e da substância a ser purificada diminua.

A substância impura cristaliza antes das impurezas – assumindo que havia substância mais impura do que impurezas.

A substância impura cristalizará em uma forma mais pura porque as impurezas não se cristalizarão ainda, deixando as impurezas para trás na solução.

Um processo de filtragem deve ser usado para separar os cristais mais puros neste momento. O procedimento pode ser repetido. Curvas de solubilidade podem ser usadas para prever o resultado de um procedimento de recristalização.

A recristalização funciona melhor quando:

A quantidade de impurezas é pequena
A curva de solubilidade do soluto desejado sobe rapidamente com a temperatura

Quanto mais lenta a taxa de resfriamento, maiores são os cristais dessa forma.

A desvantagem da recristalização é que leva muito tempo. Além disso, é muito importante que o solvente adequado seja usado. Isso só pode ser determinado por tentativa e erro, com base em previsões e observações. A solução deve ser solúvel em altas temperaturas e insolúvel a baixas temperaturas.

A vantagem ou recristalização é que, quando realizada corretamente, é uma maneira muito eficaz de obter uma amostra pura de algum produto, ou precipitar.

Fonte: chem.libretexts.org/www.wisegeek.org/www.wiredchemist.com/www.pitt.edu

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