PRACTICAS CON DISOLUCIONES: CRISTALIZACIÓN DE SALES
1. INTRODUCCIÓN
El objetivo de este trabajo es
la de obtener cristales mediante la separación
de las disoluciones formadas por agua
(H2O) y diferentes tipos de sales minerales. Para ello se utiliza el método de
cristalización, que permite separar el soluto sólido disuelto en una disolución
concentrada, evaporando el disolvente hasta que el soluto cristalice.
Una disolución es una mezcla
homogénea y uniforme formada por varias sustancias puras en proporciones
variables. El componente que se encuentra en mayor proporción es el disolvente
y el que se encuentra en menor proporción es el soluto.
He realizado cuatro
experimentos para obtener distintos tipos de cristales, utilizando las
siguientes disoluciones:
Práctica nº 1.- Agua
(disolvente) + sulfato de cobre (soluto)
Práctica nº 2.- Agua
(disolvente) + cloruro sódico (soluto)
Práctica nº 3.- Agua
(disolvente) + sulfato de hierro (soluto)
Práctica nº 4.- Agua
(disolvente) + nitrato potásico (soluto)
Para favorecer la
cristalización, la disolución debe estar sobresaturada. Una disolución saturada
es aquella que contiene la mayor cantidad posible de soluto disuelto en un
volumen dado de disolvente, a una temperatura determinada.
El proceso de cristalización
es lento, ya que hay que dejar la disolución a temperatura ambiente para que se
evapore el disolvente y se formen los cristales. En este trabajo podemos
observar como mediante el proceso de cristalización, se obtienen cristales de
distintos tamaños, formas y colores
Los cristales son sólidos
cuyas partículas constituyentes se
ordenan conforme a un patrón que se repite en las tres direcciones del espacio.
La forma geométrica de los
cristales es una de las características de cada sal pura o compuesto químico, por
lo que la ciencia que estudia los cristales, la cristalografía, los ha
clasificado en siete sistemas universales de cristalización:
2. MATERIALES UTILIZADOS
- Los materiales utilizados
en la práctica nº 1 (obtención de cristales de sulfato de cobre)
-
200 g de sulfato de cobre en polvo
-
Agua
-
Vaso
-
cazo
-
Recipiente de cristal
-
Palito de madera
-
Hilo
-
Fuente de calor
- Los materiales utilizados
en la práctica nº 2 (obtención de cristales de cloruro sódico)
-
Sal común
-
Agua
-
Vaso
-
cazo
-
Recipiente de cristal
-
Palito de madera
-
Hilo
-
clip
-
Fuente de calor
- Los materiales utilizados
en la práctica nº 3 (obtención de cristales de sulfato de hierro)
-
100 g de sulfato de hierro en polvo
-
Agua
-
Vaso
-
cazo
-
Recipiente de cristal
-
Palito de madera
-
Hilo
-
clip
-
Fuente de calor
- Los materiales utilizados
en la práctica nº 4 (obtención de cristales de nitrato potásico)
-
100 g nitrato potásico en polvo
-
Agua
-
Vaso
-
cazo
-
Recipiente de cristal
-
Fuente de calor
3.- PROCEDIMIENTO
3.1 PRÁCTICA Nº 1 OBTENCIÓN
DE CRISTALES DE SULFATO DE COBRE:
- Poner 100 g de sulfato de
cobre en un vaso de cristal
- Calentar 200 ml de agua en
un cazo y verter el agua caliente en el caso de cristal
- Mover hasta que el polvo
de sulfato de cobre se haya disuelto, obteniendo una disolución sobresaturada.
- Verter parte de la
disolución en un recipiente de cristal ancho y poco profundo para favorecer la
evaporación y dejar reposar a temperatura ambiente (22 º C). Es la muestra nº 1
- Verter otra parte de la
disolución en un pequeño tarro de cristal. Introducir un hilo en el tarro
sujeto a un pequeño palito de madera que descansa en la parte superior del
tarro. Dejar reposar a temperatura ambiente (22 º C). Es la muestra nº 2
- Para obtener cristales de
mayor tamaño: preparar otra solución saturada de sulfato de cobre en un vaso e
introducir un pequeño cristal de sulfato
de cobre obtenido en la muestra nº 1 en mitad de la nueva disolución, atado a
un pequeño palito de madera y dejar reposar.
Es la muestra nº 3
3.2 PRÁCTICA Nº 2 OBTENCIÓN
DE CRISTALES DE CLORURO SÓDICO (Sal común)
- Poner 100 g de sal común
en un vaso de cristal
- Calentar 200 ml de agua en
un cazo y verter el agua caliente en el vaso de cristal
- Mover hasta que la sal
común se haya disuelto, obteniendo una disolución sobresaturada.
- Verter parte de la
disolución en un recipiente de cristal ancho y poco profundo para favorecer la
evaporación (muestra nº 1) y dejar reposar a temperatura ambiente (22 º C).
- Verter otra parte de la
disolución en un pequeño tarro de cristal. Introducir un clip sujeto mediante un
hilo a un pequeño palito de madera que descansa en la parte superior del tarro
(muestra nº 2). Dejar reposar a temperatura ambiente (22 º C).
3.3 PRÁCTICA Nº 3 OBTENCIÓN
DE CRISTALES DE SULFATO DE HIERRO
- Poner 100 g de sulfato de
hierro en un vaso de cristal
- Calentar 200 ml de agua en
un cazo y verter el agua caliente en el vaso de cristal
- Mover hasta que la sal
común se haya disuelto, obteniendo una disolución sobresaturada.
- Verter parte de la
disolución en un recipiente de cristal ancho y poco profundo para favorecer la
evaporación (muestra nº 1) y dejar reposar a temperatura ambiente (22 º C).
3.4 PRÁCTICA Nº 3 OBTENCIÓN
DE CRISTALES DE NITRATO POTÁSICO
- Poner 100 g de nitrato
potásico en un vaso de cristal
- Calentar 200 ml de agua en
un cazo y verter el agua caliente en el vaso de cristal
- Mover hasta que la sal
común se haya disuelto, obteniendo una disolución sobresaturada.
- Verter parte de la
disolución en un recipiente de cristal ancho y poco profundo para favorecer la
evaporación (muestra nº 1) y dejar reposar a temperatura ambiente (22 º C).
4.- RESULTADOS
4.1 PRÁCTICA Nº 1 OBTENCIÓN DE CRISTALES DE SULFATO DE
COBRE
He preparado tres muestras, tal como se ha explicado
en el apartado anterior, con los siguientes resultados:
Muestra nº 1 (en recipiente de cristal ancho y poco
profundo): Pasadas unas 24 horas ya se empezaron a apreciar la formación en la
disolución pequeños cristales de color azul marino. Con el paso de los días el
agua se ha ido evaporando y hemos obtenido un gran número de pequeños cristales
de color azul marino. El resultado a los 10 días se puede observar en la
siguiente foto.
FOTO
Muestra nº 2 (tarro de cristal): Pasados unos días se
observa que alrededor del hilo se han ido agrupando los cristales de sulfato de
cobre. Como el hilo descansaba sobre la base del tarro, los cristales se han
ido agrupando en círculo. El resultado a los 10 días ha sido el siguiente:
FOTO
Muestra nº 3 (vaso de cristal): A medida que pasan los
días, el pequeño cristal que habíamos introducido en la disolución ha aumentado
considerablemente de tamaño. El resultado a los 10 días ha sido el siguiente:
FOTO
La forma de los cristales es de prisma oblicuo con
base rectagular. El sulfato de cobre cristaliza en el sistema triclínico
4.2 PRÁCTICA Nº 2 OBTENCIÓN DE CRISTALES DE CLORURO
SÓDICO (Sal común)
He preparado dos muestras con los siguientes
resultados:
Muestra nº 1 (en recipiente de cristal ancho y poco
profundo): Pasadas unas 24 horas ya se empezaron a apreciar la formación en la
disolución pequeños cristales transparentes. Con el paso de los días el agua se
ha ido evaporando y hemos obtenido un gran número de pequeños cristales. Con
una lupa puede observarse que los cristales tienen forma de pequeños cubos. El
resultado a los 10 días se puede observar en la siguiente foto.
FOTO
Muestra nº 2 (tarro de cristal): Pasados unos días se
observa que alrededor del hilo y del clip que hemos introducido en la
disolución se han ido agrupando los cristales de cloruro sódico. El resultado a
los 10 días ha sido el siguiente:
FOTO
La forma de los cristales es cúbica. El cloruro sódico
cristaliza en el sistema cúbico
4.3 PRÁCTICA Nº 3 OBTENCIÓN DE CRISTALES DE SULFATO DE
HIERRO
He preparado una muestra con los siguientes
resultados:
Muestra nº 1 (en recipiente de cristal ancho y poco
profundo): Pasadas unas 24 horas ya se empezaron a apreciar la formación en la
disolución pequeños cristales de color verdoso. Con el paso de los días el agua
se ha ido evaporando y hemos obtenido un gran número de pequeños cristales. El
resultado a los 10 días se puede observar en la siguiente foto.
FOTO
Sistema cristalino triclínico
PRÁCTICA Nº 4 OBTENCIÓN DE CRISTALES DE NITRATO
POTÁSICO
He preparado una muestra con los siguientes
resultados:
Muestra nº 1 (en recipiente de cristal ancho y poco
profundo): Pasadas unas 24 horas ya se empezaron a apreciar la formación en la
disolución pequeños cristales transparentes. Con el paso de los días el agua se
ha ido evaporando y hemos obtenido un gran número de pequeños cristales. El
resultado a los 10 días se puede observar en la siguiente foto.
FOTO
El nitrato potásico cristaliza en forma de cristales
ortorrómbicos sin color
5. CONCLUSIONES
- El resultado común de las cuatro prácticas es que, a
medida que iba disminuyendo el volumen de la disolución, por evaporación del
disolvente (agua), se iban formando y agrupando los cristales de las diferentes
disoluciones. Con ello se demuestra que la cristalización es un método
eficaz de separar soluto sólido de una disolución líquida.
- Los cristales se van haciendo más grandes día
a día; crecen mediante la agregación de nuevos cristales alrededor de las caras
del cristal germen.
- Para obtener un cristal que desarrolle todas sus
caras de cristalización, el experimento debe realizarse en clips o alambres
colgados en el interior de la disolución, tal como se observa en la muestra 3
práctica nº 1 y en la muestra 2 práctica nº 2. Si los cristales se posan sobre
la superficie del recipiente, éstos no pueden crecer en esa dirección y dando
como resultado la forma obtenida en la muestra 2 de la práctica número 1
- El grado de saturación de la disolución afecta a la
cristalización.
- Con la cristalización se obtienen sales minerales en
estado sólido más puras.
4.- RESULTADOS
4.1 PRÁCTICA Nº 1 OBTENCIÓN
DE CRISTALES DE SULFATO DE COBRE
- En el recipiente de
cristal: A los 6 días la disolución se
había evaporado dejando pequeños cristales de color azul tal como se ve en la
foto
- En el tarro de cristal se
había formado una fina capa de cristales de forma redonda unida al hilo que se
había introducido, tal como se ve en la foto
- En el vaso, el tamaño del
cristal ha aumentado considerablemente, tal como se ve en la foto
La forma de los cristales es
de prisma oblicuo con base rectagular. El sulfato de cobre cristaliza en el
sistema triclínico
PRÁCTICA Nº 2 OBTENCIÓN DE
CRISTALES DE CLORURO SÓDICO (Sal común)
a)
Materiales utilizados
4.2 PRÁCTICA Nº 2 OBTENCIÓN
DE CRISTALES DE CLORURO SÓDICO (Sal común)
- En el recipiente de
cristal: A los 6 días la disolución se
había evaporado dejando pequeños cristales de color azul tal como se ve en la
foto
- En el tarro de cristal se
había formado una fina capa de cristales alrededor del hilo y del clip, tal
como se ve en la foto.
La forma de los cristales es
cúbica. El sulfato de cobre cristaliza en el sistema triclínico
4.3 PRÁCTICA Nº 3 OBTENCIÓN
DE CRISTALES DE SULFATO DE HIERRO
- En el recipiente de
cristal: A los 6 días la disolución se
había evaporado dejando pequeños cristales de color azul tal como se ve en la
foto
- En el tarro de cristal se
había formado una fina capa de cristales alrededor del hilo y del clip, tal
como se ve en la foto
PRÁCTICA Nº 4 OBTENCIÓN DE
CRISTALES DE NITRATO POTÁSICO
- En el recipiente de
cristal: A los 6 días la disolución se
había evaporado dejando pequeños cristales de color azul tal como se ve en la
foto
- En el tarro de cristal se
había formado una fina capa de cristales alrededor del hilo y del clip, tal
como se ve en la foto
4. RESULTADOS
El resultado común de las
cuatro prácticas es que, a medida que iba disminuyendo el volumen de la
disolución, por evaporación de su agua, se iban depositando cristales
He observado que los
cristales iban aumentando de tamaño a partir de los primeros cristales, y que
la forma de los cristales era constante, como cubos. En la bibliografía
consultada he encontrado la estructura en 3D de
los cristales de Cl Na; es
la de la siguiente figura.
En esa bibliografía se lee
que se necesitan 1017 de cristales básicos de Cl
Na para formar un grano de
sal, de forma cubica de 1mm de arista (1 mm3
de volumen)
Cristalización de la sal
común David García Angulo
6
5. CONCLUSIONES
1ª. La cristalización de la
sal común se puede hacer a través de
experimentos sencillos
2ª. La cristalización de la
sal común, siempre se realiza en cristales con
estructura cúbica
repetitiva.
3ª Los cristales del Cl Na
se van haciendo más grandes día a día, crecen,
mediante la agregación de
nuevos cristales alrededor de las caras
exteriores de cristales ya
depositados.
4ª Cuando un cristal crece,
por agregación de otros nuevos, si lo hace
sobre una superficie
(práctica 1ª), la parte del cristal que se posa sobre ella
no puede añadir más
cristales, y el cristal no puede crecer en esa
dirección, por lo que para
obtener un cristal que desarrolle todas sus caras
de cristalización debe
realizarse en alambres colgados en el interior de la
disolución (práctica 2ª)
5ª Efectos como la ósmosis
(práctica 3ª) y la capilaridad (práctica 4ª)
influyen en la formación de
cristales sobre sustancias sólidas sumergidas,
total o parcialmente.
6ª Cuanto más lenta es la
cristalización, los cristales son mayores y más
regulares.
7ª Con la cristalización se
obtiene el Cl Na más puro.
8ª Con la cristalización se
recupera el Cl Na contenido en la disolución.
6. CONCLUSIONES
Con los experimentos
realizados he aprendido el comportamiento de una disolución, cómo la
solubilidad cambia con respecto a variaciones en la temperatura a la que se
encuentre el disolvente. He podido observar la cristalización de la sal y cómo
puede variar su formación según la temperatura o el tiempo, por ejemplo. Me ha
llamado la atención la cantidad de sal que admite el agua, y de cómo luego al
evaporarse, es capaz de generar tal cantidad de cristales alrededor de los
recipientes en los que estaban las disoluciones.
V. Conclusiones:
Gracias a estos experimentos
realizados, he comprendido mucho mejor el proceso de cristalización. He
aprendido que la disolución para que cristalice, no es necesaria que sea
sobresaturada, con que sea saturada, funciona. También he aprendido que el
proceso de cristalización se puede llevar a cabo de distintas formas y en
distintos lugares, y por su puesto también he aprendido a tener paciencia con
los experimentos ya que cada uno requiere un tiempo determinado, el cual varía
dependiendo de las condiciones (la temperatura, la forma del recipiente o la
cantidad de sal).
VI. Bibliografía:
http://fq-experimentos.blogspot.com.es/2013/06/270-cristales-de-sal-sobre-un-alambre.html
http://fq-experimentos.blogspot.com.es/2011/09/186-habichuelas-magicas.html
http://fq-experimentos.blogspot.com.es/2011/06/175-cubitos-de-sal.html
http://fq-experimentos.blogspot.com.es/2011/07/178-columnas-de-sal.html
http://www.wordreference.com/definicion/%C3%B3smosis
https://www.google.com/imghp?hl=es&gws_rd=ssl
https://casadoanacole.wordpress.com/ Libro de Física y Química 3º ESO (Primer
Trimestre). Editorial Edelvives.
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