RECRISTALIZACIÓN Y PUNTO DE FUSIÓN

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RECRISTALIZACIÓN Y PUNTO DE FUSIÓN 
Y la relación entre ambos 
 Dos conceptos importantes
Punto de fusión
 Una temperatura… 
Recristalización Procedimiento para purificar una sustancia
Punto de fusión 
En forma práctica, es la temperatura en la cual un sólido cristalino funde o un líquido solidifica a la presión de 1 atm
Teóricamente en la temperatura en que el estado sólido y el estado líquido pueden coexistir en equilibrio a la presión de una atm
¿Cómo se toma el PF?
Fusiómetros 
	Cámara de temperatura con brazo vertical, equipos con lupa focal pantalla de cristal liquido, rango de temperatura amplio, capacidad de 3 capilares, cabezal de visión removible para fácil limpieza
Equipos para determinar el punto de fusión La forma más sencilla, pero que es funcional, consiste en un capilar para contener la muestra, un medio donde calentarla que puede ser un tubo Thiele o un vaso de precipitados con agua o aceite mineral transparente y estable, de alto punto de ebullición (250 ºC), un termómetro para medir la temperatura y el dispositivo para calentar el baño que puede ser una placa de calentamiento o un mechero Bunsen. El tubo Thiele es un tubo de ensayo con un brazo en forma de U unido al cuerpo de modo que el aceite pueda circular por él. Se debe calentar el aceite por el brazo lateral para distribuir el calor por convención y conducción
Primera medida: determinación aproximada del punto de fusión. Para conocer aproximadamente a que temperatura funde la muestra, se regula el aparato de manera que el calentamiento del tubo aumente a una velocidad de 20 °C por minuto.
Segunda medida: determinación exacta del punto de fusión. Se prepara otro capilar con la muestra. Se repite el procedimiento y cuando falten 30 °C para alcanzar la temperatura de fusión, se disminuye la velocidad de calentamiento a 2 °C por minuto.
 
Si la diferencia entre las temperaturas al comienzo y al final de la fusión se encuentra dentro de los límites de precisión del método, la temperatura leída en la fase final de la fusión se considerará el punto de fusión; en caso contrario, se indicarán las dos temperaturas del intervalo considerado, normalmente un intervalo de dos o tres grados centígrados.
Esta segunda medida se debe realizar dos veces. Se considera el punto de fusión de la muestra como la media de las dos medidas.
Si la sustancia se descompone o sublima antes de alcanzar la temperatura del punto de fusión, se indica la temperatura a la cual se observa este efecto.
Tensión de vapor =f( T) para distintas sustancias
Punto de fusión en el gráfico
Presión de vapor en las soluciones
Ley de Raoult. La presión de vapor de un líquido disminuye con la presencia de un soluto no volátil”. 
PA=PAº XA 
Donde: PA es la presión de vapor del líquido A en la solución; PAº la presión de vapor del líquido A puro; XA la fracción molar de A. 
Estudio del comportamiento del PF en las soluciones
Usaremos diferentes nomenclaturas 
Líquido puro Solvente 
Líquido impuro Solución
Impurezas Soluto 
Tensión de vapor del solvente y del solvente en la solución 
Descenso del Punto de fusión con agregado de soluto no volátil 
.
 Temp
T de V
 PF 60% PF A 90% PF A
Líquido A
Líquido A con 10 % B
 Líquido A con 40 %B
Se puede ver en el siguiente gráfico 
Explicación 
Cuando existe un soluto no volátil B en el líquido A, la temperatura en la cual la fase líquida y la fase sólida están en equilibrio a la pr = 1 atm descenderá ya que la curva correspondiente al líquido tendrá una menor T de V ( ya no es la T de V de A puro sino de A con B)
Se podrá ver que el punto de ∩ es menor y por lo tanto el PF bajará 
Si seguimos incrementando la cantidad de impureza, habrá un nuevo punto de ∩ mas bajo que el anterior
Y esto seguirá así hasta que lleguemos a la saturación del soluto en el líquido A. Ese es el menor punto que pueda tener A por la impureza B
Ejemplo de mezcla eutéctica
α Naftol: 95,5 °C 
Naftaleno: 80°C
PF Eutéctico: 61°C
Conclusiones 
Cualquier mezcla de A con B debe comenzar a fundir a la temperatura eutéctica y completarse la fusión a una temperatura menor que la temperatura de fusión de A puro siempre que no estén a una concentración llamada eutéctica
Si el sólido se encuentra en la composición eutéctica, al fundir A se satura con B. A medida que funde mas A, se vuelve a saturar con B y como van a estar en la proporción eutéctica, la temperatura de fusión será como si fuese una sustancia pura 
Si la sustancia A está pura, fundirá a una temperatura definida que será el PF de A 
 
¿Qué ocurre en cada punto señalado?
 Ej XA = 0,8 Xa= 0,4 y XB = 0,6
S K H 
2 fases sólidas A y B
Fase sólida A
Fase A=60% líquida B= 40% 
Fase A > 60% Líquida B ˂ 40%
Fase Sólida A
 F o R 
Regla de la palanca 
Recristalización 
Método de purificación de sólidos que se basa en la diferente solubilidad en frío y en caliente de la sustancia a purificar, en un determinado solvente 
 Simbología a utilizar 
M = masa de la sustancia a recristalizar
m = masa de la impureza
Sc = solubilidad en caliente de la sustancia
Sf = solubilidad en frio de la sustancia
Vc =Mínimo volumen en caliente que disuelve la sustancia
sc = solubilidad en caliente de la impureza
sf = solubilidad en frío de la impureza
M1R = Masa de la sustancia despues de la 1° Recristalización
m1R = Masa de la impureza después de la 1 Recristalización
M2R = Masa de la sustancia despues de la 2° Recristalización
m2R = Masa de la impureza después de la 2° Recristalización
Problema ejemplo 
M = 2g
m = 0,1 g
Sc = 2g/ 100 ml
Sf = 0,2g/ 100 ml
sc = 2g/ 100 ml
sf = 0,2g/ 100 ml
Vc = 100 ml 
Respuestas 
M1R = 1,8 g
m1R = 0 g
 
 Dejo enfriar
 M1R= 1,8 g m1R=0 
mD= 0,2 g
MD= 0,2 g
R= x100 = 90 % 
Caliente 
Vc= 100 ml
Si hace falta se filtra en caliente 
Filtro en caliente. Retiro impurezas insolubles 
Una sola recristalización 
 R= 90% 
Si hubiera mayor cantidad de impureza 
Datos 
M = 2g
m = 0,3 g
Sc = 2g/ 100 ml
Sf = 0,2g/ 100 ml
sc = 2g/ 100 ml
sf = 0,2g/ 100 ml
Respuestas 
M1R = 1,8 g
m1R = 0,1 g
 
 Dejo enfriar
M1R= 1,8 m1R=0,1
mD= 0,2 g
MD= 0,2 g
R= 
Caliente 
Vc= 100 ml
Si hace falta se filtra en caliente 
Filtro en caliente. Retiro impurezas insolubles 
2° Recristalización 
M1R = 1,8 g
m1R = 0,1 g 
Cálculo de Vc
2g ------------ 100 ml 
1,8g ---------- X = 90 ml
Al enfriar 
 Sustancia Impureza 
100 ml -----------0,2 g 100 ml --------0,2 g
90 ml ----------X = 0,18 g 90 ml-------- X = 0,18 g
 
 Dejo enfriar
M1R= 1,62 m1R=0
mD= 0,18 g
MD= 0,1 g
R= 
Caliente 
Vc= 90 ml
Si hace falta se filtra en caliente 
Filtro en caliente. Retiro impurezas insolubles 
Listo 
Problema 1 
Se tienen 2 g de una mezcla de sustancias A ( PF=90°C) y B ( PF=120°C), en las proporciones 30 y 70 %m/m respectivamente.
Se desea saber que sucede a medida que va subiendo la temperatura, la masa de sólido y de líquido a 66°C y el porcentaje de A y B en el líquido 
Problema 2
9g de una mezcla de A ( PF=120°C) y B ( PF=150°C) tiene una composición de 95% en A
Si la composición fuese del 60% en A, terminaría de fundir a los 90°C y si fuera del 20% en A lo haría a 105 °C
Indicar
A- A que T comienza a fundir la mezcla. 
 Respuesta: 50°C aproximadamenteB- Masa de fase líquida y sólida a 90°C. 
 Respuesta: mL= 1,12 g mS= 7,88 g
C- Masa de A y B en cada fase
 Respuesta: m de B en L=0,45 g y m de A en el L= 0,68 g 
Problema 3
Se necesita purificar una sustancia por recristalización. Indicar el solvente mas adecuado de acuerdo a los datos de solubilidad. Justificar la elección Respuesta: B
 FA= 
 FB= 
	 	Solub sust
 (g/100ml)		Solub impureza (g/100 ml)	
	Sustancia	C	F	C	F
	Solvente A 	2	0,7	2	0,1
	Solvente B 	4	0,5	1	0,8
 
Problema 4
Se necesita purificar 20 g de una sustancia que tiene una pureza del 97 %. Indicar el número de recristalizaciones que tuvieron que hacerse y el rendimiento final del proceso.
	 	Solub sust
 (g/100ml)		Solub impureza (g/100 ml)	
	Sustancia	C	F	C	F
	Solvente A 	2	0,7	3	0,3
M =
m =
M1R 
m1R
Vc =
Problema 5
Elija el solvente de recristalización mas adecuado. Hay 10 g de sustancia con el 85% de pureza. Indique el número de recristalizaciones que se deben hacer y el rendimiento final para obtener la sustancia pura 
	 	Solub sust
 (g/100ml)		Solub impureza (g/100 ml)	
	Sustancia	C	F	C	F
	Agua	O,2	0,02	0,2	0,02
	0-Xileno	0,8	10	1	5
	Propanol 	1	10	1	5