La cristalización es el proceso de transformación directa de un líquido, gas o disolución, a un conjunto de cristales sólidos con una estructura ordenada y definida. El fenómeno de la cristalización se produce tanto cuando se alteran factores físicos como parámetros químicos, para obtener cristales (sólidos) desde un líquido.
Se trata de un tipo de cambio físico, dado que, las materias pasan de una forma física a otra, sin crear una nueva sustancia. La técnica de la cristalización como método de separación y solidificación, se utiliza generalmente con el propósito de purificar elementos naturales impuros y para extraer partículas sólidas disueltas en una mezcla homogénea.
Entre los principales ejemplos y usos de la cristalización, se encuentran:
- Purificación de elementos naturales impuros.
- Cristalización en la extracción de sal de mar.
- Formación de copos de nieve y escarcha.
- Cristalización del carbono en diamantes.
- Creación de metales, piedras y minerales.
- En la desalinización del agua.
- En el proceso de fabricación de medicamentos.
- Aparición de la gota y los cálculos renales en el cuerpo.
- Fabricación de los caramelos con cristales de azúcar.
- Cristalización para obtener helados cremosos.
- Cristalización del anhídrido etanoico y el ácido sulfúrico.
- Cristalización por sublimación.
- Utilizado en las películas fotográficas antiguas.
- Creación de estalactitas y estalagmitas.
Ejemplos de cristalización en la industria
Te enseñaremos a continuación algunos ejemplos de cristalización utilizada dentro de la actividad económica:
En la industria farmacéutica
La cristalización es muy importante dentro de la industria farmacéutica. Entre otras cosas, se utiliza en los procesos de separación y purificación de ingredientes farmacéuticos activos. Así, sirve para la fabricación de medicamentos como la aspirina, dada la cristalización del anhídrido etanoico y el ácido sulfúrico.
Extracción de la sal
La recolección de sal es uno de los mejores ejemplos del proceso del cristalización. En un principio del procedimiento, el agua que contienen los mares y los lagos salados se somete a la evaporación solar; así, cuando el agua se convierte en vapor de agua, queda sal como resultado pero es impura por naturaleza. Finalmente, la sal se limpia y se refina para su purificación y para garantizar un consumo sin riesgos.
Cristalización del azúcar en la miel
Las moléculas de azúcar de la miel tienden a formar cristales de azúcar cuando se almacenan durante un cierto tiempo, gracias al proceso de cristalización. La velocidad de formación de cristales de azúcar en la miel se puede aumentar si se almacena en un entorno frío.
Cristalización para un diamante
Existen tres formas principales del carbono: el carbono amorfo (sin estructura cristalina), el grafito y el diamante. La diferencia clave entre las tres formas básicas es la cantidad de presión y velocidad de su transformación.
El diamante es una piedra preciosa, formada por la cristalización de carbono puro en la corteza terrestre, bajo unas condiciones de alta presión y alta temperatura. Se trata del material más duro del planeta, y su creación puede ser tanto natural como artificial.
Cristalización del helado
El helado cremoso contiene diferentes cristales, encargados de aportar su textura suave que se obtiene por varios métodos de cristalización artificial. Por ejemplo, entre los cristales contenidos en un helado cremoso, podemos mencionar los cristales de lípidos (a partir de grasas), los cristales de hielo y los cristales de lactosa.
Película fotográfica
Antes de que se inventaran las cámaras digitales, se utilizaba la película fotográfica transparente para capturar las imágenes; la cuál, necesita de la ejecución de múltiples reacciones químicas.
Dentro de ellas, la capa de emulsión (una fina capa sensible a la luz) está formada por una gelatina con granos de haluro de plata. Estos cristales se obtienen a través de un proceso de cristalización que ayuda a atrapar la energía de la luz y, así, capturar la foto.
Ejemplos de la cristalización en química (método de separación)
La cristalización es una técnica que conduce a la separación de las estructuras cristalinas y a la purificación de los compuestos sólidos. Veamos a continuación ejemplos de cristalización química:
Cristalización por sublimación
El proceso de cristalización se suele utilizar para purificar elementos como el yodo o el azufre. Se logra mediante un proceso que involucra la sublimación en primera instancia y, luego, la sublimación inversa, dentro de un recipiente de vidrio que permite retener los cristales de la sustancia de naturaleza pura.
Desalinización del agua
El proceso de desalinización del agua es algo similar a lo que sucede con la extracción de la sal del agua de mar. Ya que, la muestra de agua impura se somete a una temperatura que evapora y deja de lado la sal y otras impurezas. Luego, los vapores de agua de la evaporación se someten a un proceso de condensación y se obtiene agua pura.
Cristalización fraccionada
La cristalización fraccionada es un método de refinación o purificación de sustancias, basado en las diferencias de solubilidad y que se fracciona a través de las diferencias en la cristalización. Se suele utilizar en la recuperación de productos comercializables, a partir de soluciones desechables.
Cristaliza una mezcla de dos o más sustancias en solución; por ejemplo, si disminuye la temperatura de la solución, el precipitado contendrá más de la sustancia menos soluble.
Ejemplos de cristalización en la naturaleza y la vida cotidiana
A continuación, te enseñaremos una serie de ejemplos sobre cristalización en la vida real, para que puedas entender mejor su proceso.
Creación de cristales en la naturaleza
La formación de diferentes metales, piedras y minerales, son otro ejemplo de cristalización en la naturaleza. Se forman sometiendo el carbono en estado bruto y otros elementos, a condiciones extremas de temperatura y presión; así, se constituye un proceso natural de cristalización.
Solidificación de los copos de nieve
Los copos de nieve se pueden formar mediante un proceso natural de cristalización del vapor de agua; debido a las bajas temperaturas y a la presencia de humedad en el ambiente. Cada copo de nieve actúa como un pequeño cristal de hielo, que tiende a caer al suelo debido a la gravedad.
Es bien sabido que cada cristal de nieve es único en su forma y esto se debe a las condiciones que ocurren durante el crecimiento del cristal (segunda etapa de cristalización).
Formación de la escarcha
En los días particularmente fríos, el vapor de agua circundante se puede cristalizar en aquellas superficies gélidas como los vidrios y los metales; así, podemos ver las ventanas de los coches y otros objetos con helada en una mañana de invierno. Esto se llama escarcha y son cristales de agua con una estructura regular y bien formada.
Cristales en la gota
La gota es una enfermedad en la cual, las personas que la padecen, sufren de un dolor agudo provocado por la acumulación de cristales de urato en una articulación; por lo tanto, la causa principal de tal enfermedad es la cristalización del ácido úrico.
Esta afección, provoca un aumento significativo de la fricción al moverse, inflamación y dolor en las articulaciones y los huesos.
Cristalización en cálculo renal
Los cálculos renales suelen formarse en el cuerpo debido a un proceso de cristalización. Ciertas partículas de sal y calcio presentes en la orina, tienden a depositarse en riñon, se adhieren entre sí y se oxidan; para luego formar pequeños cálculos o piedras que causan dolor.
Formación de estalactitas y estalagmitas
Estas formaciones son un ejemplo más del proceso de cristalización en la vida cotidiana. Las estalactitas y estalagmitas son rocas calizas, que se encuentran en el interior de las cuevas subterráneas.
Las estalactitas son estructuras afiladas que cuelgan del techo, mientras que las estalagmitas son formaciones ascendentes, presentes en el suelo de las cuevas. Se trata de rocas sedimentarias inorgánicas y se forman por la cristalización de las sales de calcio, en el agua que penetra en las cuevas.
Tipos de cristales producidos en la cristalización
Los cristales producidos durante la cristalización pueden ser de 4 tipos principalmente: iónicos, moleculares, de red covalentes, metálicos.
- Los cristales iónicos, como por ejemplo la sal, son solubles en agua y conducen la electricidad.
- Los cristales moleculares, como por ejemplo el hielo, son disolubles en algunos casos y no conducen la electricidad.
- Los cristales de red covalentes, como por ejemplo el diamante, no son ni disociables ni conducen la electricidad.
- Los cristales metálicos, como por ejemplo el mercurio, son maleables y conducen la electricidad.