Cristalização por Solução Supersaturada

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1) Título: Cristalização
2) Objetivo: Promover a cristalização pelo método de solução supersaturada.
3) Descrição: Cristais podem ser formados por varias técnicas, uma delas é através da produção de uma solução supersaturada. Esse é um projeto que exige tempo e paciência devido a fragilidade de um cristal.
4) Considerações Teóricas:
4.1) Soluções supersaturadas: um sal como o cloreto de sódio, sal de cozinha, dissolve bem em água e a solução é transparente. Mas, se adicionarmos sal em quantidade muito grande, ultrapassando um certo valor chamado "valor de saturação", a solução fica turva e o excesso de sal se deposita no fundo do vidro. Uma solução nesse estado é uma solução supersaturada. O valor de saturação depende da temperatura da solução. Água quente dissolve melhor que água fria. Uma solução supersaturada na temperatura ambiente, pode voltar a ficar transparente se aquecida a 50ºC, por exemplo.
Deixando esta mesma solução resfriar lentamente, sem nenhuma agitação, ela pode voltar à temperatura ambiente e continuar transparente, sem precipitado. Nesse caso, a solução está a ponto de precipitar, em equilíbrio instável. Qualquer perturbação pode quebrar esse equilíbrio e a solução se turvar novamente. É exatamente essa instabilidade que se aproveita para o crescimento de cristais. Colocando um pequeno pedaço de cristal do mesmo sal nessa solução supersaturada, partículas do sal que estão prestes a se precipitar podem aderir às paredes do cristal, fazendo-o "crescer". Esse pequeno cristal é a "semente" de crescimento do cristal.
5) Métodos e procedimentos:
5.1) Materiais:
- 1 sal
- 2 frascos (depende da quantidade de solução a ser preparada) 
- água
- balança *
- termômetro *
5.2) Preparo da solução supersaturada:
- Adicionar sal (na quantidade exata, dependendo de sua composição) a uma certa quantidade de água até que o sal começe a se depositar no fundo e sua dissolução seja cada vez mais difícil;
- agite até a solução se tornar turva;
- espere até algumas horas para que o excesso se deposite no fundo e a solução fique clara;
- passe a solução para outro frasco, com cuidado para que o sal depositado no fundo não vá junto;
- cubra o frasco para evitar a evaporação;
- o resto do sal transfira para um pires (ou algo parecido) deixe secando e guarde;
5.3) Preparo da "semente":
- separe alguns mL da solução supersaturada em um vidro pequeno e deixa evaporar em algum lugar isolado;
- os pequenos cristais formados no fundo do vidro poderão ser usados como semente;
5.4) Cristalização:
- aqueça a solução supersaturada, aproximadamene 50ºC
- dissolver na solução a quantidade adicional armazenada;
- deixe esfriar sem mexer até a solução atingir 3ºC acima da temperatura ambiente;
- coloque a semente em suspensão no meio do líquido e tampe o frasco;
- deixe em repouso;
6) Considerações finais: a quantidade de sal a ser adicionada depende de suas propriedades físico-químicas, abaixo alguns exemplos de sais - cores - quantidades:
* Transparente:
- Alúmen (sulfato de alumínio e potássio decaidratado):
SOLUÇÃO SUPERSATURADA: 20 gramas por 100 mililitros de água.
SAL ADICIONADO: 4 gramas por 100 mililitros de água.
- Tartrato de Sódio e Potássio (Sal de Rochelle):
SOLUÇÃO SUPERSATURADA: 130 g por 100 ml de água.
SAL ADICIONADO: 9 g por 100 ml de água.
* Vermelho:
- Ferricianeto de Potássio (Prussiato vermelho):
SOLUÇÃO SUPERSATURADA: 46 g de sal por 100 ml de água.
SAL ADICIONADO: alguns grãos.
* Violeta:
- Acetato de cobre monohidratado:
SOLUÇÃO SUPERSATURADA: 10 g de sal por 100 ml de água.
SAL ADICIONADO: alguns grãos.
*Azul:
- Acetato de cálcio e cobre hexahidratado.
Esse cristal é formado com dois compostos: o óxido de cálcio e o acetato de cobre monohidratado, usado no cristal anterior. Use o seguinte processo.
Adicione 22,5 g de óxido de cálcio em 200 ml de água, acrescente 48 g de ácido acético glacial e misture até ficar transparente. Se necessário, filtre a solução. Em outro vidro, dissolva 20 g de acetato de cobre em 150 ml de água quente. Misture as duas soluções em outro vidro, cubra e deixe descansar por 1 dia. A partir desse ponto, proceda como anteriormente.
Esse é um belo cristal e vale a pena o esforço de crescê-lo.
Referência:
- HENISCH, Heinz K. Crystal Growth in Gels. Dover Publications, Inc. New York, 1996.