Cristalização: Processo de Purificação de Sais

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ETEC CONEGO JOSÉ BENTO
Ana Júlia Silva Moreira
Ana Laura De Souza Silva
Antonio Fabricio R. S. Mendes
Brendon Souza Dos Santos
Cauã Augusto Do Carmo Mota
TURMA A BANCADA 4
CRISTALIZAÇÃO
JACAREÍ –SP
2018
OBJETIVO:
Purificar sais pelo processo de cristalização via úmida a quente e a frio e, iodo por via seca.
INTRODUÇÃO TEORICA:
O QUE É CRISTALIZAÇÃO:
É um processo químico muito utilizado pelas indústrias farmacêuticas, petroquímica e química. Se refere a um procedimento para a purificação de elementos sólidos. No processo de cristalização irar acontecer uma separação de mistura homogenia, ou seja, que só podemos identificar uma fase, formadas por sólidos dissolvido em líquido.
Para alcançar o objetivo pretendido com essa técnica é essencial o uso de determinados equipamentos de laboratório. Os cristalizadores são indispensáveis neste processo.
Cristalizadores são usados para obter a separação de líquido-sólido e gerar produtos de alta pureza. Sendo um equipamento de laboratório que faz parte das vidrarias de laboratório que no processo de cristalização é utilizado, e possuem uma grande superfície para que o solvente da solução possa evaporar mais rápido. 
Figura 1
 
 Figura 2
Na cristalização as misturas homogenia são submetidas a temperaturas muito baixa e conforme o tipo de substância envolvidas na solução, o excesso de sólido se separa então, se formam cristais com formatos geométricos irregulares.
Figura 3
VIA SECA:
Processo aplicado a substância que sublimam, este processo implica no aquecimento de substância e seus valores são recolhidos em uma superfície fria. 
VIA UMIDA:
Processo aplicado a substância solúveis em água, nesse caso. Podemos fazer uma dissolução a frio ou a quente. 
APLICAÇÕES INDISTRIAIS DESSAS CRISTALIZAÇÕES:
A cristalização é uma operação muito antiga. Desde a antiguidade que a cristalização do cloreto de sódio a partir da água do mar é conhecida. Também na fábrica de pigmentos se usa, desde os tempos antigos, a cristalização. Hoje em dia, a cristalização industrial surge na fábrica de sal de cozinha, açúcar, sulfato de sódio, amónia para a produção de fertilizantes, carbonato de cálcio para as indústrias de pasta e papel, cerâmica, plásticos, ácido bórico e outros compostos para as indústrias de inseticidas e farmacêutica, entre muitos outros processos industriais.
Figura 4
TIPOS DE SUBSTANCIAS QUE SUBLIMAM:
Sublimação é um fenômeno físico-químico que consiste na passagem direta de uma substância do estado sólido para o estado gasoso ou ao contrário sem passar pelo o estado liquido que representa o nível intermediário de agitação das partículas.
Este processo ocorre em algumas situações especificas como a naftalina, o iodo e o gelo cego o gráfico abaixo explica o que acontece:
Figura 5
O gráfico representa um certo material, as transições de fases de acordo com a evolução da temperatura e pressão. Observa–se que existe um ponto no gráfico em que os três estados fundamentais (sólido, líquido e gasoso) trata se de equilíbrio, o chamado ponto triplo. A pressão nesse ponto é chamada de pressão de vapor, e é possível ver que sob pressões abaixo desta, um aumento de temperatura faz que o material passe para a fase solida diretamente para o estado gasoso (vapor) o mesmo efeito é observável quando, sob uma temperatura inferior à doo ponto triplo, a pressão é elevada
Figura 6
ARRANJO CRISTALINO DO NaCl E OUTROS SAIS:
Figura 7
O Cloreto de Sódio (NaCl), mais conhecido como sal de cozinha, é classificado como sendo um composto iônico cristalino. A figura acima representa bem os cristais de Cloreto de Sódio, neste caso se trata do sal grosso. O sal que usamos diariamente em nossa alimentação é obtido a partir do refinamento e por isso é denominado de sal refinado.
Para um melhor estudo da unidade estrutural cristalina de NaCl, atente-se para a imagem:
Figura 8
Repare que os ânions Cl- se ligam aos cátions Na+ para formar o arranjo cristalino de Cloreto de Sódio.
Sais em geral são substâncias que em solução aquosa sofrem dissociação e apresentam ponto de fusão (P.F.) e ponto de ebulição (P.E.) elevados. A estrutura cristalina explica tudo: as moléculas estão tão fortemente ligadas que é preciso um intenso aquecimento para quebrar o arranjo do retículo cristalino, portanto, o ponto de ebulição se eleva.
AMORFO:
O material amorfo é a designação dada a estrutura que não tem onde nação espacial a longa distância, como os sólidos regulares
É necessário que ele tenha uma estrutura cristalina definida para ser considerado um solido regular, os materiais amorfos não apresentam forma geométrica definida, podem apresentar até certa rigidez como os sólidos comuns, mas seus átomos não se encontram em organização espacial (a nível microscópico).
Temos como exemplo de substancias amorfas: parafina, sabões, vidro, vários polímeros (poliestireno por exemplo). O preparo de materiais amorfos: obtidos através do resfriamento de materiais derretidos, que reduz a capacidade de mobilidade das moléculas.
CRISTAL:
Figura 9
O cristal é um corpo sólido, que possui faces planas e bem definidas, com arestas retas e vértices agudos, existem diversos processos de criação dos cristais no universo mineralógico e, por consequência, os cristais tem formas diversificadas. Em nossa vida cotidiana encontramos o sal comum, o açúcar, cristais encontrados nas moedas, nos ossos do corpo e nos materiais empregados em construções. Na natureza o cristal começa a aparecer em amostras que encontramos no dia a dia, como exemplo temos o floco de neve, que é composto por partículas congeladas de água em estado cristalino.
Figura 10
Denominamos compostos químicos aqueles cristais que foram formados em condições geológicas naturais, apresentando assim composição química e propriedades cristalográficas definidas. São estes parâmetros que são utilizados para definir um cristal, pois estes são formados em ambientes geológicos ideais e apresentam, por consequência, uma série de propriedades únicas entre os minerais (surgimento de faces, arestas e vértices geométricos no corpo rochoso). A cristalografia estuda a origem e formação dos cristais, classificando-os.
Retículo cristalino remete à estrutura atômica apresentada pelo mineral e sua organização de átomos em espaço tridimensional, obedecendo a preceitos da simetria cristalográfica (simetria na distribuição dos átomos do mineral em relação ao plano simétrico central).
	Sistema cristalino
	Minerais
	Cúbico
	Diamante*, granada, halita
	Tetragonal
	Rutilo, cassiterita
	Hexagonal
	Berilo, Quartzo β, grafita*
	Trigonal
	Turmalina, coríndon, Quartzo α
	Ortorrômbico
	Topázio, olivina, enxofre*
	Monoclínico
	Mica, ortoclásio, enxofre*
	Triclínico
	Plagioclásio, microclínio
A química, através dos estudos da alotropia, observa as propriedades dos minerais que apresentam a mesma composição química, como o diamante e a grafita (formados por carbono).
O processo de formação geoquímica nos remete aos processos utilizados para formar o cristal, diferindo entre duas possíveis formas: natural ou sintético. Minerais e cristais que se formam de maneira natural ocorrem espontaneamente no ambiente, enquanto suas contrapartes sintéticas não são denominadas minerais, embora apresentem todas as suas propriedades.
O processo de formação inorgânica do mineral delimita apenas os processos geoquímicos como formadores de minerais. Processos oriundos de seres vivos (formação do âmbar, da pérola) não são considerados processos inorgânicos e seus produtos são denominados mineralizes.
MATERIAIS E SUBSTÂNCIAS
Materiais
‘
	
Substâncias
Béquer
Suporte universal
Garra com haste
Barbante
Tubo de ensaio
Suporte para tubos
Funil analítico
Papel defiltro
Espátula
Almofariz com pistilo
Vidro de relógio
Balança técnica
Baqueta de vidro
Microscópio
Cloreto de sódio
Iodo
Sal grosso
Água destilada
DIAMANTE DE HOMMEL
O diagrama de hommel, diamante do perigo ou diamante de risco, é conhecido pelo código NFPA 704, é uma simbologia empregada pela associação nacional para proteção contra incêndios dos EUA (National Fire Protection Association). Nela, são utilizados quatro quadrados sobrepostos em cores diferentes que expressam tipos de risco em graus que variam de 0 a 4 (branco, azul, amarelo e vermelho), que representam, respectivamente: riscos específicos, risco à saúde, reatividade e inflamabilidade. 
Figura 11
Cloreto de
Sódio
	
0
	0
0
Iodo
	
0
2
0
	
Sal grosso
		
0
0
0
	
	
Água
Destilada
	
		
0
0
0
PROCEDIMENTOS
Procedimento A
Primeiramente, trituramos 10 g de sal (NaCl) em um almofariz com o auxílio de um pistilo. Após triturado, pegamos um béquer e inserimos 20 mL de água destilada, onde colocamos aos poucos o sal e agitamos com a baqueta até saturar. Após a saturação, montamos um processo de filtração onde pegamos um suporte universal, colocamos a garra com haste e sobre ela um funil analítico que já estava com um papel de filtro, o vidro de relógio serviu para receber o líquido filtrado, porém, apenas seis gotas e nisso, deixamos evaporar naturalmente por um dia
Procedimento B
No dia seguinte, percebemos que o vidro de relógio estava com o sal cristalizado e ao olhar pelo microscópio, conseguimos observá-los:
Figura 12
Após a cristalização com dissolução a frio, começamos a fazer por dissolução a quente. Pesamos 40 g de sal grosso e eventualmente o trituramos em um almofariz com pistilo até ficar em partículas menores. Pegamos um béquer de 250 mL onde adicionamos 40 mL de água destilada, com isso, fomos transferindo aos poucos o sal e agitamos com a baqueta até saturar. Após a saturação, levamos o béquer à capela até atingir um ponto de aquecimento e com isso, colocamos a solução em dois tubos de ensaio, onde um estava com o cristal amarrado em um barbante e o outro sem, depois tampamos e aguardamos atingir a cristalização
Procedimento C
Foi feito um processo de sublimação com o iodo. Pegamos um béquer de 250 mL onde nele colocamos areia e o iodo. Em cima do béquer, colocamos um vidro de relógio onde nele tínhamos adicionado gelo e água gelada. Ao ligarmos a chapa de aquecimento, verificamos uma formação de gases de cor violeta e ao entrar em contato com o vidro de relógio, resfriou e solidificou-se novamente, com aspecto brilhante.
Figura 13
DISCUSSÕES E RESULTADOS
Foi possível fazer a cristalização no modo a quente, porém a frio, o cristal ficou na parte exterior do tubo nº 2, já o tubo nº 1, o cristal não teve um resultado tão visível:
 Figura 16Figura 15
Figura 14
Não tivemos nenhum erro, porém, ao longo do processo tivemos um problema:
- Trituração: demoramos mais do que esperado, pois por ter sido um tipo de sal grosso, não foi fácil deixá-lo em partículas menores;
CONCLUSÃO:
A finalidade da cristalização é operar a separação de uma mistura líquida para obter cristais de um dos componentes da mistura. Para haver cristalização é necessário a agitação ou circulação da mistura líquida, que provoca a aproximação e o choque entre as moléculas, ocorrendo transferência de quantidade de movimento. A cristalização industrial é aplicada na fabricação de sal de cozinha, açúcar, sulfato de sódio e amônia para fabricação de fertilizantes, ácido bórico para indústria de inseticidas e farmacêutica, entre outras. 
INDICE DE IMAGEM:
Figura 1	3
Figura 2	3
Figura 3	4
Figura 4	5
Figura 5	5
Figura 6	6
Figura 7	6
Figura 8	7
Figura 9	8
Figura 10	8
Figura 11	11
Figura 12	14
Figura 13	15
Figura 14	15
Figura 15	15
Figura 16	15
REFERENCIAS:
O QUE É CRISTALIZAÇÃO:
Disponível em:
http://www.maxlabor.com.br/blog/o-que-e-cristalizacao-entenda-a-funcao-dos-cristalizadores-de-laboratorios http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=42 https://www.gea.com/pt/productgroups/evaporators_crystallizers/crystallizers/index.jsp
Acessado em: 28/09/2018
APLICAÇÕES INDISTRIAIS DESSAS CRISTALIZAÇÕES:
Disponível em:
http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=42
Acessado em: 26/09/2018
TIPOS DE SUBSTANCIAS QUE SUBLIMAM:
Disponível em: https://www.significados.com.br/sublimacao/
https://www.infoescola.com/fisico-quimica/sublimacao/
Acessado em: 28/09/2018
ARRANJO CRISTALINO DO NaCl E OUTROS SAIS:
Disponível em: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/cloreto-sodio.htm
Acessado em: 26/09/2018
AMORFO:
Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/material-amorfo.htm 
Acessado em: 27/09/2018
CRISTAL:
Disponível em: https://www.infoescola.com/quimica/cristais/ 
https://www.suapesquisa.com/cienciastecnologia/cristais/ 
https://queconceito.com.br/cristal 
Acessado em: 27/09/2018