3.3A: Perfil de Temperatura Ideal

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El procedimiento de cristalización es posible ya que la mayoría de los sólidos tienden a volverse más solubles en disolventes a medida que aumenta su temperatura (la Figura 3.7 muestra un sólido amarillo que se disuelve en etanol a medida que aumenta la temperatura en una placa calefactora).

Figura 3.7: Disolución por lapso de tiempo de bencilo (sólido amarillo) en etanol a medida que aumenta la temperatura en una placa calefactora. El bastón de ebullición se utiliza para la prevención de golpes.

La cafeína es un sólido blanco que sigue este patrón habitual, ya que 1 gramo de cafeína se disuelve en\(46 \: \text{mL}\) agua a temperatura ambiente,\(5.5 \: \text{mL}\) de\(80^\text{o} \text{C}\) agua y\(1.5 \: \text{mL}\) de agua hirviendo. \(^2\)Si alguna vez ha tenido dificultades para limpiar los residuos de almidón solidificado de un colador de cocina (quizás después de haber colado el agua de la pasta), es posible que haya aprendido que el colador se limpia más fácilmente en agua caliente que en frío. El almidón tiene una mayor solubilidad en agua caliente, y esta tendencia en solubilidad es en parte lo que hace que un lavavajillas sea tan efectivo.

El perfil de solubilidad de los compuestos es una determinación empírica. Algunos sólidos aumentan la solubilidad regularmente con la temperatura (Figura 3.8a), y otros aumentan de manera exponencial (Figura 3.8b). En casos inusuales, la solubilidad de un sólido puede disminuir con la temperatura. Para la mejor cristalización, el compuesto debe ser muy soluble en el disolvente caliente y mínimamente soluble (o insoluble) en el disolvente frío.

Figura 3.8: Gráficos de solubilidad versus datos de temperatura para ácido glutárico en agua (izquierda) y difenilamina en hexano (derecha). \(^3\)En ambos conjuntos, la solubilidad aumenta con la temperatura. Tenga en cuenta que el ácido glutárico no pudo cristalizarse a partir del agua, ya que es altamente soluble incluso a temperaturas frías.

\(^2\)De: The Merck Index, 12\(^\text{th}\) edición, Laboratorios de Investigación Merck, 1996.

\(^3\)Datos de: A. Seidell, Solubilidades de Sustancias Inorgánicas y Orgánicas, D. Van Nostrand Company, 1907.