3.4A: Purificación

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La cristalización es una excelente técnica de purificación de sólidos porque un cristal que se forma lentamente a partir de una solución saturada tiende a incorporar selectivamente partículas del mismo tipo en su estructura cristalina (un modelo de una red cristalina se encuentra en la Figura 3.16a). Un cristal puro es a menudo ligeramente más bajo en energía que un cristal impuro (o tiene una energía de red más alta), ya que empaquetar partículas idénticas en una red permite maximizar las fuerzas intermoleculares.

Figura 3.16: a) Un ejemplo de una celosía cristalina (este modelo es de\(\ce{NaCl}\)), b) Granito, una roca heterogénea.

Si una impureza es menor que la mayoría de las partículas en una red cristalina, puede haber un “espacio muerto” alrededor de la impureza, resultando en una región con fuerzas intermoleculares no realizadas. Si la impureza es mayor que las otras partículas, en su lugar puede interrumpir las fuerzas intermoleculares al forzar a otras partículas en la red fuera de alineación.

Un sólido en desarrollo tenderá a incorporar partículas del mismo tipo para crear el sólido de menor energía, y excluir impurezas que interrumpen el empaque idealizado del sólido. Este proceso funciona mejor si la impureza está presente como un componente menor del sólido crudo. Cuando están presentes mayores cantidades de impurezas, el cristal resultante tiende a ser heterogéneo, con regiones puras de compuesto y regiones puras de “impureza” entremezcladas con regiones impuras. Este tipo de heterogeneidad se ve a menudo en la cristalización de minerales (Figura 3.16b).