Cristallizzazione (chimica)

La cristallizzazione è un funzionamento dell'unità di ingegneria chimica di isolare un prodotto sotto forma di cristalli . La cristallizzazione è una delle più antiche operazioni fisiche eseguite, insieme all'evaporazione dell'acqua di mare per isolare il sale .

Gli obiettivi della cristallizzazione

L'obiettivo della cristallizzazione può essere:

• isolare un prodotto per recuperarlo in forma solida; è in un certo senso il contrario di una distillazione  ;
• purificare un prodotto: durante la cristallizzazione, le impurità vengono respinte nella fase liquida;
• conferire al prodotto la giusta forma cristallina (morfologia, granulometria, struttura cristallina, ecc.) al fine di studiarlo con diverse tecniche come la diffrazione dei raggi X o per garantire la stabilità e la biodisponibilità necessaria nel caso di una sostanza farmaceutica (vedi polimorfismo e forma galenica );
• nel caso dei polimeri , aumentare le proprietà meccaniche, vedi polimero semicristallino .

Modalità di cristallizzazione

Vengono utilizzati diversi approcci:

• transizione di fase  :
  • cristallizzazione da una fase vapore: sublimazione seguita da condensazione solida ,
  • cristallizzazione da un mezzo fuso: fusione seguita da solidificazione  ;
• cristallizzazione da una soluzione  :
  • cristallizzazione per raffreddamento: l'abbassamento della temperatura della soluzione provoca una diminuzione della solubilità del prodotto in soluzione che ne induce la cristallizzazione,
  • cristallizzazione per evaporazione  : l'evaporazione del solvente provoca un aumento della concentrazione del prodotto in soluzione, che ne induce la cristallizzazione. È questo metodo che viene utilizzato nelle saline ,
  • cristallizzazione per rilascio  : l'aggiunta di un sale o di un contro-solvente (che non scioglie o solo leggermente il prodotto da cristallizzare) miscibile con il solvente provoca il rilascio del prodotto in soluzione che ne induce la cristallizzazione. Idealmente, il contro-solvente solubilizza le impurità.

Precipitazione

La cristallizzazione è diversa dalla precipitazione in quanto il prodotto cristallizza lentamente. La cristallizzazione è controllata per evitare di intrappolare solventi o impurità nei cristalli e per ottenere la forma cristallina corretta.

Ricristallizzazione

La ricristallizzazione è una fase di purificazione alla fine della sintesi. Il solido da purificare viene sciolto a riflusso nella quantità minima di solvente adatto. La soluzione ottenuta viene filtrata a caldo per rimuovere eventuali impurità insolubili. Il filtrato viene raffreddato lentamente per cristallizzare il prodotto. La sospensione ottenuta viene filtrata per separare le impurità solubili nel solvente dal prodotto desiderato.

Note e riferimenti

1. (in) Narayan S. Tavare, Cristallizzazione industriale: analisi e progettazione della simulazione di processo , Springer Science & Business Media, al.  "The Plenum Chemical Engineering Series",2013, 528  p. ( ISBN  1489902333 e 9781489902337 , da leggere online ) , p.  4.

Vedi anche

Articoli Correlati

• Stato solido
• Cristallizzazione frazionata
• Cristallogenesi

Link esterno

• Cristallizzazione del sale - Video