Explicamos qué es la cristalización y en qué consiste este proceso químico. Además, los métodos que utiliza y ejemplos de cristalización.

cristalización
La cristalización transforma un gas, líquido o disolución en cristales sólidos.

¿Qué es la cristalización?

La cristalización es un proceso químico en el que un gas, líquido o solución se transforma en un conjunto de cristales sólidos. Estos cristales consisten en un conjunto ordenado de enlaces moleculares rígidos que son puros en su naturaleza elemental. Por esta razón, la cristalización se puede utilizar como un método de separación de los componentes sólidos de una mezcla homogénea, es decir, se puede utilizar como un método de purificación.

Existen diferentes métodos de cristalización que pueden utilizar la alteración selectiva de la temperatura física o las condiciones de presión, así como la adición de ciertos productos químicos. La forma, tamaño y calidad de los cristales así obtenidos dependerán de las condiciones puntuales en las que se produce el proceso y del tiempo durante el cual se le dejará.

Los cristales obtenidos por este método son formaciones sólidas, con un modelo de difracción muy bien definido (un fenómeno que consiste en la deflexión de una onda cuando pasa a través de un obstáculo a través de un pequeño agujero, y luego se propaga en todas las direcciones detrás de este agujero). Dependiendo de las condiciones en las que se lleve a cabo la cristalización y del tipo de sustancia a cristalizar, los cristales obtenidos tendrán un color específico, una transparencia determinada y una geometría definida.

Cristales son comunes en la naturaleza mineral y se clasifican según sus propiedades en:

  • Cristales sólidos. Son los más numerosos. Con la excepción del vidrio y algunas sustancias sólidas amorfas (sustancias sólidas en las que sus partículas no están ordenadas, es decir, desprovistas de forma), casi toda la materia sólida está en estado cristalino. Por ejemplo: sal, azúcar y algunas piedras preciosas.
  • Cristales luminosos. Se consideran líquidos y generalmente se utilizan en pantallas de equipos electrónicos.
  • Cristales jónicos. Son duros y britover. Los cationes y los aniones que los forman son de diferentes tamaños y estos cristales suelen tener altos puntos de fusión. Por ejemplo: cloruro de potasio (KCl) y sulfuro de zinc (ZnS).
  • Cristales covalentes. Los átomos que los componen están conectados por enlaces covalentes formando una lan tridimensional. Por ejemplo: grafito y diamante.
  • Cristales moleculares. Sus partículas están conectadas por fuerzas de Van der Waals (fuerzas atractivas o repugnantes entre moléculas, interacciones inferiores a las de un enlace químico) y/o por interacciones de derivación de hidrógeno (interacciones atractivas entre un átomo de hidrógeno unido a un átomo electronegativo, con otro átomo electronegativo perteneciente a otra molécula, estas interacciones también son inferiores a las de un enlace químico). Estos compuestos son generalmente britak y sus puntos de fusión son inferiores a 100 ºC. Por ejemplo: el tetrafosforo (P4) y diyodo (I2).
  • Cristales metálicos. Los cristales metálicos están compuestos por átomos del mismo metal. Suelen ser muy densos y sus propiedades (como el punto de fusión y la dureza) varían dependiendo del tipo de metal. Además, estos compuestos son buenos conductores de calor y electricidad. Por ejemplo: níquel (Ni), hierro (Fe) y cobalto (Co).

Vea también: compuesto inorgánico

Ejemplos de cristalización

cristalización
El vapor de agua del aire puede cristalizar directamente en superficies frías.
  • Formación de heladas. Bajo ciertas condiciones de humedad ambiental, el vapor de agua del aire puede cristalizar directamente en superficies frías (como vidrios o metales) y formar estructuras similares a la nieve, llamadas helada. Algunos congeladores tienden a formar heladas también. Se trata de cristales de agua, cuya constitución es muy regular y muy bien formada.
  • Agua helada. El hielo es agua congelada y, como tal, no es un cristal. Pero durante las primeras etapas de ccongelación de este líquido, podemos ver la aparición de dendritas (cristales en los que las orientaciones cristalinas son todas diferentes) y otras estructuras cristalinas sumergidas.
  • Evaporación del agua de mar. Para obtener cristales de sal, así como agua desalinizado, el agua extraída del mar suele hervirse. De esta manera, el líquido se convierte en gas (vapor de agua) dejando las sales que se disolvieron en el envase, que permanecen como cristales salinos perfectos.
  • Cristales de plata para fotografía. Los cristales de plata son útiles para algunos objetos en la industria cinematográfica o la fotografía antigua (no digital, obviamente) ya que estos cristales son sensibles a la luz, se reinstalan frente a la luz, copiando así la impresión de la luz. Para obtenerlos se utilizan compuestos como el bromuro, el cloruro o el yoduro de plata.
  • Cristales de oxalato de calcio. Formados por la acumulación de sales y calcio en los riñones, estos cristales suelen ser dolorosos para el ser humano, y a veces es necesaria la intervención quirúrgica para eliminarlos, ya que dificultan la expulsión normal de la orina. Tienen la forma de pequeñas piedras oscuras, conocidas como cálculos renales, o "piedra" o "arenisca" en los riñones.

Referencias:

  • "Cristalografía" en CSIC.