Cristalizacion Melanterita Laboratorio 6b6f6y

Universidad Nacional Mayor de San Marcos- FIGMMG- EAP Ing.

Geológica

“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

Cristalización de Melanterita en laboratorio 

Curso: Cristalografía



Profesor: Ing. Maritza Campián

 Alumno: -Ramirez Ampuero, Abel Alejandro - Lara, Giulio 

E.A.P.: Ingeniería Geológica

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2015 CRISTALIZACIÓN DEL SULFATO FERROSO HEPTAHIDRATADO (FeSO4.7H2O) 1. INTRODUCCIÓN La cristalización es importante como proceso industrial por los diferentes materiales que son y pueden ser comercializados en forma de cristales. Su empleo tan difundido se debe probablemente a la gran pureza y la forma atractiva del producto químico sólido, que se puede obtener a partir de soluciones relativamente impuras en un solo paso de procesamiento. Además se puede realizar a temperaturas relativamente bajas y a una escala que varía desde unos cuantos gramos hasta miles de toneladas diarias. La mayor parte de las aplicaciones industriales de la operación incluyen la cristalización a partir de soluciones. Sin embargo, la solidificación cristalina de los metales es básicamente un proceso de cristalización y se ha desarrollado gran cantidad de teoría en relación con la cristalización de los metales. El trabajo realizado a continuación se centra en el estudio de la cristalización del sulfato ferroso heptahidratado, a partir de una muestra impura. Al observar la muestra presentaba en una mayor parte un color rojo naranja y en una proporción menor un color verdusco, característico del producto a obtener. Esto nos indicaba que el compuesto estaba siendo oxidado, ocurría que el Fe2+ se estaba transformando en Fe3+, por lo cual tendremos que purificar y cristalizar la muestra a trabajar. 2. FUNDAMENTO TEÓRICO Cristalización de Melanterita en laboratorio - Cristalografía

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2.1 CRISTALIZACIÓN: Es la operación en la cual se forma un sólido cristalino, ya sea a partir de un gas, un líquido o una disolución. La cristalización es un proceso en donde los iones, átomos o moléculas que constituyen la red cristalina crean enlaces hasta formar cristales para purificar una sustancia sólida. Lo que ocurre es que, se separa un componente de una solución liquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan. El mecanismo de este proceso es muy complejo, ya que envuelve los fenómenos de difusión, formación de núcleos y crecimiento de los cristales. Para poder ser transferido a la fase sólida, es decir, cristalizar, un soluto cualquiera debe eliminar su calor latente o entalpía de fusión, por lo que el estado cristalino además de ser el más puro, es el de menor nivel energético de los tres estados físicos de la materia, en el que las moléculas permanecen inmóviles unas respecto a otras, formando estructuras en el espacio, con la misma geometría, sin importar la dimensión del cristal. Una ventaja importante de la cristalización sobre otros procedimientos, como la evaporación total, es que pueden obtenerse cristales puros de una solución que contenga notable cantidad de impurezas, con tal que no se formen cristales mixtos. Para que se produzca la cristalización es necesario la sobresaturación; esto es, que la solución contenga al menos

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momentáneamente más soluto que el valor de saturación para las condiciones dadas de temperatura, presión y composición. La sobresaturación puede producirse de 3 maneras: 

Variando la temperatura de modo que disminuya la solubilidad. Puesto que la solubilidad de casi todas las sustancias aumenta al elevarse la temperatura, implicaría

 

hacer bajar la temperatura. Eliminando el disolvente por evaporación. Cambiando la naturaleza de la solución por adición de una sustancia que sea miscible con el disolvente para producir una solución en la cual es menos soluble, el soluto original (Salinación)

2.1.1 Métodos de cristalización: a) Enfriamiento de una disolución de concentración baja: Si se prepara una disolución concentrada a alta temperatura y se enfría, se forma una disolución sobresaturada, que es aquella que tiene, momentáneamente, más soluto disuelto que el isible por la disolución a esa temperatura en condiciones de equilibrio. Posteriormente, se puede conseguir que la disolución cristalice mediante un enfriamiento controlado. Esencialmente cristaliza el compuesto principal, y las aguas madre se enriquecen con las impurezas presentes en la mezcla inicial al no alcanzar su límite de solubilidad b) Evaporación del disolvente: Evaporando el disolvente de una disolución se puede conseguir que empiecen a cristalizar los sólidos que estaban disueltos cuando se alcanzan los límites de sus solubilidades. Este método ha sido utilizado durante

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milenios en la fabricación de sal a partir de salmuera o agua marina. c) Cambio de disolvente: Preparando una disolución concentrada de un sustancia en un buen disolvente y añadiendo un disolvente peor que es miscible con el primero, el sólido disuelto empieza a precipitar, y las aguas madres se enriquecen relativamente en las impurezas. Por ejemplo, puede separarse ácido benzoico de una disolución de éste en acetona agregando agua. d) Sublimación: En algunos compuestos la presión de vapor de un sólido puede llegar a ser lo bastante elevada como para evaporar cantidades notables de este compuesto sin alcanzar su punto de fusión (sublimación). Los vapores formados condensan en zonas más frías ofrecidas por ejemplo en forma de un "dedo frío", pasando habitualmente directamente del estado gaseoso al sólido, (sublimación regresiva) separándose, de esta manera, de las posibles impurezas. Siguiendo este procedimiento se pueden obtener sólidos puros de sustancias que subliman con facilidad como la cafeína, el azufre elemental, el ácido salicílico y el yodo.

La forma geométrica de los cristales es una de las características de cada sal pura o compuesto químico, por lo que la ciencia que estudia los cristales en general, la cristalografía, los ha clasificado en siete sistemas universales de cristalización:

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Catorce tipos de redes de Bravais, agrupados en siete sistemas cristalinos:

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Tabla 1: Sistemas cristalinos

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2.2 SULFATO FERROSO: El sulfato de hierro (II) es un compuesto químico iónico de fórmula FeSO4. También llamado sulfato ferroso, caparrosa verde, vitriolo verde, vitriolo de hierro, melanterita o Szomolnokita, el sulfato de hierro (II) se encuentra casi siempre en forma de sal heptahidratada, de color azul-verdoso.

Fe2

+

CARACTERISTICAS: 

Peso molecular de sulfato ferroso:

151,908 g/mol (sal anhidra);

FeSO 4

169,923 g/mol (monohidrato);

FeSO 4 .4H 2 O

224,120 g/mol (tetrahidrato);

242,135 g/mol (pentahidrato);

278,05 g/mol (heptahidrato); 

FeSO 4 .H 2 O

FeSO 4 .5H 2O

FeSO 4 .7H 2O

Punto de fusión heptahidrato: 337 K (64 °C)

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

Calentados a 80 ºC pierden cinco moléculas de agua, a 100

 

ºC pierden otra, necesitándose 300 ºC para perder la última. d15 : 1.899 El heptahidrato cristaliza normalmente en el sistema monoclínico, pero se conoce una forma meta-estable que lo

 

hace en el sistema rómbico. Muy soluble en glicol. El sulfato ferroso se disuelve fácilmente en agua: 100 g de agua disuelven 15.6 g a 0°C, 26.5 g a 20°C y 55 g a 60°C, de



la sal anhidra. Insoluble en amoniaco líquido, anhídrido carbónico líquido,



alcohol, acetona, acetato de metilo y acetato de etilo. Los cristales verdes del heptahidrato son eflorescentes en el



aire seco. Se oxida en el aire húmedo formando un revestimiento pardo de sulfato férrico básico.

Fe2+

Fe3+

OBTENCION:  

Comercialmente se prepara por oxidación de la pirita. Gran cantidad de sulfato ferroso se obtiene del líquido usado para limpiar el hierro y el acero con ácido sulfúrico antes de galvanizarlo o de revestir el metal por galvanoplastia, el producto se acumula en dicho líquido.

USOS: 

El sulfato ferroso es la primera materia para preparar el

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carbonato y el fosfato ferroso. El sulfato ferroso proporciona el hierro que el organismo necesita para producir glóbulos rojos.

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Se utiliza para tratar o prevenir la anemia por deficiencia de hierro, una afección que se presenta cuando el organismo tiene una cantidad insuficiente de glóbulos rojos debido al embarazo, una dieta deficiente, sangrado excesivo u otros

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problemas. Se utiliza como tónico hemático en la anemia y en la amenorrea; generalmente se istra en disolución que contiene ácido sulfúrico diluido y frecuentemente sulfato magnésico y quinina.



En horticultura se emplea como acondicionador del césped y

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para eliminar los musgos. Micronutriente principal utilizado en la agricultura para el control curativo y/o preventivo de la deficiencia del fierro, indispensable para mantener la acidez del suelo en aquellas plantas que lo requieran, sobre todo para aquellas que

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requieren suelos de pH ácidos. Contribuye de manera positiva en la respiración de las plantas, en la fotosíntesis y en la transferencia de energía. Es

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esencial para el crecimiento y producción de los cultivos. El sulfato ferroso se usa en la fabricación de tintas, muy especialmente tinta ferrogálica de hierro, también se usa en

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la coloración de la lana como mordiente. Los carpinteros usan disoluciones de sulfato ferroso para teñir la madera de arce con un matiz plateado.

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