Resumen

Introducción.

Mi trabajo trata de la formación de cristales usando soluciones saturadas de azúcar, sal y aspirinas, la saturación quiere decir que el agua en la que se diluye el sólido ya no puede diluir más y para hacer que se pueda diluir mas se tiene que calentar el liquido  y al enfriarse da comienzo la cristalización por que el exceso de solido  se va depositando formando cristales.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

En la naturaleza los cristales tardan muchos años en formarse e influyen las condiciones de temperatura y la concentración de diferentes sales que se encuentran diluidas y se van depositando poco a poco, en mi trabajo de investigación podremos observar la formación de los cristales sin tardarnos tanto tiempo y observaremos sus formas.

Antecedentes

Entre 1928 y 1961 la mina de Naica en Chihuahua fue explotada por compañías estadounidenses, y a partir de los últimos años el Grupo Peñoles opera la mina con todo éxito, siendo una de las más importantes y productivas del estado. Actualmente la mina produce principalmente plomo, zinc, cobre, plata y oro, llegando a procesar casi un millón de toneladas de mineral al año. Los trabajos de la mina han destacado a nivel nacional por su cuidado del medio ambiente y mínima contaminación. La longitud de algunas cuevas es de unos 70 a 80 metros; en esa corta distancia se tiene tal cantidad de maravillas que queda uno pasmado, y es que toda la cueva (techo, paredes y piso) está cubierta por grandes cristales de selenita. Este mineral es una de las más hermosas y cristalinas variedades del yeso. Algunos de estos cristales tienen un parecido a cierto tipo de espadas, de ahí el nombre de la cueva, sobrepasan el metro de longitud y se presentan de una manera poco usual en las cuevas.

Esto último es lo que hace única en el mundo a esta cavidad, y digna de figurar entre los patrimonios naturales más hermosos de la humanidad.

Naica es conocida mundialmente por las extraordinarias formaciones de cristales localizadas en su interior,  en sus galerías más profundas fueron descubiertos enormes cristales que van desde el techo hasta el piso, con una longitud de hasta 15 metros de largo y 2 metros de espesor.

Esto  se logro por las condiciones climáticas de la caverna y la cantidad de mineral diluido y depositado poco a poco atreves de los años.

Actualmente, la temperatura registrada es de 45º centígrados y 80% de humedad, lo que imposibilita la respiración y así, aumenta el riesgo de quedar inconsciente en menos de 10 minutos. Para esto, los científicos idearon trajes especiales con oxígeno de esta forma podrían soportar 30 minutos y seguir con las investigaciones.

Cristalización

Cristalización es el nombre que se le da a un procedimiento de purificación usado en química por el cual se produce la formación de un sólido cristalino, a partir de un gas, un líquido o incluso, a partir de una disolución es decir partiendo del mismo sólido diluido o de una fase vapor sin pasar por el estado liquido.

Un sólido cristalino posee en su estructura interna un ordenamiento regular de sus partículas (átomos, iones o moléculas) formando figuras geométricas regulares. En este proceso las moléculas o átomos forman una red  al formar enlaces hasta llegar a formar cristales.

Por medio de la cristalización se separa un componente de una solución en estado líquido pasándolo a estado sólido a modo de cristales que precipitan esto se logra cuando una  sustancia saturada de cierto sólido  se queda en  reposo y el líquido se evapora lentamente ocasionando que el sólido se deposite poco a poco formando cristales.

La parte más importante del proceso de cristalización, es el crecimiento de los cristales. Las formas o los diferentes tamaños que adquieran los cristales se deben a distintas condiciones, como por ejemplo el disolvente que se uso o la concentración utilizada de los diferentes compuestos.

1. Cristalización por vía húmeda:

Podemos seguir dos procedimientos:

1. Se prepara una solución saturada de cierto sólido que se desea cristalizar, por ejemplo la sal común (NaCl), y se deja reposar en recipientes cilíndricos de vidrio, anchos y bajos llamados cristalizadores.

El disolvente, el agua por ejemplo se evapora y el sólido disuelto cristaliza poco a poco. Esta operación se puede agilizar agregando un sólido inerte insoluble (soporte) o bien introduciendo en el cristalizador una pequeña cantidad del sólido que se desea cristalizar (germen)

II. Se prepara una solución saturada en disolvente caliente, luego de dejar enfriar se obtiene una solución sobresaturada y pronto aparecen los cristales. Este fenómeno ocurre debido a que la solubilidad del sólido a menos temperatura es menor; entonces el exceso que no puede disolverse en el disolvente frio se precipita en forma de solido cristalino. El líquido en el cual se han formado los cristales se conoce como aguas madres.

2. Cristalización por vía seca:

Se puede seguir también mediante dos procedimientos:

1. Se funde (se pasa al estado liquido) el sólido a alta temperatura. Luego se enfría y al solidificarse se forman los cristales, así por ejemplo se obtiene el azufre cristalizado.
2. Ciertos sólidos que fácilmente se subliman, es decir que pasan de sólido a gas, al ponerse  en contacto con una superficie fría,   formaran los cristales sobre ella. Así se cristaliza el Iodo y el acido benzoico (C₇H₆O₂

Para mi trabajo  de campo les hice algunas preguntas a  mis compañeros de clase sobre lo que ellos sabían acerca de los cristales y estos fueron los resultados.

1.- Sabes que es un cristal.

2.- Sabes cómo se forma un cristal.

3.- Has visto cristales formados naturalmente en cavernas.

4.- Conoces las características de un cristal.

5.- Crees que los cristales pueden ser de diferentes sales minerales.

Objetivo

Conocer y observar la formación de cristales usando diferentes sólidos disueltos en agua.

Justificación

Quiero experimentar sobre este tema ya que observe a mi hermano realizar una cristalización usando alumbre que tardo un día en formarse y vi un documental de una caverna en Chihuahua con cristales gigantes que tomaron muchos años para su formación

Hipótesis

Al combinar agua con diferentes sólidos se formaran cristales iguales  y se tardaran el mismo tiempo en formarse.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

° Frasco de cristal (uno para cada cristalización).

° Sal.

° Azúcar.

°Una caja de aspirinas.

°Agua.

Procedimiento.

1.-Para la cristalización de la aspirina se colocara agua en un frasco y se le agregaran las pastillas. Se mezclara y se dejara en reposo para ver lo que sucede.

2.- Para la cristalización de la sal se tomara un frasco y se le pondrá el agua caliente ya con el sólido  en ella hasta que quede saturada es decir que ya no pueda diluir más sal. Una vez tibia la mezcla se colocara un cordón al cual se le pego sal, esto nos ayudara a que se depositen los cristales.

3.- Para la cristalización de el azúcar  se tomara un frasco y se le pondrá el agua caliente ya con el sólido  en ella hasta que quede saturada es decir que ya no pueda diluir más azúcar. Se colocara el cordón con azúcar el cual nos servirá como base para la cristalización.

4.- Dejamos reposar los frascos con las soluciones y sin moverlos.

5.-Observaremos lo que pasa en cada caso hasta que se formen los cristales.

Galería Método

Resultados

En el caso de la solucion de sal los cristales comensaron a formarse inmediatamete al irse enfriando.

Al introducir las cuerdas llenas de sal, se comensaron a depositar en ellas los cristales.

El tiempo de cristalizacion fue menor, al paso de 24 horas estos son los cristales obtenidos.

En el caso de la solucion de azucar la formacion de cristales a  tardado mas tiempo, en la parte superior de el frasco podemos observar una capa de cristales.

Al introducir las cuerdas con azucar, el deposito de cristales de azucar es poco. Al paso de 24 horas estos sol los cristale obtenidos.

En el caso de las aspirinas al paso de 3 dias no se han formado aun los cristales.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

El tiempo de cristalización fue diferente para cada solución.

En el caso de la sal la cristalización  fue inmediata conforme disminuía la temperatura.

En el caso del azúcar tardo más días,  se depositaron más lentamente los cristales.

Y el de la aspirina aun no da cristales. Buscando información encontré que se necesita un tiempo mínimo de tres meses para poder ver la formación de cristales.

Nuestra hipótesis no se cumple ya que los cristales no tardaron el mismo tiempo en formarse, esto nos indica que las condiciones de temperatura afectan el resultado así como  el tipo de solido.

Por tal motivo en estado naturalmente tardan mucho tiempo en formarse dependiendo de las condiciones naturales  a las que se encuentren, como en el caso de las cavernas que tienen alta temperatura y alta concentración de selenita y estaba llena de agua.

Bibliografía

• www.fullquimica.com
• http://quimica.laguia2000.com/general/cristalizacion#ixzz3z0j1ENia
• Mexicodesconocido.com.mx/maravillas-de-naica.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography