Cristalizacion Del Azucar Informe PDF

CRISTALIZACION DEL AZUCAR (ALMIBAR) LETICIA MARCA MARCA Laboratorio de Química Orgánica I, Carrera de Ciencias Químicas, Facultad de Ciencias Puras y Naturales, Universidad Mayor de San Andrés, Campus Calle, 27 de Cota Cota.

RESUMEN En esta práctica se realizó la cristalización del azúcar, en el cual se utilizó tres vasos precipitados de 50 mL de azúcar y uno de agua, se lo puso a calentar hasta que la solución este totalmente transparente el cual se bajó del calor y se espero a que baje la temperatura donde se filtró la solución para eliminar impurezas que contenía el azúcar para seguidamente poner un mondadientes sobado en almíbar y después revuelto por el azúcar en su forma inicial, lo cual se deja esperando para que este pegado y secado seguidamente se lo introduce en el recipiente filtrado en el cual contiene el almíbar se cierra el recipiente para que no se introduzcan los hongos, entonces se esperan los días mientras mas días pasen mejor es el crecimiento del cristal de azúcar. Palabras claves: Cristalización, Almíbar, Sacarosa, Cultivo de cristal

INTRODUCCIÓN La cristalización es el proceso por el cual los átomos o las moléculas se disponen en una red cristalina rígida y bien definida para minimizar su estado energético. La entidad más pequeña de la red cristalina se llama “célula unitaria”, que puede aceptar átomos o moléculas para cultivar un cristal macroscópico. Durante la cristalización, los átomos y las moléculas se unen con ángulos bien definidos para formar una forma de cristal característica con superficies y facetas lisas. Aunque la cristalización se puede dar en la naturaleza, también tiene una amplia aplicación industrial como fase de separación y purificación en las industrias farmacéutica y química. La cristalización está presente en todos los ámbitos de nuestra vida, desde la comida que ingerimos y los medicamentos que tomamos hasta los carburantes que utilizamos para suministrar energía a nuestras comunidades. La mayor parte de los productos agroquímicos y farmacéuticos atraviesan diversas fases de cristalización a lo largo de su desarrollo y fabricación. Algunos ingredientes básicos de la alimentación, como la lactosa o la lisina, se fabrican mediante la cristalización y, por otra parte, la cristalización no deseada de hidratos de gas en las tuberías submarinas supone una

preocupación de seguridad creciente para la industria petroquímica. TIPOS DE CRISTALIZACIÓN La cristalización se produce cuando la solubilidad de un soluto en una solución se reduce por algún medio. Entre los métodos comunes para reducir la solubilidad se incluyen: a. Refrigeración b. Adición de antidisolvente c. Evaporación d. Reacción (Precipitación) La elección del método de cristalización depende del equipo disponible para realizar la cristalización, de los objetivos del proceso de cristalización y de la solubilidad y estabilidad del soluto en el disolvente elegido.

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Figura. Tipos de cristalización: A. Refrigeración, B. Adición de un disolvente. C. Evaporación y por último D. Precipitación.

 Rotura  Química de polimorfismo Estos mecanismos, que a menudo están ocultos a los científicos, desempeñan un papel dominante en la definición del resultado de un proceso de cristalización

Figura 2. Imágenes de microscopía electrónica de barrido de cristales crecidos con la aplicación de un campo magnético externo. FASES DE CRISTALIZACIÓN 1.

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Elija un disolvente adecuado. Entre las consideraciones más comunes, se incluían la cantidad de soluto que se puede disolver (solubilidad) y lo práctico que resulta manipular el disolvente (seguridad). Disuelva el producto en el disolvente aumentando la temperatura hasta que desaparezca la última molécula del producto. En este caso, las impurezas insolubles se pueden filtrar de la solución caliente. Reduzca la solubilidad mediante enfriamiento, adición de anti solventes, evaporación o reacción. La solución se volverá supersaturada. Cristalice el producto. A medida que se reduce la solubilidad se alcanza un punto en el que los cristales se nuclean y luego crecen. Se deberían formar cristales de producto de gran pureza y las impurezas deberían permanecer en la solución. Deje que el sistema alcance el equilibrio después del enfriamiento (u otro método de cristalización). Filtre y seque el producto purificado RETOS TÍPICOS DE LA CRISTALIZACIÓN La cristalización se lleva a cabo a través de una serie de mecanismos interdependientes, cada uno de los cuales se ve afectado de manera única por la elección de los parámetros del proceso:

   

Nucleación Crecimiento Aceitado Aglomeración

Figura 3. Mecanismos en los diferentes restos de la cristalización, existen diferentes vías para este mecanismo.

Figura 4. Cristalización del azúcar , Aunque es mucho más sencillo conseguir cristales de sal, también podemos hacerlos de azúcar. La dificultad de hacer cristales de azúcar proviene de su viscosidad, que es la que provoca que las moléculas de azúcar se muevan con una mayor lentitud. Con este experimento casero crearemos una especie de "caramelo" compuesto por pequeños cristales. La cristalización a partir de soluciones a pesar de ser una operación conocida desde hace muchos siglos, comenzó a ser efectivamente estudiada científicamente a partir de la segunda mitad del siglo pasado. Dentro de la ciencia de la ingeniería química, la cristalización era vista hasta hace pocos años como una operación unitaria de separación física. Recientemente, la cristalización y la precipitación pasaron a ser entendidas como un sistema de fenómenos que ocurren simultáneamente, pudiendo el mismo ser considerado como un reactor físico, para el caso de

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la cristalización en solución y sistemas con adición de no-solventes y como un reactor químico, para la precipitación química. La operación de cristalización comprende dos procesos distintos: la formación de gérmenes, centros o núcleos de cristalización, bien en una disolución transparente o con sólidos suspendidos y, en segundo lugar, la precipitación del soluto sobre los núcleos ya formados; este último proceso suele denominarse “crecimiento de los cristales”.

Comprender el fenómeno de cristalización del azúcar Describir porque se añaden cristales al palito de madera que se utiliza en el experimento Justificar por qué la solución final debe estar en un lugar estático (sin movimiento)

PARTE EXPERIMENTAL La combinación de estos dos procesos determina el tamaño medio del producto, como también la distribución de tamaños de los cristales. Los métodos de medición de la velocidad de crecimiento de los cristales se pueden dividir en dos grupos: métodos directos, en este grupo se incluyen los métodos experimentales que utilizan el microscopio, y los indirectos, que son basados en otros datos experimentales, por ejemplo, distribución de tamaños de los cristales. En el proceso de fabricación de la sacarosa es de vital importancia el control de la velocidad de crecimiento de los cristales, pues de ello depende su calidad y uniformidad en la distribución del tamaño, así como el rendimiento de la industria

MATERILAES         

4 vasos Precipitados de 50 ml 1 vaso Inoxidable de 500 ml Papel filtro Embudo de filtración Balanza Caja Petri Cinta adhesiva Palitos de mondadientes Hornilla eléctrica REACTIVOS

 Azúcar  Agua destilada  Colorante comestible METODOLOGÍA 1.

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3. Figura 5. Cristalización del azúcar en un frasco de vidrio OBJETIVO GENERAL Realizar la cristalización del azúcar, con un solvente (agua) y un secado a temperatura ambiente.

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OBJETIVOS ESPECIFICOS Describir si la velocidad de enfriamiento del almíbar para producir cristales de azúcar influye.

La cristalización se realiza a partir de una solución (almíbar) en la que reaccionan un soluto, que será un compuesto orgánico sólido (Azúcar) y un solvente líquido (Agua). Poner un vaso precipitado de 50 ml lleno de agua y mezclarlo a una temperatura de 50 grados con 3 vasos precipitados de 50 ml de azúcar en el estado comercial que se encuentra en una cacerola para luego calentarlo hasta su punto de ebullición. Para una cristalización primero se necesita realizar una sobresaturación de la solución, una vez mezclados estos esperar a que la solución este transparente del todo donde el azúcar se encuentre totalmente disuelta. Para lograr ese aumento de solubilidad se debe aumentar la temperatura. (teniendo en cuenta que el azúcar es una sustancia orgánica)., una vez que este del todo cristalina la solución bajar del; fuego y filtrar de alguna impureza que tenga, también de algún solido que no se haya disuelto del azúcar.

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Se vierte la solución filtrada en un frasco o similar agregando a cada frasco un poco de colorante comestible. Pegar azúcar sobre un palito mondadientes mojado de almíbar seguidamente colocar encima de una porción de azúcar inicial en sólido y esperar 10 minutos a que seque el mondadientes con azúcar. Colocar el palito dentro de los frascos con el almíbar, poner en un lugar donde no exista movimiento en la solución y tapar los frascos para que no ingrese algún hongo Dejar reposar por varios días. Extracción de Cristales.

Figura 9. Bajar de calor cuando la solución este completamente transparente, donde el azúcar este disuelto del todo y se tenga una solución heterogénea.

Figura 10. Filtrando la solución del almíbar con la ayuda de un embudo de filtración y papel filtro. Figura 6. Procedimiento de la cristalización del azúcar.

Figura 11. Colorantes a utilizar para obtener cristales de colores.

Figura 7. Peso del cristal se pesaron 3 vasos con el mismo contenido.

Figura 8. Mezclando la una vaso precipitado de agua y tres vasos de azúcar sobresaturando la solución.

Figura 12. Cristalización del azúcar durante 3 días, con uso del colorante de color verde se observa que se van formando los cristales alrededor del palito de madera.

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alrededor del palito de madera. Este es el color de azúcar que en más volumen se cristalizo.

Figura 13. Cristalización del azúcar durante 3 días, con uso del colorante de color amarillo se observa que se van formando los cristales alrededor del palito de madera.

Figura 14. Cristalización del azúcar durante 3 días, con uso del colorante de color rojo se observa que se van formando los cristales alrededor del palito de madera.

Figura 15. Cristalización del azúcar durante 3 días, con uso del colorante de color azul se observa que se van formando los cristales

Figura 16. Cristalización del azúcar con ningún colorante y este se pego a las paredes del vaso donde su cristalización total fue más rápida.

Figura 17. Cristalización del azúcar lo cual solo el color azul aumento de tamaño en mayor proporción, aunque los otros colores también pero no como el azul en las paredes de su vaso precipitado había formación de cristrales en la superficie.

Figura 18. Cristalización en la superficie del vaso precipitado.

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TRATAMIENTO DE DATOS Y RESULTADOS Lo primero que se realizó es calentar una taza de agua a una temperatura media, es decir, a una temperatura lo suficientemente caliente como para favorecer el movimiento de las moléculas de azúcar, pero no a un nivel en el que el agua se evapore rápidamente. Cuanto más lenta sea la evaporación, mayor será el tamaño de los cristales. Una vez calentada el agua, la echamos en un recipiente. A continuación, echaremos tres tazas de azúcar muy lentamente en el mismo, removiendo con la cucharilla para que el azúcar se vaya disolviendo. Lo que tenemos que conseguir es una disolución sobresaturada de azúcar. Es muy importante que el azúcar quede totalmente disuelto, y que introduzcamos todo el posible, es decir, hasta que el agua no sea capaz de disolver más cantidad de azúcar. Comprender la operación de cristalización consiste en separar un soluto de una solución mediante la formación de cristales de éste en el seno de la solución. Una vez formados los cristales se separan de la solución obteniéndose el soluto con un alto grado de pureza Opcionalmente, podemos añadir un poco de colorante alimenticio para que los cristales que obtengamos sean de color. Finalmente, introducimos la disolución en el bote de cristal. En un palito o mondadientes se introduce al almíbar remojado y después se lo pone encima de una porción de azúcar el cual está en su estado comercial y dejamos secar ya que si lo introducimos directamente la solución del palito se disuelve y no debe de disolverse entonces por esa razón se debe dejar secar el palito ya que después de introducirlo una vez seco ya no se disuelve se realiza este proceso porque sirve como núcleo para la formación y el crecimiento de los cristales. Tan solo nos queda cerrar el bote con una tapa, pero no completamente, puesto que tenemos que permitir la salida del agua evaporada y también lo cerramos para que no ingresen hongos. También es importante dejar el bote cerca de alguna fuente de calor para que se mantenga a una temperatura adecuada eso es opcional, es necesario dejarlo sin movimiento porque la agitación inhibe el proceso de formación de cristales y el movimiento produce los cristales. Cuando la superficie del almíbar se está enfriando, por lo que se hace “espesa”. Se observo cómo se va formando una especie de cristalización en la superficie del almíbar. En el fin de la Cristalización

el almíbar se endureció totalmente, es decir se logró la formación de un sólido puro. Entre el primer y segundo día no se produjo ningún cambio. Se siguen apreciando los cristales. Mientras mas días pasaban los cristales crecían. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES Para una cristalización primero se necesita realizar una sobresaturación de la solución. La sobresaturación es el punto de una solución en el que el soluto ya no se puede disolver más, al mezclar el agua y el azúcar, has creado una solución sobresaturada (una solución en la que no se puede disolver más azúcar). A medida que pasa el tiempo, el agua se evaporará lentamente de la solución. Cuando el agua se evapora, la solución se vuelve más saturada y las moléculas de azúcar continúan saliendo de la solución y se acumulan en la cuerda o palito este proceso se conoce como cristalización. Se obtuvo los cristales del azúcar en un tamaño relativo al grado de hidrolizacion de la sacarosa, al pasar los días fue aumentando de tamaño se obtuvo un pequeño caramelo sólido formado alrededor del trozo del palito utilizado. De todos los atributos importantes que poseen los cristales, el que probablemente tenga un mayor impacto sobre la calidad y la efectividad del producto final, así como sobre los procesos necesarios para su producción en este caso un experimento casero, es la distribución del tamaño de los cristales. El tamaño y la forma de los cristales influyen directamente sobre la secuencia de pasos clave tras el uso del cristalizador, y los procesos más susceptibles a los cambios en estos atributos tan importantes son, especialmente, los de filtración y secado. De la misma forma, el tamaño final de los cristales puede influir directamente sobre la calidad del producto final. En un compuesto farmacéutico, la biodisponibilidad y la eficacia se suelen relacionar con el tamaño de las partículas, de tal manera que las más pequeñas son las más solicitadas por su solubilidad mejorada y sus características de disolución La distribución del tamaño de los cristales se puede optimizar y controlar escogiendo cuidadosamente las condiciones de cristalización y los parámetros del proceso con los valores correctos. En este experimento casero para el crecimiento de los cristales influye la temperatura trabajada y el secado las condiciones en que secan nuestros

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cristales. La comprensión de la influencia de los parámetros del proceso sobre transformaciones clave como la nucleación, el crecimiento y la rotura, permiten desarrollar y fabricar cristales que posean los atributos deseados y que sean eficientes para su salida al mercado.

http://www.unipamplona.edu.co/unipamplona/port alIG/home_191/recursos/general/07092018/instru memntal2.pdf

Se añaden cristales en el palito de madera (mondadientes) porque este sirve como núcleo para la formación y el crecimiento paulatino de los cristales. Es necesario dejarlo quieto porque queremos formar cristales, la agitación o batido inhiben el proceso formación de cristales y el movimiento produciría la precipitación de los cristales del núcleo. En caso de introducir limón o agua a la solución de almíbar, bueno cuando introducimos limón la solución de sacarosa disminuye el PH. Los enlaces glicosídicos en medio acido se hidrolizan más rápido especialmente cuando son sometidos a altas temperaturas por lo que la parte de la sacarosa va hidrolizarse en glucosa y fructuosa. La glu y fru interfieren en el ordenamiento necesario para que la sacarosa no hidroliza pueda cristalizar, dependiendo del grado de hidrolisis de las sacarosas y las cantidades resultantes de glu y fru se podrían formar muchos pequeños cristales de sacarosa o impedir la cristalización por completo BIBLIOGRAFÍA cristalización de azúcar explicación https://es.slideshare.net/RocioLuna/cristalizaci n-deazcar#:~:text=La%20cristalizaci%C3%B3n% 20se%20realiza%20a,un%20solvente%20l%C 3%ADquido%20(Agua).&text=La%20sobresat uraci%C3%B3n%20es%20elpunto%20de,no %20se%20puede%20disolver%20m%C3%A1 s. http://www.experimentoscaseros.info/2013/01/c omo-hacer-cristales-de-azucar.html https://scielo.conicyt.cl/pdf/cienf/v10n1/art03.pdf https://www.uco.es/dptos/bioquimica-biolmol/pdfs/08_ESPECTROFOTOMETRIA.pdf https://www.upo.es/depa/webdex/quimfis/docenci a/quimbiotec/FQpractica4.pdf

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