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TECNOLOGÍA DE MATERIALES

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

Curso

:

Tecnología de Materiales

Tema

:

“FORMACION DE CRISTALES”

Integrantes

:

Espinoza Coila, Milagros del Pilar

Práctica N° 1

López Ramos, Zusett Adeleyda Mamani Enriquez, Fanny Paricahua Villanueva, Dilan Vera Zapacayo, Fracci Daniela Fecha

:

24 - 08 - 17

AREQUIPA – PERÚ 2017 1 “FORMACIÓN DE CRISTALES”

TECNOLOGÍA DE MATERIALES

PRÁCTICA N°1

1. OBJETIVOS 1.1. GENERAL: 

Observar la formación de cristales a partir de una disolución.

1.2. ESPECÍFICOS: 

Hacer cristales de azúcar, cloruro de sodio y sulfato de cobre pentahidratado.



Identificar diferencias entre los cristales.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1. ¿QUÉ SON LOS CRISTALES? Los cristales son materiales cuyos constituyentes, átomos, moléculas o iones, se empaquetan de un modo regular, formando una estructura microscópica ordenada. Estos constituyentes están unidos entre sí mediante diferentes tipos de fuerzas interatómicas (enlaces químicos), tales como el enlace metálico, el enlace iónico, el covalente, las fuerzas de van der Waals, y otros. La Cristalografía es la ciencia que estudia las estructuras cristalinas. El estado cristalino de la materia es el de mayor orden, es decir, aquel en donde las correlaciones internas son mayores y a mayor rango de distancias. Y esto se refleja en sus propiedades que son anisotrópicas y discontínuas. Suelen aparecer como entidades puras, homogéneas y con formas geométricas definidas (hábitos) cuando están bien formados. Sin embargo, aquí una vez más, "el hábito no hace al monje" y su morfología externa no es suficiente para evaluar la denominada cristalinidad de un material. (Soto, 2014) 2.2. ¿CÓMO SE FORMAN LOS CRISTALES? La formación de cristales minerales tiene lugar en la naturaleza, fundamentalmente, según alguno de estos procesos: a) Precipitación: por evaporaci6n del agua de una disolución (es el caso de los cristales de sal gema).

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b) Sublimación: paso de gas a sólido (algunos cristales de rocas magmáticas formados a partir de los gases del magma). Realmente se llama sublimación al paso de sólido a gas, y sublimación inversa al proceso contrario. Pero como también se utiliza el término sublimación para éste, nosotros lo haremos. c) Solidificación: paso de líquido denso a sólido por enfriamiento (también se da en la formación de rocas magmáticas). Pero en todos los casos se requieren las adecuadas condiciones de espacio (dónde cristalizar), tiempo (que transcurra cierto tiempo) y reposo (que no se perturbe el medio durante el proceso de cristalización). Cuanto mejores sean las condiciones, mayores serán los cristales que se obtengan. (OBTENCION DE CRISTALES, s.f.) 2.3. CRISTALIZACIÓN Es una técnica mediante la cual se obtienen sólidos cristalinos. Se puede emplear para purificar sustancias, para separar mezclas, o bien para obtener cristales grandes y bien formados que se emplearán en estudios cristalográficos. Los métodos más empleados para realizarla son aquellos en los que se parte de una disolución saturada de la sustancia que se desea obtener como sólido cristalino. La cristalización tendrá lugar siempre que se produzca una disminución en la solubilidad de la sustancia en cuestión; dicha variación se puede originar de diversas formas: a) Por enfriamiento lento de la disolución saturada caliente. b) Por evaporación libre del disolvente a temperatura constante, en general a temperatura ambiente. En general, se recurre al enfriamiento de la disolución saturada, proceso que suele ir acompañado de la evaporación del disolvente.   

Solubilidad: la medida de la capacidad del soluto para producir una solución saturada en una determinada cantidad de solvente. Esta depende de la temperatura. Solución sobresaturada: cuando a esta solución saturada se le agrega más soluto, este soluto adicional no se disolverá y se observara de manera notoria. Solución Saturada: Cuando el solvente a una temperatura fija contiene la proporción exacta de soluto que puede disolver. (Marcos Pascual, 2012)

2.4. SISTEMAS CRISTALINOS Los mineralogistas reconocen 32 clases de cristales, agrupados en seis o siete sistemas cristalinos. Cada sistema incluye todos los cristales que se basan en una forma geométrica particular, y la posibilidad de reconocer las formas de cristales es de gran ayuda en la identificación de tales sustancias cristalinas como minerales.

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Los sistemas de cristales se describen por sus ejes, líneas imaginarias que unen los centros de las caras opuestas de un cristal. Por ejemplo, un cristal cúbico tiene tres juegos de facetas opuestas y, por lo tanto, tres ejes; tienen la misma longitud y forman entre sí ángulos rectos. Decimos que los cristales cúbicos son isométricos. Pero no todos los cristales isométricos son cubos simples. Si se cortan los ángulos de un cubo, por ejemplo, nos queda un poliedro con seis facetas octogonales y ocho triangulares. Un octaedro con ocho caras triangulares es otra forma cristalina isométrica común. Además del sistema isométrico o cúbico, están los sistemas tetragonal, ortorrómbico, monoclínico, triclínico y hexagonal. Se dividen todos .en clases, de acuerdo con el tipo de alteración sufrido por la forma geométrica básica del sistema. Algunos mineralogistas reconocen un séptimo sistema: el trigonal; otros sostienen que se trata simplemente de una clase perteneciente al sistema hexagonal. (SISTEMAS CRISTALINOS, 2012)

2.5. CLORURO DE SODIO (SAL) 2.5.1. CARACTERÍSTICAS El cloruro de sodio, conocido como sal común, es un sólido incoloro cristalino soluble en agua y muy poco soluble en etanol. Está formado por 4 “FORMACIÓN DE CRISTALES”

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 Un átomo de sodio.  Un átomo de cloro. Existen dos procesos mediante los cuales se obtiene la sal  Evaporación de una salmuera: mediante un proceso de "evaporación en vacío".  Pulverización de un mineral: se obtiene de minerales localizados a poca o media profundidad. 2.5.2. PROPIEDADES Las principales propiedades cloruro sódico (NaCl) son:  Densidad: 2,16 g/cm3.  Masa Molar: 58,44 g/mol.  Punto de fusión: 801°C.  Punto de ebullición: 1413°C. 2.5.3. ESTRUCTURA CRISTALINA Cuando el cloruro de sodio está en estado sólido, sus átomos se acomodan en una estructura cristalina cúbica, como es de esperarse en una unión iónica ocasionada por los campos electrostáticos de sus átomos. Cada ion se acomoda en el centro de un octaedro regular quedando rodeado por 6 iones de cargas opuestas distribuidos en los vértices del octaedro. Esta misma estructura básica se encuentra en muchos otros compuestos y es comúnmente conocida como la estructura cristalina de halita o sal de roca. Se puede representar como una red cúbica centrada en la cara (fcc) con una base de dos átomos o como dos redes cúbicas centradas en la cara interpenetrantes. (CLORURO DE SODIO, s.f.) 2.6. SACAROSA (AZUCAR) 2.6.1. CARACTERISTICAS La sacarosa, azúcar de caña, (nombre químico del azúcar de mesa) es un disacárido formado por una molécula de glucosa y otra de fructosa. Es un disacárido que no tiene poder reductor sobre el licor de Fehling. En la naturaleza se encuentra en un 20% del peso en la caña de azúcar y en un 15% del peso de la remolacha azucarera, de la que se obtiene el azúcar de mesa. La miel también es un fluido que contiene gran cantidad de sacarosa parcialmente hidrolizada. El azúcar de mesa es el edulcorante más utilizado para endulzar los alimentos y suele ser sacarosa. Una curiosidad de la sacarosa es que es triboluminiscente, que produce luz mediante una acción mecánica. (SACAROSA, s.f.) 5 “FORMACIÓN DE CRISTALES”

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2.6.2. PROPIEDADES Entre sus propiedades físicas presenta sabor dulce, puede cristalizar, es soluble en agua y puede atravesar las membranas celulares por difusión facilitada, aunque antes tiene que ser reducida en glucosa y fructosa. Entre sus propiedades químicas, las osas simples que la forman (glucosa y fructosa) son alcoholes polivalentes con un grupo aldehído o cetónico llamándose Aldosas y Cetosas, la glucosa que la forma es una Aldosa por presentar un grupo aldehído en el C1. En cambio la Fructosa es una cetosa por presentar un grupo cetónico en el C2. (SACAROSA, 2011) 2.6.3. ESTRUCTURA CRISTALINA El cristal de sacarosa es transparente, el color blanco es causado por la múltiple difracción de la luz en un grupo de cristales. 2.7. SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO 2.7.1. CARACTERISTICAS Éste se caracteriza por su color calipso y sus rápidos cambios de temperatura al agregarle más agua. En estado natural se presenta como un mineral llamado calcantita. Usado como fertilizante y fungicida para árboles frutales. 2.7.2. PROPIEDADES FISICAS  Apariencia Cristales azules trasparentes  Olor: Sin Olor  Gravedad Específica 15 0c 2,28  Solubilidad en agua a 0oc 31,6g/100 ml de agua  Punto de ebullición C a 760 mmHg 150 se descompone  pH Solución 0,2 M: 4.0 2.7.3. PROPIEDADES QUIMICAS Reacciona violentamente con hidroxilamina, causando peligro de incendio. Reacciona con magnesio, formando gas inflamable/explosivo (hidrógeno Ataca el hierro y el zinc en presencia de agua. La sustancia es muy tóxica para los organismos acuáticos. En la cadena alimentaria referida a los seres humanos tiene lugar bioacumulación, por ejemplo en peces. Se aconseja firmemente impedir que el producto químico se incorpore al ambiente. (G.H, 1969)

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3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 3.1. CRISTAL - SAL 3.1.1. MATERIALES      

Sal Agua Lápiz Vaso Pabilo Clip

3.1.2. PROCEDIMIENTO 1. Se llena un vaso con agua hasta la mitad 2. Se adiciona consecutivamente una cucharada de sal tras otra hasta que se observa que tras la agitación correspondiente no se disuelve más cantidad de sal y que parte queda depositada en el fondo del vaso (disolución saturada).

3. A continuación se trasvasa la disolución a otro vaso con cuidado de no arrastrar parte de la sal depositada. 4. Por otro lado se ata un extremo de un hilo a un lápiz y el otro extremo del hilo a un clip metálico.

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5. Se introduce el clip en el vaso con la disolución saturada de sal de manera que al apoyar el lápiz en el borde del vaso el clip quede colgando debajo del agua.

6. Por último se deja el vaso en reposo. 3.2. CRISTAL - AZÚCAR 3.2.1. MATERIALES      

Azúcar Agua Lápiz Vaso Pabilo Clip

3.2.2. PROCEDIMIENTO 1. Se llena un vaso con agua hasta la mitad 2. Se adiciona consecutivamente una cucharada de azúcar tras otra hasta que se observa que tras la agitación correspondiente no se disuelve más cantidad de sal y que parte queda depositada en el fondo del vaso (disolución saturada).

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3. A continuación se trasvasa la disolución a otro vaso con cuidado de no arrastrar parte de la sal depositada. 4. Por otro lado se ata un extremo de un hilo a un lápiz y el otro extremo del hilo a un clip metálico. 5. Se introduce el clip en el vaso con la disolución saturada de sal de manera que al apoyar el lápiz en el borde del vaso el clip quede colgando debajo del agua.

6. Por último se deja el vaso en reposo. 3.3. CRISTAL - SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO 3.3.1. MATERIALES      

Sulfato de Cobre Pentahidratado Agua Lápiz Vaso Pabilo Clip

3.3.2. PROCEDIMIENTO 1. Se llena un vaso con agua hasta la mitad 2. Se adiciona consecutivamente una cucharada de sal tras otra hasta que se observa que tras la agitación correspondiente no se disuelve más cantidad de sal y que parte queda depositada en el fondo del vaso (disolución saturada).

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3. A continuación se trasvasa la disolución a otro vaso con cuidado de no arrastrar parte de la sal depositada. 4. Por otro lado se ata un extremo de un hilo a un lápiz y el otro extremo del hilo a un clip metálico. 5. Se introduce el clip en el vaso con la disolución saturada de sal de manera que al apoyar el lápiz en el borde del vaso el clip quede colgando debajo del agua.

6. Por último se deja el vaso en reposo. Evaluar las muestras por una semana

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4. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 4.1. CRISTAL - SAL

Se logran observar los cristales de sal, cuya forma es cúbica y de color blanco.

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4.2. CRISTAL - AZÚCAR

Llegamos a la conclusión que al elaborar los cristales de azúcar nos faltó: saturación. Cuando una solución esta súper saturada se forma cristales y la forma correcta era 2 tazas de azúcar por cada taza de agua la cual nosotros no aplicamos bien y no logramos obtener el cristal. La formación de cristales de azúcar debería hacerse con agua purificada y un tipo de azúcar cualquier materia en particular puede evitar la formación de cristales parejos, al hacer el experimento no nos percatamos si alguna materia o contaminante pudo caer sobre la solución Ya que la forma más apropiada era taparlo para así no contaminar el soluto. A diferencia de la sal, la disolución de azúcar es tan viscosa (espesa) que frena el movimiento de las partículas impidiendo la formación de cristales y, por tanto, son más difíciles de conseguir.

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4.3. CRISTAL - SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO

Se obtuvo cristales con forma no muy definida, debido a que cuanto mayor es la temperatura más rápida va a ser la cristalización y al estar la disolución a gran temperatura el agua también lo está evaporándose más rápido. Pero al ser una cristalización más rápida los cristales van a ser peores (no estarán bien definidos) por que no han tenido tiempo para ordenarse y se forman capas o bloques

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5. REVISION BIBLIOGRÁFICA CLORURO DE SODIO. (s.f.). Obtenido de http://www.formulacionquimica.com/NaCl/ G.H, C. (1969). Obtenido de https://www.ecured.cu/Sulfato_de_cobre_pentahidratado Marcos Pascual, C. (18 de Julio de 2012). CRISTALOGRAFIA Y MINERALOGIA. Obtenido de https://www.ecured.cu/Cristalograf%C3%ADa OBTENCION DE CRISTALES. (s.f.). Obtenido de http://tertuliadeamigos.webcindario.com/practicas01.html SACAROSA. (s.f.). Obtenido de http://apicultura.wikia.com/wiki/Sacarosa SACAROSA. (24 de Octubre de 2011). Obtenido de https://todoesquimica.blogia.com/2011/102406-sacarosa.php SISTEMAS CRISTALINOS. (30 de Diciembre de 2012). Obtenido de http://cienciaexplicada.com/sistemas-cristalinos.html Soto, O. (30 de Mayo de 2014). ESTRUCTURA DE LOS CRISTALES. Obtenido de http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/parte_01.html

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