Un mon de cristalls 2

Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
UN MÓN DE CRISTALLS 2

ÍNDEX
1. Cristalls
1.1. Com es formen els cristalls
1.2. Ambients de cristal·lització
2. Tècniques de cristal·lització
2.1. Dissolucions
 Descens de temperatura
 Evaporació
 Sobresaturació
2.2. Antisolvents
2.3. Antisublimació
2.4. Difusió en gels
3. Cristalls als éssers vius
3.1. Xocolata
3.2. Cristalls de sucre
3.3. Vidre de sucre
3.4. Aspirina
3.5. Lisozima
3.6. Virus
4. Cristalls i tecnologia
5. Bibliografia

1. CRISTALLS
• Cristall: material sòlid amb àtoms, molècules o ions ordenats.
• Es repeteix un patró en les 3 dimensions de l’espai.

1.1.COM ES FORMEN CRISTALLS?
• Per obtenir un sòlid cristal·lí s’han de produir 2
processos:
 Nucleació: Un nombre mínim d’unitats de creixement
s’ajunten per a formar una agregació estable.
 Un cop formada l’agregació inicial les unitats de creixement
es van incorporant per engrandir el cristall.

1. 2. AMBIENTS DE CRISTAL·LITZACIÓ
A la natura els cristalls es formen:
AL MANTELL. Condicions d’altes de
P i Tº. Diamant
ALS PROCESSOS VOLCÀNICS: La lava
solidifica i origina petits cristalls.
EN SOLUCIONS SATURADES: Al fons
marí precipita carbonat de calci.
PER EVAPORACIÓ DEL SOLVENT. Als
llacs o mars interiors precipiten sals.
PER SOLIDIFICACIÓ DE L’AIGUA. Es
formen cristalls de neu, simetria
hexagonal (conjectura de Kepler).

2. TÈCNIQUESDE CRISTAL·LITZACIÓ
– A partir de dissolucions
• Descens de
temperatura
• Evaporació
• Sobresaturació
• Anti-solvents
– Sublimació inversa
– Difusió en gels

2.1. DISSOLUCIONS
• Una dissolució és una fase homogènia que conté el
solvent i el solut. Una solució es diu saturada quan
hi ha equilibri entre el solvent i el solut, depèn de
pH, Tº i altres variables.

2.1. A PARTIR DE DISSOLUCIONS
Hi ha diverses tècniques per obtenir cristalls a
partir de dissolucions:
• Disminució de la temperatura: a menys
temperatura la dissolució admet menys solut,
per tant l’excés de solut precipita.
• Evaporació: si s’evapora el solvent, altra cop
s’admet menys solut i precipita.

2.1. SOBRESATURACIÓ
Per obtenir bons i
grans cristalls hem de
treballar amb un
sistema lleugerament
sobresaturat.
Així la nucleació és
baixa i els cristalls
esdevenen més grans
i perfectes.

2.2. ANTI-SOLVENTS
• La sobresaturació d’una dissolució es pot
aconseguir afegint un ANTI-SOLVENT, que
canvia la solubilitat del sistema.
• Anti-solvent + solvent fa una barreja menys
soluble per al solut.
• En anar afegint l’anti-solvent van apareixent
cristalls de solut.
• L’avantatge és que es treballa a temperatura
ambient I s’utilitza menys energia. S’utilitza
molt per a cristal·litzar productes
farmacèutics-
• EXEMPLE: Cristalls de NITRAT DE POTASSI, si
el nitrat K està dissolt en aigua I s’hi afegeix
acetona com a anti-solvent.
http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/39142.pdf

2.3. SUBLIMACIÓ INVERSA
És el procés invers a la sublimació, per tant es passa de
gas a sòlid, sense passar per estat líquid. Es dóna quan
hi ha una baixada de temperatura molt sobtada.
• La NEU cau en forma de FLOCS: cristalls
hexagonals.
• Es froma en un núvol molt fred, el vapor
d'aigua es condensa en cristalls de glaç
sobre les partícules que hi ha en suspensió
(pols, fum...)
• Un floc de neu es compon d‘unes 1018
molècules d'aigua. És molt difícil trobar
dos flocs de neu idèntics.

2.4. DIFUSIÓ EN GELS
• S’utilitza un gel que tingui els porus
impregnats d’un dels dos reactius i
es col·loca a sobre l’altre reactiu.
• Quan el que s’ha afegit difon,
reacciona amb el que està en el
porus i s’obtenen cristalls.
• Un exemple és l’obtenció de cristalls
de tartrat de coure per reacció del
clorur de coure i l’àcid tartàric:

3. CRISTALLS ALS ÉSSERS VIUS
• Els minerals i les petites
molècules orgàniques
cristal·litzen fàcilment.
• Les macromolècules són
difícils de cristal·litzar

3. CRISTALLS ALS ÉSSERS VIUS
 MOLÈCULES INORGÀNIQUES.
 Otòlits a les orelles
 Closques d’ou
 Ossos i dents
 Pedres al ronyó
 MOLÈCULES ORGÀNIQUES
 Triglicèrids de la xocolata
 Sucre
 Proteïnes
 VIRUS

3.1. XOCOLATA
• S’obté del gra del cacao: Theobroma
cacao, aliment dels déus, en grec.
• El gra és molt amarg , per convertir-ho
en un aliment dolç se li afegeixen
diversos components: 50% de sucre,
farines, grasses i altres ingredients
• El cacau té components no greixosos i
components greixosos.
• La mantega de cacau cristal·litza en 6
formes. Els cristalls de forma V són els
que donen a la xocolata aquesta
textura tan agradable.

3.1.CRISTALLS A LA XOCOLATA
La xocolata s’obté amb el següent procediment:
• S’escalfa la barreja de xocolata i altres components
a 44º C., es fonen tots els cristalls de greix
• Es refreda a una temperatura inferior a 28º C
mentre s’agita., el greix cristal·litza en multitud de
cristalls de dues formes distintes.
• Just abans que el producte es faci sòlid s’augmenta
la temperatura fins a 31º C, els cristalls de la forma
no desitjada es fonen, i queden només els petits
cristalls de la forma desitjada.
• S’aboca la xocolata en motlles, que es refreden en
un frigorífic. Els petits cristalls creixen ràpidament, i
la xocolata se solidifica.

3.1.CRISTALLS A LA XOCOLATA
• La Xocolata mai no es
floreix.
• No s’ha de posar mai a la
nevera, si es fa surten
uns cristalls blancs forma
VI, “Fat-bloomed-state”.

3.2. SUCRE
 És la SACAROSA
 És la reserva d’energia de la remolatxa o de la
canya de sucre.
 És un disacàrid: blanc, soluble en aigua, amb
poder reductor.
 Cristal·litza fàcilment.
 Al laboratori es poden fer bonics caramels de
cristalls de sucre amb colorants!

3.3. VIDRE DESUCRE
 Si refredem sobtadament una dissolució de
sacarosa s’obté una pasta amorfa
anomenada VIDRE.
 Un dels vells trucs de les pel·lícules,
sobretot westerns, consisteix a esclafar
ampolles de vidre al cap del “dolent”.
 El director però no se la juga amb els actors.
 Abans s’ utilitzaven ampolles i vidres fets de
SUCRE!!!
 Actualment s’utilitzen plàstics tipus acrílics.
 Es poden fer vidres de sucre a casa, només
es necessita sucre, forn,...
http://special-effects.wonderhowto.com/how-to/make-your-
very-own-sugar-glass-prop-for-movies-388208/

3.4. CRISTALLS D’ASPIRINA
 L'aspirina o l'àcid acetilsalicílic (acetosal o
AAS) és un fàrmac de la família dels salicilats,
sovint emprat com a analgèsic (mals menors
i dolor agut), antipirètic (contra la febre), i
antiinflamatori.
 L’aspirina conté només un 50% d’ASS, la resta
són excipients.
 L’ASS es pot separar dels excipients per
cristal·lització.
 Si vols cristalls grans espera 9 mesos.
 Si et conformes amb cristalls petits, dissol
l’aspirina en aigua bullint i deixa refredar, en
una hora tindràs cristalls llestos per ser
vistos al microscopi.
https://www.youtube.com/watch?v=Xk5nizGQlGs

3.5.CRISTALLS DE PROTEÏNES
 Les proteïnes estan implicades en
moltes malalties.
 Per dissenyar fàrmacs cal conèixer
l’estructura de les proteïnes.
 Actualment es coneixen unes
10000 estructures de proteïnes
per difracció de raigs X
 Aquesta tècnica requereix 3
etapes:
1. Creixement de cristalls de
proteïna
2. Recollida de dades per
difracció de raigs X del cristall
3. Construir un model que
s’ajusti al patró de la proteïna.

3.5.CRISTALLS DE LISOZIMA
 LISOZIMA : proteïna de la família
d’enzims antibacterians.
 Abundant en humans en
llàgrimes, saliva i mucus.
 Cristal·litza fàcilment en el
sistema monoclínic o tetragonal
 Per obtenir cristalls de lisozima
s’utilitza la tècnica de la ”gota
penjant”
http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/parte_07_1.html

3.6. VIRUS
 Els virus són cristal·litzables
 Stanley 1935 va cristal·litzar el
virus del mosaic del tabac
(MTV)
 En 1955 es purifica i cristal·litza
el primer virus humà, el de la
poliomielitis.
 Els virus poden sobreviure
molts anys en forma de
cristalls

4. CRISTALLS I TECNOLOGIA
 Medicaments. La majoria són
molècules quirals.
 Cas de la Talidomida
http://www2.uah.es/edejesus/lecturas/curiosidades/cur005.htm
 Termòmetres de front (cristalls líquids)
 Implants
 Pantalles de TV de LCD
 Targetes de crèdit
 Cosmètics
 Pigments i pintures
 Plaques solars
 Superconductors....

BIBLIOGRAFIA
PÀGINES WEB:
• http://ca.wikipedia.org/
• http://espiadellabo.com/2014/01/noticia-no3-cristales/
• http://www.ugr.es/~proyecto08173/qbiofisica/PRACTICAS%20DE%20LAB
ORATORIO/Practica%20de%20cristalizacion%20de%20proteinas.pdf
• http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/parte_07_1.html
• http://lysozyme.co.uk/crystallization.php
• http://iesbinef.educa.aragon.es/departam/webinsti/otros/xtales/cristaliza
cion/09.pdf
• http://iesbinef.educa.aragon.es/departam/webinsti/otros/xtales/cristaliza
cion/09.pdf
• http://espiadellabo.com/2014/05/noticia-no10-la-cristalizacion-en-gel/

Un mon de cristalls 2

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Destacado

Destacado (18)

Más de xvilahur

Más de xvilahur (20)

Último

Último (8)

Un mon de cristalls 2