Em química, a Recristalização é uma técnica usada para purificar substâncias sólidas que consiste, essencialmente, em dissolver o composto, e as suas impurezas, num solvente apropriado, levando à posterior precipitação do composto ou das impurezas, de forma a promover a sua separação. Normalmente procede-se de forma a ser o composto desejado a precipitar, sob a forma de cristais, os quais são depois filtrados e secos.
Fundamentalmente a cristalização baseia-se em dois factos: a diferença de solubilidades, num determinado solvente, da substância a recuperar e as suas impurezas; a variação de solubilidade dos solutos com a temperatura.
Existem várias técnicas de se purificar o composto.
Recristalização com um único solvente
Normalmente, a mistura de um composto A e uma impureza B é dissolvida num solvente, aquecendo até à ebulição. Usa-se uma quantidade mínima de solvente, para se obter uma solução saturada a quente. Por arrefecimento, o composto precipita por diminuição da solubilidade. Quanto mais lento for o arrefecimento, maiores serão os cristais formados. Os cristais formados são depois recolhidos por filtração e o filtrado é descartado. Se o produto de solubilidade das impurezas for excedido, algumas irão co-precipitar. No entanto, dada a concentração das impurezas ser baixa, a sua concentração nos cristais será ainda mais baixa do que a concentração na mistura inicial. Repetindo várias vezes este processo consegue-se obter precipitados cristalinos com graus de pureza mais elevados. A sua pureza é depois verificada, a seguir a cada Recristalização, medindo-se o pto de fusão, uma vez que a presença de impurezas leva a um abaixamento do pto de fusão. A espetroscopia de NMR (nuclear magnetic ressonance, ressonância magnética nuclear) também pode ser utilizada para verificar o grau de impurezas. No entanto, recristalizações repetidas levam a perdas de composto, dado que parte dele mantém-se dissolvido no filtrado.
Quando se pretende efectuar uma purificação de um composto sólido usando esta técnica, tem que, em primeiro lugar, se escolher o solvente a usar. Normalmente escolhe-se um solvente que dissolva bem a substância à temperatura de ebulição e mal a frio, que dissolva muito bem (ou muito mal, dependendo do que se pretende cristalizar) as impurezas, que origine cristais bem formados e não gomas, que seja facilmente removível dos cristais por volatilização (baixo pto de ebulição), e que não reaja quimicamente com os compostos. Após a seleção dos vário solventes, procede-se à escolhe daquele que seja o menos tóxico, que seja o menos inflamável e/ou que seja o mais barato.
Recristalização através do uso de um único solvente.
Recristalização com uma mistura de solventes
Muitas vezes acontece que não é possível arranjar um solvente único que permita a cristalização . Neste caso tem que se tentar a cristalização por solventes mistos, se se dispuser de dois solventes, X e Y, tais que: A dissolva o composto e B não; A é B sejam miscíveis. Para esta técnica é necessário que ambos os componentes da mistura (o composto A é a impureza B) sejam solúveis no primeiro solvente (solvente X). No entanto, apenas um dos dois componentes pode ser solúvel no segundo solvente (solvente Y), havendo a precipitação de apenas um quando se dá a adição do solvente Y.
Normalmente, a mistura das substâncias A e B é dissolvida no primeiro solvente, X. De seguida, o segundo solvente, Y, é adicionado lentamente até que um dos componentes da mistura (A ou B) comece a precipitar e cristalizar. Depois a solução é arrefecida, para promover a cristalização do segundo componente. Não é obrigatório aquecer a solução da amostra dissolvida no solvente X, mas pode ser usado.
Quando a mistura de solventes dissolve ambos os solutos, então realiza-se o inverso: a mistura de compostos é dissolvida no mínimo de mistura de solutos possível e, de seguida, faz-se a destilação de um dos solventes e arrefece-se a mistura de solventes final, de forma a promover a cristalização dosoluto A, ou do soluto B.
Recristalização com recurso a uma mistura de solventes.
No caso de haver outras impurezas, além de B, que sejam insolúveis em qualquer um Dos solventes usados (impurezas C), estas podem ser removidas por filtração a quente. Nesta técnica usa-se um único solvente – X. Quando A é B se encontram dissolvidos no solvente X quente, a solução é filtrada para remover toda a matéria insolúvel presente (impurezas C). Para que esta filtração seja realizada com sucesso, todo o material usado na filtração deve ser previamente aquecido e guardado numa estufa para que, aquando a filtração, o composto desejado não cristalize nem nas paredes do funil nem no papel de filtro. No entanto, se ocorrer a cristalização de composto no sistema de filtração, pode corrigir a situação, passando uma pequena quantidade de solvente quente pelo sistema, de forma a ressolubilizar os cristais. A quantidade de solvente que se encontra em excesso deve ser removida por vaporização, mantendo a solução em ebulição até começarem a aparecer os primeiros cristais. O volume de solvente deve depois ser reajustado, adicionando, gota a gota, solvente até todos os cristais se dissolverem.
Remoção de impurezas insolúveis através de um sistema de filtração a quente.
Técnicas de cristalização
Se, no arrefecimento de uma solução saturada, não se observar a cristalização, isso pode ser devido à ausência de núcleos de cristalização, os quais podem ser criados artificialmente por fricção das paredes do recipiente com uma vareta de vidro (“Scratching”), em que as pequenas partículas de vidro produzidas vão servir de núcleos de cristalização! por arrefecimento com misturas refrigerantes (“Cooling”), ou por introdução de um cristal da substância pura (“seeding”), que servirá de núcleo de cristalização.
Após a separação dos cristais, procede-se à secagem dos mesmos. Estes são filtrados por filtração a pressão reduzida, lavados com uma pequena quantidade de solvente frio (para impedir a dissolução dos mesmos) e deixam-se no funil de Büchner por alguns minutos, de forma a remover todo o solvente remanescente.
Fonte: Wikipédia