A maioria das substâncias sólidas são solúveis ao menos em um líquido. Muitas dissolvem-se em um número bastante grande de solventes, de maneira mais ou menos fácil. Essa propriedade de os compostos se dissolverem com maior ou menor facilidade é chamada coeficiente de solubididade. Apesar de não existir nenhuma substância que seja totalmente insolúvel em relação a qualquer líquido, existem algumas que se mostram praticamente insolúveis. Esse comportamento diferente que apresentam em relação a um mesmo solvente pode ser usado para fazer a separação de várias substâncias presentes em uma mistura, por meio de um método muito simples - a recristalização.
Purificação por recristalização:
O produto obtido de uma reação química, na maioria das vezes, encontra-se no estado impuro, e é necessário purificá-lo. Quando se dissolve uma substância sólida num solvente, a quente, e depois, por resfriamento, obtém-se novamente o estado cristalino, este processo chama-se recristalização. O composto a ser purificado deve ser solúvel num solvente (ou mistura de solventes) a quente, e de pequena solubilidade a frio. Se a impureza for insolúvel a quente, separa-se a mesma por filtração da mistura aquecida. No caso oposto, ou seja, se a impureza for solúvel a frio, o composto passa ao estado sólido, deixando as impurezas em solução. O difícil é a escolha do solvente ideal, isto é, o meio cristalizante. A solubilidade do composto num certo solvente pode ser encontrada em manuais de laboratório ou então por experimentação: Adiciona-se pequenas amostras do material em tubos de ensaio contendo diferentes solventes e aquecendo-os em banho-maria até a fervura, verificando a solubilidade em cada um.
Feito o aquecimento da mistura, o próximo passo é a filtração a vácuo da solução, obtendo-se a substância purificada em solução e retendo as impurezas no filtro. Dá-se preferência à filtração a vácuo por ser esta mais eficaz e mais rápida do que a filtração comum, além de fornecer um sólido com baixo grau de umidade. O frasco contendo a solução da substância pura é então resfriada, de modo a cristalizar o soluto. Algumas cristalizações não ocorrem espontaneamente, devido à tendência de certos compostos a formarem soluções supersaturadas. Neste caso é necessário adicionar à solução alguns cristais do composto ou atritar as paredes do frasco provocando ranhuras no vidro, para que se desprendam minúsculos fragmentos deste, que servirão de ponto de apoio para a formação dos cristais do soluto.
Em seguida, após a cristalização do soluto, faz-se nova filtração, ficando agora retidos os cristais da substância pura e deixando passar a água. Veja o esquema a seguir:
Durante a filtração, tape algumas vezes a boca do funil para acelerar o processo. A bomba de vácuo retira o ar de dentro do kitassato, diminuindo a pressão em seu interior. Como a tendência dos gases é de migrar de uma região de maior pressão para a de menor pressão, o ar que está do lado de fora é fortemente "sugado" para dentro do kitassato, "empurrando" consigo grande parte da água contida no material filtrado.
Não é possível recuperar 100% da substância que se quer purificar, pois sempre há perdas durante o processos envolvidos na purificação. O rendimento na obtenção da subtância pura depende dos coeficientes de solubilidade dos componentes da mistura, da quantidade de cada um e da habilidade do operador.
O aumento do rendimento
Devido ao fato de que a solubilidade das substâncias geralmente aumenta com a temperatura, é conveniente dissolvê-las a quente e processar rapidamente a filtragem, levando-se em consideração que a evaporação do solvente pode tornar a solução saturada sobre o filtro e acarretar alguma cristalização do soluto e que se a filtragem for lenta, a temperatura pode cair, a ponto de provocar essa cristalização. Assim, o volume de solvente tomado tem que ser um pouco maior do que o volume correspondente à uma solução saturada, à temperatura em que se vai trabalhar. Esse pequeno excesso estabelece uma margem de segurança para evitar a cristalização prematura do soluto. Tais cuidados, portanto exigem o conhecimento dos diversos coeficientes de solubilidade da substância a ser purificada, para que se usem as quantidades convenientes de soluto e de solvente, bem como que se escolha uma faixa de temperatura adequadas.
Tomemos como exemplo uma mistura inorgânica de dois sais, dos quais se quer retirar puro o dicromato de potássio (as impurezas são de cloreto de sódio). Após a filtração da solução, ao invés de deixar simplesmente o sal cristalizar com o abaixamento gradual da temperatura, deve-se levá-la à ebulição, até que ela fique saturada, por evaporação da água. Abaixando-se a temperatura a 0o C, o rendimento alcançado será maior, uma vez que a esta temperatura, a solubilidade dos sais geralmente é pequena. Para aumentar ainda mais a pureza do sal, deve-se repetir o processo, isto é, proceder a uma recristalização da substância já purificada. Se, por exemplo, o teor de impurezas antes da primeira cristalização era de 10%, depois pode reduzir-se a cerca de 0,01%. Com a recristalização pode-se chegar a até 0,00001%. O que acontece, porém, é que o rendimento da cristalização vai diminuindo com o aumento da pureza. Com efeito, a cada nova cristalização efetuada, mais aumenta a perda do sal, pois não é possível fazer cristalizar todo o sal de uma solução.
Quando toda a solução estiver filtrada, provoca-se o seu resfriamento rápido, banhando as paredes externas do recipiente em água gelada. A temperaturas muito baixas, o dicromato de potássio é muito pouco solúvel. Assim sendo, quase todo o dicromato se cristaliza, sendo que o tamanho dos cristais será tão maior quanto menor a velocidade de resfriamento. Quando completada a cristalização, passa-se a solução por de um filtro, onde ficarão retidos os cristais de dicromato, enquanto o cloreto de sódio passará dissolvido na solução, mesmo a baixas temperaturas.
Química 2000 - Wagner Xavier Rocha, 1999