Los cristales son objetos fascinantes que nos rodean aunque muchas veces no nos demos cuenta de ello. Desde los primeros cristales que descubrimos, los minerales que componen la Tierra, el ser humano se ha sentido atraído por ellos. Los delatan sus formas poliédricas y atractivas, los ángulos precisos que forman sus caras, a veces un brillo espectacular pero sobre todo sus propiedades físicas que hacen que los usemos continuamente en nuestra tecnología. Desde la sal común a los modernos láseres, desde el azúcar a los semiconductores y desde la arena de la playa a los fármacos que tomamos, los cristales están por todas partes. Muchos de ellos son microscópicos, pero algunos alcanzan metros de tamaño, como los famosos cristales gigantes de yeso de la cueva de Naica, en México.
En el proceso de cristalización intervienen variables como la temperatura, la velocidad de enfriamiento y la solubilidad de aquello que queremos cristalizar. Cuando disolvemos y calentamos nuestro material, a medida que se va enfriando, se van formando pequeños núcleos cristalinos a los que se van agregando las moléculas disueltas, creciéndose así la red cristalina.
Los cristales que vas a crecer son de fosfato monoamónico (ADP), una substancia soluble en agua. Y la técnica de crecimiento que vamos a usar es la técnica de enfriamiento. Se basa en que, como el azúcar, el ADP se disuelve mucho más en agua caliente que en agua fría.
Crecimiento de cristales
Conocimiento de teoría y técnicas de cristalización.
Kit de cristalización
Una bolsa con 300 g de Fosfato monoamónico (NH4H2PO4)
Un vaso de plástico
Una caja de poliestireno
Una fuente de calor (por ejemplo una placa calentadora)
Un recipiente con un volumen mínimo de un litro (matraz, vaso de precipitado, olla, …)
Medio litro (500 ml) de Agua
Un utensilio para agitar, preferentemente de vidrio
Material absorbente (papel, bayeta,…)
Material aislante para asir el recipiente (guantes, paño,…)
Un termómetro de laboratorio (optativo)
Evita colocar la cabeza directamente encima de la disolución.
¡Ten cuidado con no quemarte! Estás trabajando con material muy caliente.
Puedes utilizar colorantes alimenticios para conseguir cristales de diferentes colores
Prueba a observar y fotografiar los cristales a lo largo del tiempo mientras van cristalizando.
Nos vamos a guiar a partir de ahora de esta sencilla gráfica que representa la temperatura frente a la concentración de nuestra disolución. Como habrás llegado a ebullición (100 °C) y la cantidad de ADP era de 300 gramos en medio litro (es decir 600 gramos en un litro).
Puedes ahora probar a crecer cristales más grandes utilizando el cristal del experimento anterior como semilla (opcional).
¿Qué observas a medida que pasa el tiempo?
¿En qué punto de la gráfica está la disolución cuando llegas a ebullición? ¿Y cuando la enfrías a temperatura ambiente?
¿Qué pasaría si enfriamos rápidamente la disolución?
La naturaleza es el laboratorio más avanzado que existe. En la Tierra se conocen ya unas 5300 especies de cristales naturales o minerales, que por lo general, necesitan cientos de miles de años para que cristalicen. Los humanos conocemos la técnica de cristalización y la utilizamos en multitud de áreas de la ciencia como la biomedicina, la química, la geología , la física o la ciencia de materiales, entre otras.
Si conseguimos cristalizar cualquier material, conocido o desconocido, mediante la técnica de difracción de rayos X podemos estudiar su estructura molecular (ver cómo están ordenados los átomos iones y/o moléculas en la estructura) y por tanto conocer sus propiedades y como aplicarlas.
Este campo de estudio se denomina cristalografía y grandes avances en la historia de la ciencia como el descubrimiento de la estructura del ADN han sido gracias a ella. Los cristalógrafos se dedican a investigar materiales que cambiarán nuestra forma de vida, como el grafeno, las nanopartículas o nuevos medicamentos.
https://es.wikipedia.org/wiki/Cristal
https://es.wikipedia.org/wiki/Cristalizaci%C3%B3n
https://cristales.fundaciondescubre.es/?lang=es
