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Purificación por sublimación

1900
Aparato de sublimación de laboratorio para la purificación de sólidos volátiles en química analítica.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Sublimation is a laboratory technique for purifying compounds, particularly volatile solids. The impure solid is gently heated, often under reduced presión, lo que provoca que se sublime directamente en estado gaseoso. Este gas se deposita entonces como un sólido puro sobre una superficie enfriada, conocida como dedo frío, dejando las impurezas no volátiles en el recipiente original.

Purification by sublimation is an effective physical separation method analogous to distillation, but for solid-to-gas transitions. Its effectiveness hinges on the difference in vapor pressures between the target compound and its impurities. The target compound must have a significantly higher presión de vapor a la temperatura de funcionamiento que las impurezas, lo que permite que se sublime mientras las impurezas permanecen sólidas. El proceso se suele llevar a cabo en un recipiente de vidrio especializado llamado aparato de sublimación.

El aparato consta de un recipiente que contiene el sólido impuro, una fuente de calor (como una manta calefactora o un baño de aceite) y una superficie fría (el dedo frío) colocada encima o dentro del recipiente. A menudo se aplica vacío al sistema. Reducir la presión disminuye la temperatura a la que el compuesto sublima, lo cual es crucial para compuestos termosensibles que podrían descomponerse en su punto de sublimación a presión atmosférica. A medida que se calienta el sólido impuro, las moléculas del compuesto objetivo escapan a la fase gaseosa. Estas moléculas gaseosas recorren una corta distancia hasta que chocan con el dedo frío, que generalmente se enfría mediante agua circulante o un criógeno. Al entrar en contacto con la superficie fría, las moléculas pierden energía térmica y se deponen, transformándose directamente en un sólido cristalino de alta pureza. Las impurezas no volátiles, con presiones de vapor mucho más bajas, se quedan atrás. Esta técnica es valorada por su simplicidad y por producir cristales de muy alta pureza, lo que la convierte en un procedimiento estándar en muchos laboratorios de química sintética y analítica.

UNESCO Nomenclature: 2202
– Química analítica

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • La antigua práctica de la destilación para purificar líquidos.
  • El descubrimiento de elementos como el yodo que visiblemente subliman
  • Desarrollo de bombas de vacío por Otto von Guericke y mejoras posteriores
  • Avances en la fabricación de cristalería para uso en laboratorio

Aplicaciones

  • Purificación de compuestos orgánicos como cafeína, yodo y ferroceno en laboratorios de química.
  • refinación de metales como arsénico, cadmio y zinc
  • Producción de materiales ultrapuros para la industria de semiconductores
  • aislamiento de productos naturales a partir de extractos crudos
  • reciclaje y purificación de elementos como el azufre

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Sistemas de sublimación continua y automatizada para la purificación de productos farmacéuticos a escala industrial
  • Dispositivos de sublimación portátiles para el análisis forense in situ de evidencias traza
  • microfluidos chips that use integrated heaters and coolers for sublimation-based separation of minute samples
  • Unidades de sublimación alimentadas por energía solar para purificar agua y extraer minerales en lugares remotos
  • Sistemas de reciclaje de circuito cerrado para residuos electrónicos que utilizan sublimación selectiva para recuperar metales raros
  • Impresión 3D con purificación por sublimación integrada para crear objetos a partir de materias primas impuras
  • Equipo de procesamiento de alimentos que utiliza sublimación para eliminar compuestos volátiles no deseados, mejorando el sabor.
  • Utilización de recursos in situ en asteroides, utilizando la sublimación para extraer hielo de agua y otros volátiles
  • wearable environmental sensors that pre-concentrate airborne pollutants via deposition before analysis
  • Técnicas de restauración de arte que utilizan sublimación controlada para eliminar contaminantes superficiales dañinos de artefactos delicados.
Relacionado con: sublimación, purificación, técnica de separación, dedo frío, vacío, presión de vapor, deposición, método de laboratorio, química orgánica, sólido volátil.

Contexto histórico

Purificación por sublimación

1895
1899
1900
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1895
1896
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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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