Tecniche di purificazione

Transcript

1 Tecniche di purificazione

2 Definizione Passaggio di stato di una sostanza dalla fase solida alla fase vapore, senza la formazione intermedia della fase liquida. Una sostanza solida sublima solo se la pressione del vapore non supera quella del punto triplo T, in cui coesistono le fasi solida, liquida e gassosa.

3 Passaggi di stato

4 Tensione di vapore Tensione di vapore: pressione esercitata dal vapore, in equilibrio con il solido (liquido): esprime la tendenza a passare alla fase di vapore, mediante l energia acquisita tramite il calore che vince le forze di attrazione intermolecolari.

5 Le sostanze che hanno tensione di vapore al punto triplo maggiore di 1 atm. sublimano spontaneamente a t. ambiente,perché a temperature inferiori alla loro temperatura di fusione sono caratterizzati da una tensione di vapore superiore a quella atmosferica e tendono a passare direttamente dallo stato solido a quello aeriforme. Es: la CO 2, in cui il punto triplo è caratterizzato da una temperatura di -56,4 e una pressione di 5,11 atm., esiste allo stato liquido solo ad una pressione superiore.

6 Sublimazione a p. atmosferica Altre sostanze in cui la tensione di vapore al punto triplo è alta, presentano però una velocità di sublimazione elevata, per cui riescono a sublimare a pressione atmosferica. Es. ac. benzoico (100 C); ac. salicilico ( C); timolo (40 C). La canfora può essere sublimata a temperatura inferiore ai 179 C per lento riscaldamento a pressione atmosferica e la sublimazione può continuare fino alla completa scomparsa del solido (recipiente aperto, punto triplo 179 C, 370mm).

7 Sublimazione a pressione ridotta Le sostanze che al punto triplo hanno tensione di vapore molto bassa, possono essere sublimate per riscaldamento a pressione ridotta.

8 Strumentazione Sublimazione a pressione atmosferica La sublimazione a pressione atmosferica può essere effettuata ponendo la sostanza tra due capsule di porcellana, separate da un disco di carta forato. Attraverso il disco forato possono passare i vapori che condensano sulla superficie del vetrino superiore e allo stesso tempo la presenza del disco di carta impedisce che la sostanza sublimata ricada su quella da sublimare e viceversa.

9 Strumentazione Sublimazione a pressione ridotta Il riscaldamento viene effettuato con un bagno maria o con un bagno ad olio di silicone.

10 Efficienza della sublimazione Natura del solido da sublimare: tensione di vapore e tipo di cristalli. Se la tensione di vapore fosse troppo piccola, la velocità di sublimazione potrebbe essere tanto lenta da rendere impossibile il processo. La pressione di vapore a cui si opera deve essere inferiore alla tensione di vapore della sostanza al punto triplo (p.f.).

11 Efficienza della sublimazione Differenza di temperatura tra le superfici del sublimando e del condensatore (velocità di sublimazione). Formazione del vapore alta / temperatura del condensatore bassa: impedisce il frazionamento e la separazione delle impurezze. Raffreddamento troppo rapido: sublimato fioccoso che tende a cadere dalle pareti del condensatore. Distanza tra le superfici: distanza troppo elevata = sublimazione lenta (ottimale 1 cm). Eventuale presenza di impurezze non volatili in superficie che bloccano la sublimazione.

12 Vantaggi rispetto alla cristallizzazione Comporta perdite minime di prodotto. Possibile solo con sostanze che non si decompongono durante il processo (acido ftalico/ anidride ftalica).

13 Liofilizzazione La sublimazione dell acqua è alla base della liofilizzazione, una tecnica che consente l allontanamento dell acqua stessa dalle sostanze organiche. Avviene in 2 fasi: Congelamento Sublimazione dell acqua a pressione ridotta Vantaggi Conservazione a temperatura ambiente Facilità di confezionamento e trasporto Minime modifiche strutturali Gli alimenti possono essere rapidamente e completamente reidratati Odore, sapore, colore e nutrienti preservati