Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
UN MÓN DE CRISTALLS 2
ÍNDEX
1. Cristalls
1.1. Com es formen els cristalls
1.2. Ambients de cristal·lització
2. Tècniques de cristal·lització
2.1. Dissolucions
Descens de temperatura
Evaporació
Sobresaturació
2.2. Antisolvents
2.3. Antisublimació
2.4. Difusió en gels
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
3. Cristalls als éssers vius
3.1. Xocolata
3.2. Cristalls de sucre
3.3. Vidre de sucre
3.4. Aspirina
3.5. Lisozima
3.6. Virus
4. Cristalls i tecnologia
5. Bibliografia
1. CRISTALLS
• Cristall: material sòlid amb àtoms, molècules o ions ordenats.
• Es repeteix un patró en les 3 dimensions de l’espai.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
1.1. COM ES FORMEN CRISTALLS?
• Per obtenir un sòlid cristal·lí s’han de produir 2 processos:
Nucleació: Un nombre mínim d’unitats de creixement s’ajunten per a formar una agregació estable.
Un cop formada l’agregació inicial les unitats de creixement es van incorporant per engrandir el cristall.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
1. 2. AMBIENTS DE CRISTAL·LITZACIÓ
A la natura els cristalls es formen:
AL MANTELL. Condicions d’altes de P i Tº. Diamant
ALS PROCESSOS VOLCÀNICS: La lava solidifica i origina petits cristalls.
EN SOLUCIONS SATURADES: Al fons marí precipita carbonat de calci.
PER EVAPORACIÓ DEL SOLVENT. Als llacs o mars interiors precipiten sals.
PER SOLIDIFICACIÓ DE L’AIGUA. Es formen cristalls de neu, simetria hexagonal (conjectura de Kepler).
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
2. TÈCNIQUES DE CRISTAL·LITZACIÓ
– A partir de dissolucions
• Descens de temperatura
• Evaporació
• Sobresaturació
• Anti-solvents
– Sublimació inversa
– Difusió en gels
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
2.1. DISSOLUCIONS
• Una dissolució és una fase homogènia que conté el solvent i el solut. Una solució es diu saturada quan hi ha equilibri entre el solvent i el solut, depèn de pH, Tº i altres variables.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
2.1. A PARTIR DE DISSOLUCIONS
Hi ha diverses tècniques per obtenir cristalls a partir de dissolucions:
• Disminució de la temperatura: a menys temperatura la dissolució admet menys solut, per tant l’excés de solut precipita.
• Evaporació: si s’evapora el solvent, altra cop s’admet menys solut i precipita.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
2.1. SOBRESATURACIÓ
Per obtenir bons i grans cristalls hem de treballar amb un sistema lleugerament sobresaturat.
Així la nucleació és baixa i els cristalls esdevenen més grans i perfectes.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
2.2. ANTI-SOLVENTS
• La sobresaturació d’una dissolució es pot aconseguir afegint un ANTI-SOLVENT, quecanvia la solubilitat del sistema.
• Anti-solvent + solvent fa una barreja menyssoluble per al solut.
• En anar afegint l’anti-solvent van apareixentcristalls de solut.
• L’avantatge és que es treballa a temperaturaambient I s’utilitza menys energia. S’utilitzamolt per a cristal·litzar productesfarmacèutics-
• EXEMPLE: Cristalls de NITRAT DE POTASSI, siel nitrat K està dissolt en aigua I s’hi afegeixacetona com a anti-solvent.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/39142.pdf
2.3. SUBLIMACIÓ INVERSA
És el procés invers a la sublimació, per tant es passa de gas a sòlid, sense passar per estat líquid. Es dóna quan hi ha una baixada de temperatura molt sobtada.
• La NEU cau en forma de FLOCS: cristalls hexagonals.
• Es froma en un núvol molt fred, el vapor d'aigua es condensa en cristalls de glaçsobre les partícules que hi ha en suspensió(pols, fum...)
• Un floc de neu es compon d‘unes 1018
molècules d'aigua. És molt difícil trobardos flocs de neu idèntics.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
2.4. DIFUSIÓ EN GELS
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
• S’utilitza un gel que tingui els porusimpregnats d’un dels dos reactius i es col·loca a sobre l’altre reactiu.
• Quan el que s’ha afegit difon, reacciona amb el que està en el porus i s’obtenen cristalls.
• Un exemple és l’obtenció de cristallsde tartrat de coure per reacció del clorur de coure i l’àcid tartàric:
3. CRISTALLS ALS ÉSSERS VIUS
• Els minerals i les petitesmolècules orgàniquescristal·litzen fàcilment.
• Les macromolècules sóndifícils de cristal·litzar
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
3. CRISTALLS ALS ÉSSERS VIUS
MOLÈCULES INORGÀNIQUES.
Otòlits a les orelles
Closques d’ou
Ossos i dents
Pedres al ronyó
MOLÈCULES ORGÀNIQUES
Triglicèrids de la xocolata
Sucre
Proteïnes
VIRUS
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
3.1. XOCOLATA
• S’obté del gra del cacao: Theobromacacao, aliment dels déus, en grec.
• El gra és molt amarg , per convertir-hoen un aliment dolç se li afegeixendiversos components: 50% de sucre, farines, grasses i altres ingredients
• El cacau té components no greixosos i components greixosos.
• La mantega de cacau cristal·litza en 6 formes. Els cristalls de forma V són els que donen a la xocolata aquestatextura tan agradable.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
3.1. CRISTALLS A LA XOCOLATA
La xocolata s’obté amb el següent procediment:
• S’escalfa la barreja de xocolata i altres componentsa 44º C., es fonen tots els cristalls de greix
• Es refreda a una temperatura inferior a 28º C mentre s’agita., el greix cristal·litza en multitud de cristalls de dues formes distintes.
• Just abans que el producte es faci sòlid s’augmentala temperatura fins a 31º C, els cristalls de la forma no desitjada es fonen, i queden només els petitscristalls de la forma desitjada.
• S’aboca la xocolata en motlles, que es refreden en un frigorífic. Els petits cristalls creixen ràpidament, i la xocolata se solidifica.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
3.1. CRISTALLS A LA XOCOLATA
• La Xocolata mai no es floreix.
• No s’ha de posar mai a la nevera, si es fa surten uns cristalls blancs forma VI, “Fat-bloomed-state”.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
3.2. SUCRE
És la SACAROSA
És la reserva d’energia de la remolatxa o de la canya de sucre.
És un disacàrid: blanc, soluble en aigua, ambpoder reductor.
Cristal·litza fàcilment.
Al laboratori es poden fer bonics caramels de cristalls de sucre amb colorants!
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
3.3. VIDRE DE SUCRE
Si refredem sobtadament una dissolució de sacarosa s’obté una pasta amorfa anomenada VIDRE.
Un dels vells trucs de les pel·lícules, sobretot westerns, consisteix a esclafar ampolles de vidre al cap del “dolent”.
El director però no se la juga amb els actors.
Abans s’ utilitzaven ampolles i vidres fets de SUCRE!!!
Actualment s’utilitzen plàstics tipus acrílics.
Es poden fer vidres de sucre a casa, només es necessita sucre, forn,...
http://special-effects.wonderhowto.com/how-to/make-your-very-own-sugar-glass-prop-for-movies-388208/
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
3.4. CRISTALLS D’ASPIRINA
L'aspirina o l'àcid acetilsalicílic (acetosal o AAS) és un fàrmac de la família dels salicilats, sovint emprat com a analgèsic (mals menors i dolor agut), antipirètic (contra la febre), i antiinflamatori.
L’aspirina conté només un 50% d’ASS, la resta són excipients.
L’ASS es pot separar dels excipients per cristal·lització.
Si vols cristalls grans espera 9 mesos.
Si et conformes amb cristalls petits, dissol l’aspirina en aigua bullint i deixa refredar, en una hora tindràs cristalls llestos per ser vistos al microscopi.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
https://www.youtube.com/watch?v=Xk5nizGQlGs
3.5. CRISTALLS DE PROTEÏNES
Les proteïnes estan implicades en moltes malalties.
Per dissenyar fàrmacs cal conèixer l’estructura de les proteïnes.
Actualment es coneixen unes 10000 estructures de proteïnes per difracció de raigs X
Aquesta tècnica requereix 3 etapes:
1. Creixement de cristalls de proteïna
2. Recollida de dades per difracció de raigs X del cristall
3. Construir un model que s’ajusti al patró de la proteïna.
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
3.5. CRISTALLS DE LISOZIMA
LISOZIMA : proteïna de la família d’enzims antibacterians.
Abundant en humans en llàgrimes, saliva i mucus.
Cristal·litza fàcilment en el sistema monoclínic o tetragonal
Per obtenir cristalls de lisozima s’utilitza la tècnica de la ”gota penjant”
http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/parte_07_1.html
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
3.6. VIRUS
Els virus són cristal·litzables
Stanley 1935 va cristal·litzar el virus del mosaic del tabac (MTV)
En 1955 es purifica i cristal·litza el primer virus humà, el de la poliomielitis.
Els virus poden sobreviuremolts anys en forma de cristalls
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
4. CRISTALLS I TECNOLOGIA
Medicaments. La majoria són molècules quirals. Cas de la Talidomida
http://www2.uah.es/edejesus/lecturas/curiosidades/cur005.htm
Termòmetres de front (cristalls líquids)
Implants
Pantalles de TV de LCD
Targetes de crèdit
Cosmètics
Pigments i pintures
Plaques solars
Superconductors....
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
BIBLIOGRAFIA
PÀGINES WEB:• http://ca.wikipedia.org/
• http://espiadellabo.com/2014/01/noticia-no3-cristales/
• http://www.ugr.es/~proyecto08173/qbiofisica/PRACTICAS%20DE%20LABORATORIO/Practica%20de%20cristalizacion%20de%20proteinas.pdf
• http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/parte_07_1.html
• http://lysozyme.co.uk/crystallization.php
• http://iesbinef.educa.aragon.es/departam/webinsti/otros/xtales/cristalizacion/09.pdf
• http://iesbinef.educa.aragon.es/departam/webinsti/otros/xtales/cristalizacion/09.pdf
• http://espiadellabo.com/2014/05/noticia-no10-la-cristalizacion-en-gel/
Xon Vilahur Godoy. Febrer 2014
Top Related