Para comenzar nuestra andadura, realizaremos cristales con ADP (Dihidrogeno fosfato de amonio), también denominado MAP (fosfato monoamónico). Además de sus aplicaciones tecnológicas por propiedades como la piezoelectricidad, el ADP es comúnmente usado como fertilizante, lo que lo convierte en un material asequible. Su principal propiedad para su uso en la creación de cristales es su elevada diferencia de solubilidad con la temperatura. Esto permite que, por enfriamiento lento, al alcanzarse la zona de sobresaturación, comience la formación de cristales de gran tamaño.
En el crecimiento cristalino se distinguen 2 fases fundamentales:
1) Nucleación: consiste en la formación de pequeños agregados denominados clusters o núcleos de cristalización. Si el enfriamiento es suficientemente lento se formarán pocos clusters.
2) Crecimiento. En esta etapa las partículas disueltas se unen a los clusters dando lugar al cristal. Cuanto menor sea el número de clusters mayor será el tamaño de los cristales.
Otro factor importante en la formación de cristales será el dopado cristalino que consiste en la introducción de pequeñas cantidades de alguna sustancia (impureza) que modifica la estructura del cristal.
En esta primera fase probaremos distintas sustancias donantes y veremos qué efecto tienen sobre la formación del cristal, tanto para enfriamientos lentos, usando los kits de cristalización, como para enfriamientos más rápidos.
Nuestro producto de partida será un ADP comercial de uso agrícola. Los pasos a seguir serán:
1) Pesaremos 300 g desde ADP y añadiremos la impureza, si procede.
2) Añadiremos 500 mL de agua.
3) Llevaremos la muestra a ebullición y la retiraremos del fuego.
4) Dejaremos enfriar hasta los 80ºC y lo verteremos en el vaso del kit o en uno sin aislamiento.
5) Dejaremos el recipiente en un lugar seguro donde no sea movido en los próximos 3 días.
6) Sacar el cristal con cuidad del vaso y reservar el líquido (aguas madres) en otro vaso. lavar el cristal con agua y dejar secar.
7) Pesar y documentar el cristal obtenido.
Este será el procedimiento general a la hora de realizar cristales de ADP. Tras probar con una serie de impurezas los resultados obtenidos fueron los siguientes:
a) Algunas impurezas como el FeCl3, Fe(NO3)3, FeSO4, papel de aluminio, ... han modificado sustancialmente la geometría del cristal. Cuanto mayor era la cantidad de impureza más evidente resultaba el cambio.
b) El aislamiento térmico también resulta determinante en la geometría del cristal. un enfriamiento lento, favorece la formación de pocos clusters o núcleos de cristalización, lo que da lugar a cristales más grandes, perfectos y, por ello, transparentes. Los cristales que han tenido un enfriamiento más rápido al no contar con aislamiento, han dado lugar a formación de un mayor número de núcleos de cristalización y por tanto un mayor número de cristales, más pequeños y opacos
en sus zonas centrales.
a) Algunas impurezas como el FeCl3, Fe(NO3)3, FeSO4, papel de aluminio, ... han modificado sustancialmente la geometría del cristal. Cuanto mayor era la cantidad de impureza más evidente resultaba el cambio.
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| A la izquierda ADP comercial puro y a la derecha ADP con 0´1 g de FeCl3. |
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| A la izquierda con 0´3 g y a la derecha con 0´5 g de FeCl3 |
b) El aislamiento térmico también resulta determinante en la geometría del cristal. un enfriamiento lento, favorece la formación de pocos clusters o núcleos de cristalización, lo que da lugar a cristales más grandes, perfectos y, por ello, transparentes. Los cristales que han tenido un enfriamiento más rápido al no contar con aislamiento, han dado lugar a formación de un mayor número de núcleos de cristalización y por tanto un mayor número de cristales, más pequeños y opacos
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| A la izquierda con aislamiento y a la derecha sin aislamiento (0´3g FeCl3) |
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| A la izquierda con aislamiento y a la derecha sin aislamiento (0´5g FeCl3) |
