Precipitado: reação de precipitação e exemplos - Ciência - 2023

Contente

• Reação de precipitação
• Formação do precipitado
• Produto de solubilidade
• Exemplos
• Referências

o precipitado ouprecipitação química É um processo que consiste na formação de um sólido insolúvel a partir da mistura de duas soluções homogêneas. Ao contrário da precipitação de chuvas e neves, neste tipo de precipitação “chove sólido” da superfície do líquido.

Em duas soluções homogêneas, os íons são dissolvidos em água. Quando estes interagem com outros íons (no momento da mistura), suas interações eletrostáticas permitem o crescimento de um cristal ou de um sólido gelatinoso. Devido ao efeito da gravidade, esse sólido acaba se depositando no fundo do material de vidro.

A precipitação é governada por um equilíbrio iônico, que depende de muitas variáveis: desde a concentração e natureza das espécies intervenientes até a temperatura da água e o tempo de contato permitido do sólido com a água.

Além disso, nem todos os íons são capazes de estabelecer esse equilíbrio, ou seja, nem todos podem saturar a solução em concentrações muito baixas. Por exemplo, para precipitar o NaCl, é necessário evaporar a água ou adicionar mais sal.

Uma solução saturada significa que não pode dissolver mais nenhum sólido, por isso precipita. É por isso que a precipitação também é um sinal claro de que a solução está saturada.

Reação de precipitação

Considerando uma solução com íons A dissolvidos e a outra com íons B, quando misturada a equação química da reação prevê:

PARA⁺(ac) + B^–(ac) <=> AB (s)

No entanto, é "quase" impossível para A e B estarem sozinhos inicialmente, necessariamente precisando ser acompanhados por outros íons com cargas opostas.

Neste caso, A⁺ forma um composto solúvel com a espécie C^–, e B^– faz o mesmo com a espécie D⁺. Assim, a equação química agora adiciona as novas espécies:

AC (ac) + DB (ac) <=> AB (s) + DC (ac)

Espécie A⁺ desloca a espécie D⁺ para formar AB sólido; por sua vez, espécie C^– turno B^– para formar o sólido solúvel DC.

Ou seja, ocorrem deslocamentos duplos (reação de metátese). Portanto, a reação de precipitação é uma reação de deslocamento de íon duplo.

Para o exemplo da imagem acima, o copo contém cristais de ouro de iodeto de chumbo (II) (PbI₂), produto da reação conhecida como "chuva de ouro":

Pb (NÃO₃)₂(ac) + 2KI (aq) => PbI₂(s) + 2KNO₃(aq)

De acordo com a equação anterior, A = Pb²⁺, C^–= NÃO₃^–, D = K⁺ e B = I^–.

Formação do precipitado

As paredes do copo mostram água condensada com o calor intenso. Com que finalidade a água é aquecida? Para desacelerar o processo de formação de cristais de PbI₂ e acentuar o efeito da chuva dourada.

Ao encontrar dois ânions eu^–, o cátion Pb²⁺ forma um minúsculo núcleo de três íons, o que não é suficiente para construir um cristal. Da mesma forma, em outras regiões da solução outros íons também se reúnem para formar núcleos; Este processo é conhecido como nucleação.

Esses núcleos atraem outros íons e, assim, crescem para formar partículas coloidais, responsáveis ​​pela turvação amarela da solução.

Da mesma forma, essas partículas interagem com outras para originar coágulos, e esses coágulos com outras, para finalmente originar o precipitado.

No entanto, quando isso ocorre, o precipitado é gelatinoso, com sugestões brilhantes de alguns cristais "vagando" pela solução. Isso ocorre porque a taxa de nucleação é maior do que o crescimento dos núcleos.

Por outro lado, o crescimento máximo de um núcleo se reflete em um cristal brilhante. Para garantir esse cristal, a solução deve estar ligeiramente supersaturada, o que se consegue com o aumento da temperatura antes da precipitação.

Assim, conforme a solução esfria, os núcleos têm tempo suficiente para crescer. Além disso, como a concentração dos sais não é muito alta, a temperatura controla o processo de nucleação. Consequentemente, ambas as variáveis ​​beneficiam o aparecimento de cristais de PbI.₂.

Produto de solubilidade

O PbI₂ estabelece um equilíbrio entre isso e os íons em solução:

PbI₂(s) <=> Pb²⁺(ac) + 2I^–(ac)

A constante desse equilíbrio é chamada de constante do produto de solubilidade, K_ps. O termo "produto" refere-se à multiplicação das concentrações dos íons que compõem o sólido:

K_ps= [Pb²⁺] [EU^–]²

Aqui, o sólido é formado pelos íons expressos na equação; entretanto, ele não considera o sólido nesses cálculos.

Concentrações de íons Pb²⁺ e íons^– são iguais à solubilidade do PbI₂. Ou seja, ao determinar a solubilidade de um deles, a do outro e a constante K pode ser calculada_ps.

Quais são os valores de K_ps para compostos pouco solúveis em água? É uma medida do grau de insolubilidade do composto a uma determinada temperatura (25ºC). Assim, quanto menor um K_ps, mais insolúvel ele é.

Portanto, ao comparar este valor com os de outros compostos, pode-se prever qual par (por exemplo, AB e DC) precipitará primeiro. No caso do hipotético composto DC, é K_ps pode ser tão alto que requer maiores concentrações de D para precipitar⁺ ou de C^– em solução.

Esta é a chave para o que é conhecido como precipitação fracionária. Além disso, conhecendo o K_ps Para um sal insolúvel, a quantidade mínima pode ser calculada para precipitá-lo em um litro de água.

No entanto, no caso de KNO₃ não existe tal equilíbrio, então falta K_ps. Na verdade, é um sal altamente solúvel em água.

Exemplos

As reações de precipitação são um dos processos que enriquecem o mundo das reações químicas. Alguns exemplos adicionais (além da chuva dourada) são:

AgNO₃(aq) + NaCl (aq) => AgCl (s) + NaNO₃(ac)

A imagem superior ilustra a formação do precipitado de cloreto de prata branco. Em geral, a maioria dos compostos de prata tem cores brancas.

BaCl₂(ac) + K₂SW₄(ac) => BaSO₄(s) + 2KCl (aq)

Forma-se um precipitado branco de sulfato de bário.

2 CURSO₄(aq) + 2 NaOH (aq) => Cu₂(OH)₂SW₄(s) + Na₂SW₄(ac)

O precipitado azulado de sulfato de cobre dibásico (II) se forma.

2AgNO₃(ac) + K₂CrO₄(ac) => Ag₂CrO₄(s) + 2KNO₃(ac)

O precipitado laranja de formas de cromato de prata.

CaCl₂(ac) + Na₂CO₃(ac) => CaCO₃(s) + 2NaCl (aq)

O precipitado branco de carbonato de cálcio, também conhecido como calcário, se forma.

Fé (NÃO₃)₃(aq) + 3NaOH (aq) => Fe (OH)₃(s) + 3NaNO₃(ac)

Finalmente, forma-se o precipitado laranja de hidróxido de ferro (III). Dessa forma, as reações de precipitação produzem qualquer composto.

Referências

1. Day, R., & Underwood, A. Química Analítica Quantitativa (quinta edição). PEARSON Prentice Hall, páginas 97-103.
2. Der Kreole. (6 de março de 2011). Chuva de ouro. [Figura]. Obtido em 18 de abril de 2018, em: commons.wikimedia.org
3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (9 de abril de 2017). Definição da reação de precipitação. Obtido em 18 de abril de 2018, em: Thoughtco.com
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5. Prof. Botch. Reações químicas I: Equações iônicas líquidas. Obtido em 18 de abril de 2018, em: lecturedemos.chem.umass.edu
6. Luisbrudna. (8 de outubro de 2012). Cloreto de prata (AgCl). [Figura]. Obtido em 18 de abril de 2018, em: commons.wikimedia.org
7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning, p 150, 153, 776-786.