Reação de Precipitação Precipitada e Exemplos

O apressado oprecipitação 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 chuva e neve, 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, este sólido acaba depositando-se no fundo do material de vidro.

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

Além disso, nem todos os íons são capazes de estabelecer este equilíbrio, ou o que é o mesmo, 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 ela não pode mais se dissolver mais sólida, por isso precipita. É por essa razão que a precipitação também é um sinal claro de que a solução está saturada.

Índice

• 1 Reação de precipitação
  • 1.1 Formação Precipitada
• 2 Produto de solubilidade
• 3 exemplos
• 4 referências

Reação de precipitação

Considerando uma solução com íons A dissolvidos e a outra com íons B, ao misturar a equação química da reação prediz:

Um⁺(ac) + B^-(ac) <=> AB (s)

No entanto, é "quase" impossível que A e B estejam sozinhos inicialmente, necessitando necessariamente de 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:

CA (ac) + DB (ac) <=> AB (s) + CC (ac)

A espécie A⁺ desloca espécies D⁺ para formar o sólido AB; por sua vez, espécie C^- mudar para B^- para formar o DC solúvel sólido.

Ou seja, ocorrem deslocamentos duplos (reação de metátese). Então, a reação de precipitação é uma reação de deslocamento de íons duplos.

Para o exemplo da imagem acima, o copo contém cristais dourados de iodeto de chumbo (II) (PbI).₂), produto da reação conhecida "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 = eu^-.

Formação Precipitada

As paredes do copo mostram água condensada devido ao calor intenso. Para que finalidade a água é aquecida? Para retardar o processo de formação de cristais de PbI₂ e acentuar o efeito do banho de ouro.

Quando encontro dois ânions eu^-, o pb cátion²⁺ 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; Esse 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 causar coágulos, e esses coágulos com outros, para finalmente originar o precipitado.

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

Por outro lado, o crescimento máximo de um núcleo é refletido em um cristal brilhante. Para garantir este cristal, a solução deve ser ligeiramente supersaturada, o que é conseguido aumentando a temperatura antes da precipitação.

Assim, à medida que 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 a aparência dos cristais de PbI₂.

Produto de solubilidade

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

PbI₂(s) <=> Pb²⁺(ac) + 2I^-(ac)

A constante desse equilíbrio é chamada de constante de solubilidade do produto, 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 composto dos íons expressos na equação; no entanto, não considera o sólido nesses cálculos.

Concentrações de íons Pb²⁺ e os íons que eu^- são iguais à solubilidade do PbI₂. Ou seja, determinando a solubilidade de um deles, pode-se calcular o do outro e a constante K_ps.

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

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

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

No entanto, no caso do KNO₃ não há tal equilíbrio, então ele não tem K_ps. Na verdade, é um sal altamente solúvel em água.

Exemplos

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

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

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

BaCl₂(ac) + K₂SO₄(ac) => BaSO₄(s) + 2KCl (ac)

Um precipitado branco de sulfato de bário é formado.

2CUS₄(ac) + 2NaOH (ac) => Cu₂(OH)₂SO₄(s) + Na₂SO₄(ac)

O precipitado azulado do sulfato dibásico de cobre (II) é formado.

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

O precipitado laranja do cromato de prata é formado.

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

O precipitado branco de carbonato de cálcio, também conhecido como calcário, é formado.

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

Finalmente, o precipitado laranja de hidróxido de ferro (III) é formado. Desta forma, as reações de precipitação produzem qualquer composto.

Referências

1. Dia, R. e Underwood, A. Química Analítica Quantitativa (quinta ed.) PEARSON Prentice Hall, p. 97-103.
2. Der Kreole. (6 de março de 2011). Chuva de ouro. [Figura] Retirado em 18 de abril de 2018, de: commons.wikimedia.org
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4. Princípio de Le Châtelier: Reações de Precipitação. Retirado em 18 de abril de 2018, de: digipac.ca
5. Prof. Botch. Reações Químicas I: equações iônicas líquidas. Retirado em 18 de abril de 2018, de: lecturedemos.chem.umass.edu
6. Luisbrudna. (8 de outubro de 2012). Cloreto de prata (AgCl). [Figura] Retirado em 18 de abril de 2018, de: commons.wikimedia.org
7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química (8a ed.). CENGAGE Learning, p 150, 153, 776-786.