REACCIONES DE PRESIPITACION

LABORATORIO No. 10

REACCIONES DE PRECIPITACIÓN

OBJETIVO

Estudiar las reacciones de precipitación y los procesos de filtración

Observar el proceso de formación de una reacción de precipitación

Efectuar diferentes tipos de reacciones químicas para la formación de precipitados.

Clasificar a los precipitados obtenidos

FUNDAMENTO TEÓRICO

REACCIONES DE PRECIPITACION

Las reacciones de precipitación, consisten en la formación de un compuesto no soluble, llamado precipitado, producido al mezclar dos disoluciones diferentes, cada una de las cuales aportará un ion a dicho precipitado, es decir, una reacción de precipitación tiene lugar cuando uno o más reactivos, combinándose llegan a generar un producto insoluble.

PRECIPITADO

Un precipitado es el sólido que se produce en una disolución por efecto de difusión o de una reacción química o bioquímica. A este proceso se le llama precipitación. Dicha reacción puede ocurrir cuando una sustancia insoluble se forma en la disolución debido a una reacción química o a que la disolución ha sido sobresaturada por algún compuesto, esto es, que no acepta más soluto y que al no poder ser disuelto, dicho soluto forma el precipitado.

En la mayoría de los casos, el precipitado (el sólido formado) cae al fondo de la disolución, aunque esto depende de la densidad del precipitado: si el precipitado es más denso que el resto de la disolución, cae. Si es menos denso, flota, y si tiene una densidad similar, se queda en suspensión.

El efecto de la precipitación es muy útil en muchas aplicaciones, tanto industriales como científicas, en las que una reacción química produce sólidos que después puedan ser recogidos por diversos métodos, como la filtración, la decantación o por un proceso de centrifugado.

En síntesis, la precipitación es la sustancia sólida visible que se forma al combinar varias sustancias.

PROPIEDADES DE LOS PRECIPITADOS Y DE LOS REACTIVOS PRECIPITANTES

Lo ideal sería que un agente precipitante gravimétrico reaccionara de modo específico o, al menos, de forma selectiva con el analito. Los reactivos específicos, que reaccionan sólo con una especie química, son poco comunes. Los reactivos selectivos son más frecuentes y reaccionan sólo con un número limitado de especies. Además de ser específico y selectivo, el reactivo precipitante ideal debería reaccionar con el analito para formar un producto que:

Se pueda filtrar y lavar fácilmente para quedar libres de contaminantes;

Tenga una solubilidad lo suficientemente baja para que no haya pérdidas importantes durante la filtración y el lavado;

No reaccione con los componentes atmosféricos,

Tenga una composición conocida después de secarlo o, si fuera necesario, de calcinarlo.

Hay muy pocos reactivos, si los hay, que producen precipitados que reúnan todas estas propiedades deseables.

TAMAÑO DE PARTÍCULAS

En los métodos gravimétricos se prefieren, por lo general, los precipitados formados por partículas grandes ya que son más fáciles de filtrar y de lavar para eliminar impurezas. Además, este tipo de precipitados suelen ser más puros que los precipitados formados por partículas finas.

precipitados cristalinos, d > 0,1 µm. Ejemplo: BaSO4

precipitados caseosos, 0,1 µm > d > 0,01 µm. Ejemplo: Ag Cl

precipitados gelatinosos, d < 0,01 µm.. Ejemplo: Fe2O3.nH2O

Factores que determinan el tamaño de partícula

El tamaño de las partículas de los sólidos formados por precipitación es muy variable. En un extremo se encuentran las suspensiones coloidales, cuyas finas partículas son invisibles a simple vista (entre 10-7 y 10-4 cm de diámetro). Las partículas coloidales no muestran tendencia a sedimentar, ni se filtran con facilidad. En el otro extremo se encuentran las partículas que tienen dimensiones del orden de décimas de milímetro o mayores. La dispersión temporal de tales partículas en la fase líquida se denomina suspensión cristalina. Las partículas de una suspensión cristalina tiende a sedimentar de forma espontánea y se filtran con facilidad.

Mecanismo de formación de precipitados

El efecto de la sobresaturación relativa sobre el tamaño de partícula se puede explicar suponiendo que los precipitados se forman por medio de dos procesos distintos: por nucleación y por crecimiento de partícula. El tamaño de partícula de un precipitado recién formado viene determinado por el mecanismo predominante.

La nucleación es un proceso en el cual se agrupa una cantidad mínima de átomos, iones o moléculas para formar un sólido estable. El proceso de precipitación posterior consiste en una competencia entre nuevos procesos de nucleación y el crecimiento de los núcleos ya existentes (crecimiento de partícula). Si predomina la nucleación, el resultado es un precipitado que contiene muchas partículas pequeñas: si domina el crecimiento de partícula, se produce menor número de partículas pequeñas, pero de mayor tamaño.

Control experimental del tamaño de partícula

Entre las variables experimentales que reducen la sobresaturación y favorecen la formación de precipitados cristalinos se incluye una elevada temperatura para aumentar la solubilidad del precipitado, la dilución de las disoluciones (para reducir Q) y la adición lenta del reactivo precipitante junto con una buena agitación. Con las dos últimas medidas también se reduce la concentración del soluto en un momento determinado. También se pueden obtener partículas más grandes mediante el control del pH si la solubilidad del precipitado depende de este.

En general, los precipitados que tienen muy baja solubilidad, como muchos sulfuros e hidróxidos, se forman como coloides.

PRECIPITADOS COLOIDALES

Las partículas coloidales individuales son tan pequeñas que no pueden ser retenidas en filtros comunes. Por otra parte, el movimiento browniano evita que se sedimentes por influencia de la gravedad. Sin embargo, es posible coagular o aglomerar las partículas de la mayoría de los coloides para obtener una masa amorfa, fácil de filtrar, y que sí sedimente.

Coagulación de coloides

La coagulación se puede lograr por medio del calentamiento, la agitación y la adición de un electrolito al medio. Para entender la efectividad de estas medidas es necesario analizar por qué los coloides son estables

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