Reacciones De Precipitacion

REACCIONES DE PRECIPITACIÓN

CONCEPTO DE SOLUBILlDAD

La solubilidad de un soluto en un disolvente es la concentración que presenta la disolución saturada. Disolución saturada es aquella que está en equilibrio con el soluto sin disolver.

Si la cantidad de soluto disuelto es inferior a su solubilidad, la disolución es insaturada. Si se prepara una disolución que contenga una cantidad de soluto superior a su solubilidad, la disolución es sobresaturada (inestable). Estrictamente, no hay ninguna sustancia totalmente insoluble cualquiera que sea el disolvente.

Se puede decir que un sustancia en un determinado disolvente es:

- soluble, si su solubilidad es 0,1 M o superior

- poco soluble, si su solubilidad se sitúa entre 0,1 y 0,001 M

- insoluble, si su solubilidad es menor que 0,001 M.

FACTORES QUE DETERMINAN LA SOLUBILlDAD

1.- La temperatura

La mayoría de las disoluciones de sustancias sólidas son procesos endotérmicos y con aumento de entropía.

Cuando se disuelve un compuesto iónico se ha de romper el retículo cristalino, por lo que tendrá que absorber la energía que mantiene unidos a estos iones (energía reticular). Estos iones se rodean de moléculas de disolvente (este proceso se denomina solvatación y si el disolvente es agua, hidratación), desprendiendo energía que, casi nunca, compensa a la absorbida anteriormente. Con ello H > O

Como se destruye la estructura ordenada del sólido, aumenta el desorden. Con ello S > O.

De acuerdo con la ecuación G = H - T .S y con el principio de Le Chatelier, la solubilidad de la mayoría de las sustancias sólidas se verá favorecida al aumentar la temperatura.

2.- Momento dipolar

Las fuerzas de atracción entre el soluto y el disolvente son mayores cuanto más parecidos sean sus momentos dipolares.

Los disolventes apolares, como la gasolina o el benceno, no disuelven a las sustancias iónicas o muy polares. Sin embargo, estas sustancias sí se disolverán en disolventes polares, como el agua, ácido acético, amoníaco,

3.- Constante dieléctrica del disolvente

Si la constante dieléctrica es alta, las fuerzas entre los iones del soluto serán más débiles, favoreciendo su separación y, por lo tanto, su solubilidad

4.- Tamaño de los iones y densidad de carga

Si el tamaño entre los iones positivos y negativos es muy diferente, los iones mayores estarán más próximos entre sí, lo cual desestabilizará la red cristalina y favorecerá la disolución.

La densidad de carga representa el valor de la carga de un ión dividido entre su volumen. Cuanto mayor sea, más intensas serán las atracciones eléctricas y más difícil la disolución.

PRODUCTO DE SOLUBILlDAD

Por muy insoluble que sea una sal iónica, al añadirla al agua siempre hay una cantidad que acaba disolviéndose.

Asi en general, para una sal:

AmBn (aq)  m An+ (aq) + n Bm- (aq)

En éste equilibrio, la cantidad del primer miembro permanece practicamente constante por lo que se define una nueva constante, llamada Producto de solubilidad Ks:

Ks = [An+]m . [Bm-]n

RELACION ENTRE LA SOLUBILIDAD Y EL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

AmBn (s)  m An+ (aq) + n Bm- (aq)

Llamando S a la solubilidad molar (mol/l) de la sal que se disuelve, tenemos:

Ks = (m.S )m . (n.S)n despejando S se obtiene:

EFECTO DEL ION COMUN

La solubilidad de una sal disminuirá si se añade a la disolución otra sal que contenga iones comunes a los de la primera.

Ejemplo:

Ag2CrO4 (s)  2Ag+ (aq) + CrO42- (aq)

Si a la sal le añadimos nitrato de plata, estamos introduciendo iones Ag+ ( AgNO3  Ag+ + NO3- )

Y el equilibrio anterior, debido a un exceso de ión común Ag+ , se desplaza hacia la izquierda provocando un aumento de la sal Ag2CrO4 y por lo tanto también un aumento de su solubilidad

Y produciendo la precipitación de parte de ella

PRECIPITACIÓN

La precipitación consiste en la aparición de una fase sólido (precipitado) en el seno de una disolución, al mezclarse dos disoluciones, cada una de las cuales contiene uno de los iones de una sal insoluble:

NaCl MgCl2 BaCl2

AgCl  Mg(OH)2  BaSO4 

AgNO3 NaOH K2SO4

H2S NaI

FeS  PbI2 

Fe(NO3)2 Pb(NO3)2

Para que una sustancia precipite es necesario que el producto de las concentraciones de sus iones elevadas a sus correspondientes coeficientes estequiométricos (producto iónico) sea mayor que Ks

Si [An+]m . [Bm-]n > Ks habrá precipitación

Ejemplo 1.

El producto de solubilidad del hidróxido de magnesio es 3,4.10-11 . Calcular:

a) Su solubilidad en agua

b) Su solubilidad en una disolución de hidróxido de sodio de pH= 11

Solución Mg (OH)2 ↔ Mg2+ + 2 (OH)-

Llamando “ S” a la solubilidad resulta [Mg2+] = S [OH-] = 2.S y así el Producto de Solubilidad es:

Kps = [Mg2+] . [OH-]  S. (2S)2 = 3,4.10-11 

Sin embargo su solubilidad en hidróxido sódico NaOH  Na+ + OH- pOH= 14 – 11 = 3 [OH] = 10-3 mol/l

Y llamando S` ahora a la solubilidad en dicha sustancia resulta:

[Mg+] = S´ [OH-] = (2 S` + 10-3) = 10-3 ( al ser 2S`muy pequeño frente a 10-3 )

Así será:

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