Precipitado
Para conocer y comprender los factores que intervienen en la formación
de un precipitado, necesitamos primero entender
qué es un 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 mas
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 mas 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.
TIPOS DE
PRECIPITADOS
Cristalinos: partículas discretas de forma regular con
superficies lisas y brillantes, se asemejan a la sal o
a la azúcar seca. Son los precipitados mas
deseables por que son faciles de sedimentar, filtrar y lavar.
Granulares: partículas pequeñas de forma irregular y
superficie lisa; se filtran y se lavan
facilmentepero sus partículas tienden a ser porosas, se asemejan
a los sedimentos de café.
Finamente divididos: partículas muy pequeñas, son casi
invisibles a simple vista, tienen la apariencia de harina, no son deseables por
que se pasan al filtrarles.
Gelatinosos: forman una masa pegajosa de apariencia similar a la
mermelada o a la gelatina, forman masas amorfas. No son deseables por lo
difícil de filtrar y atrapa impurezas de difícil
eliminación al lavarlos.
PASOS PARA LA PRECIPITACIÓN
La precipitación química es un proceso
de tres pasos que consiste en: coagulación, floculación y
sedimentación.
-Coagulación
En esta etapa las fuerzas entre las partículas de los contaminantes se
reducen o eliminan mediante la adición de productos químicos, lo
que permite la interacción de partículas mediante el movimiento
molecular y la agitación física. La mezcla rapida permite
la dispersión en el agua residual del producto químico
utilizado en el tratamiento y promueve el choque de partículas, lo que
hace que las partículas se agrupen para formar otras de mayor
tamaño, es decir, la coagulación. Los productos químicos
añadidos para promover dicha agregación se denominan coagulantes
y tienen dos propósitos basicos: El primero es desestabilizar las
partículas, lo que permite la interacción, y el segundo es
promover la agrupación de partículas reforzando así la
floculación.
-Floculación
Se produce después de un período de mezcla rapida ya que
es necesario disminuir la velocidad de la mezcla para que se formen
flóculos mas grandes. (Si la velocidad de mezcla es alta, los flóculos continúan siendo destruidos
por excesivocontacto físico).
-Sedimentación
Debido al tamaño de las partículas sigue siendo necesario algo de
mezcla para que exista contacto entre las masas de sólidos y promover
así la formación de flóculos que se sedimentaran
rapidamente. Durante la precipitación, los sólidos se
separan del líquido normalmente por sedimentación, lo que debe
resultar en dos capas claramente visibles: una sólida y una
líquida, que pueden separarse facilmente .La precipitación
química se realiza la mayor parte de las veces utilizando
hidróxido de sodio, compuestos de sulfato (alumbre o sulfato
férrico) o sulfuros (sulfuro de sodio o sulfuro de hierro). La
adición de estos compuestos a aguas residuales
portadoras de metales forma hidróxidos de metal o sulfuros de metal
respectivamente, y la solubilidad en el agua de éstos es limitada. Esta
técnica se utiliza para remover la mayoría de los metales de las
aguas residuales, y algunas especies aniónicas como sulfato y
fluoruro. Los compuestos organicos en las aguas residuales pueden formar
complejos de metal y reducir la eficacia de este tipo
de tratamiento, en cuyo caso probablemente se necesite realizar estudios a
nivel laboratorio o de proyecto piloto para determinar los métodos de
tratamiento apropiados para romper el complejo y hacer que se precipite el
metal. Frecuentemente este problema puede resolverse utilizando mejores
técnicas de separación de residuos
FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA FORMACIÓN DE PRECIPITADOS
Existen diversos factores que intervienen en la formación de un
precipitado, entre ellos se encuentran
La Solubilidad
“La solubilidad es la medida o magnitud que indicala cantidad
maxima de soluto que puede disolverse en una cantidad determinada de
solvente y a una temperatura dada”.
Las unidades de expresión para la solubilidad son
variadas, en general se expresa en g/l (gramos/litros).
Ejemplo: La solubilidad de la sal común (cloruro de sodio) es de 360 g/l
en agua a 20ºC.
Este valor indica que en un litro de agua (1000 cc) a
20ºC, la cantidad maxima de cloruro de sodio que se puede disolver
es 360 gramos.
Pueden presentarse dos situaciones en particular para la solubilidad
• Si dos solutos son solubles en un mismo solvente, dependiendo de las
cantidades (pequeñas) pueden disolverse ambos sin ninguna dificultad,
pero en general la sustancia de mayor solubilidad desplaza de la
solución a la de menor solubilidad, ejemplo: al agregar azúcar o
sal a una bebida, inmediatamente se produce el escape del gas disuelto en ella.
• Si un soluto es soluble en dos solventes
inmiscibles (no se mezclan) entre sí, el soluto se disuelve en ambos
solventes distribuyéndose proporcionalmente de acuerdo a sus
solubilidades en ambos solventes.
Tipos de soluciones con respecto a la solubilidad.
Solución Insaturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto
disuelto es inferior a la que indica su solubilidad” esta solución
se reconoce experimentalmente agregandole una pequeña cantidad de
soluto y esta se disolvera.
Solución Saturada: “Es aquella en que la cantidad de soluto disuelto
es igual a la que indica su solubilidad”. Este tipo de
solución se reconoce experimentalmente agregandole una
pequeña cantidad de soluto y no se disolvera.
Solución Sobresaturada: “Es aquella en quela cantidad de soluto
disuelto es mayor a la que indica su solubilidad”. Este tipo de
solución se reconoce experimentalmente por su gran
“inestabilidad” ya que al agitarla o al agregar un
pequeño cristal de soluto (cristal de siembra o semilla de cristal) se
provoca la cristalización del
exceso de soluto disuelto.
Factores que condicionan o modifican la solubilidad.
Solubles: si su solubilidad es 0 M o >.
Poco Solubles: si su solubilidad se sitúa entre 0,1 M y 0,001 M
Insolubles: si su solubilidad no llega a 0,001 M
Como se ha comprobado mediante experiencias cotidianas, hay sustancias muy
solubles en agua (azúcar), otras muy poco solubles y otras
practicamente insolubles (aceite), por lo tanto la solubilidad no posee
siempre valor fijo o constante sino que depende de ciertos factores que haran
de la solubilidad un valor que puede ser aumentado o disminuido según
sea el factor modificante y éstos son los siguientes:
•La Temperatura:
Este factor solo modifica la solubilidad de solutos sólidos y gaseosos,
los líquidos no sufren ninguna alteración en su solubilidad, solo
hasta que sean miscibles entre sí (que se mezclen).
En el caso de los sólidos:
en general un aumento de la temperatura
provocara un aumento de la solubilidad aunque existen casos donde la
solubilidad sufre una pequeña variación e incluso casos donde al
aumentar la temperatura la solubilidad disminuye.
En el caso de los gases:
un aumento de la temperatura produce siempre una
disminución de la solubilidad y vise-versa. Si se coloca en un recipiente una pequeña cantidad de bebida gaseosa,
al ser calentada, se observa inmediatamenteuna efervescencia derivada del escape de gas
(dióxido de carbono) de la solución. Si se calienta agua, esta
pierde el aire disuelto en ella.
• La Presión
Este factor no produce alteración alguna en las solubilidades de
sólidos y líquidos.
La presión modifica considerablemente la solubilidad de un gas y actúa de la siguiente forma: “Un
aumento de la presión producira siempre un aumento de la
solubilidad del
gas y vise-versa, siempre que la temperatura permanezca constante” (la
temperatura también modifica la solubilidad de un gas. Esta
mitificación se conoce con términos matematicos como
“ley de Henry” que dice: “La solubilidad de un gas es
directamente proporcional a la presión del gas sobre la superficie del
líquido a temperatura constante
• Efecto salino
Es el efecto que produce agregar determinada concentración de un ion que
no es común con uno de los iones de la sal cuando ambos se encuentran en
la misma solución, dando por resultado el aumento de la solubilidad.
•Ph
Si el pH se hace mas acido: menor [OH-]: el equilibrio se desplaza a la
derecha: mayor solubilidad.
La solubilidad de las sales que contienen aniones basicos aumenta
conforme el pH disminuye.
•Efecto del ion común
Se conoce como efecto de ion común al desplazamiento de un equilibrio
iónico cuando cambia la concentración de uno de los iones que
estan implicados en dicho equilibrio, debido a la presencia en la
disolución de una sal que se encuentra disuelta en él.
Algunas veces sucede que en una misma disolución hay presentes dos tipos
de sustancias, que se encuentran disociadas en
sus respectivos iones, procediendo uno deéstos a su vez de la
disociación de las dos sustancias.
Por ejemplo, en el caso de la disolución acuosa de sulfato de sodio,
Na2SO4, con sulfato de calcio, CaSO4, se encuentra presente como ion
común, el ion sulfato, procedente de la disociación de las dos
sales de la disolución, como se muestra a continuación:
Na2SO4 (aq) → 2 Na^+ (aq) + SO4^2- (aq) (ion sulfato)
CaSO4 (aq) ↔ Ca^2+ (aq) + SO4^2- (aq)
Los sistemas en equilibrio se ven afectados por la presencia de un ion
común, a través de un mecanismo que se conoce con el nombre de
efecto del ion común.
Si ponemos como ejemplo, una disolución que se encuentra saturada de una
sal que es poco soluble, como puede ser el cloruro de plata AgCl, tiene lugar
un equilibrio del siguiente tipo:
AgCl (s) ↔ Ag^+ (aq) + Cl^- (aq);
de donde la Ks ( constante de producto de solubilidad) es = [Ag^+][Cl^-]
La solubilidad del cloruro de plata, en este caso, disminuye al añadir a
la disolución, que se encuentra saturada, una disolución de iones
plata, por efecto del ion común. En consecuencia,
aumentara la cantidad de precipitado de cloruro de plata.
Si añadimos otra disolución, en éste caso de una sal poco
soluble, como pueda ser el nitrato de plata, AgNO3, dicha sal también
proporcionara un ion común, en éste caso el ion Ag^+, de
la siguiente manera:
AgNO3 ( aq) → Ag^+ (aq) + NO3^- (aq)
Debido al aumento de la concentración del ion plata, el equilibrio del
AgCl se ve desplazado hacia la izquierda, disminuyendo por lo tanto la
solubilidad de dicha sal, a la vez que se ve producida la precipitación
de una parte de ella.
Resumiendo, podemos decir que, con lapresencia del ion
común de plata, la solubilidad del AgCl, es menor que si estuviese en
agua pura. El producto resultante de la solubilidad se mantiene constante, pues
al aumentar la concentración del
ión plata, disminuye la concentración del ion Cl^-, en igual cantidad.
Así se puede decir que, la adición de un ión común
a un equilibrio de solubilidad de un compuesto, consiste en la
disminución de la solubilidad y de la precipitación de dicho ion.
VOLUMETRÍA DE PRECIPITACIÓN
Es similar a la Valoración acido – base, los
calculos de equilibrio se basan en el kps ,
como producto de la reacción se forma una sal poco soluble que precipita
cuando se llega
al punto de equivalencia, donde la concentración de la sustancia buscada
en la solución es mínima; en ese momento el indicador reacciona
con el analito, detectandose de esta
manera el punto final de la valoración.
X - + Ag ------> XAg
Analito agente ppte precipitado
Detección del Punto Final
El punto final se manifiesta por una propiedad fisicoquímica del indicador que se da
cuando la concentración de la sustancia buscada en la solución es
mínima (despreciable) ˜10-6M indicando que se ha llegado al punto
de equivalencia. Los indicadores pueden ser
- Qué precipitan en el punto de equivalencia. ( CrO4=)
- Que forman complejo en el punto de equivalencia. ( Fe3+)
- Por adsorción a la superficie del ppdo. (
Fluoresceína).
Son agentes químicos que participan en un
equilibrio competitivo con el analito ó agente valorante que reaccionan
en lasproximidades del
punto de equivalencia, haciendo
perceptible el punto final de la valoración.
CONCLUSIÓN
El presente trabajo de investigación, tuvo como objetivo el conocer y comprender los
factores que intervienen en la formación de un precipitado, para lo cual
resultó de suma importancia el hablar primeramente, del significado de un precipitado, en lo que
respecta a la materia de analisis químico cuantitativo
volumétrico. Así como también se habló
acerca de los tipos de precipitado, y de los pasos a seguir para su
formación.
Se logró identificar y comprender los factores que pueden favorecer o
perjudicar la formación de un precipitado, lo
cual es de suma importancia, para poder posteriormente poder aplicar dichos
conocimientos a la practica, manipulando así los factores para
lograr obtener los precipitados deseados.
INDICE
Precipitado-------- ----- ------ -------- ----- ------ ----- ----- -----------1
Tipos de
precipitado-------- ----- ------ -------- ----- ------ ---------1
Pasos para la precipitación-------- ----- ------ -------- ----- ------ 2
Factores que intervienen en la formación del
precipitado----- ----- -----------------3
Solubilidad-------- ----- ------ -------- ----- ------ ----- ----- -------3
Volumetría de precipitación-------- ----- ------ ----- ----- --------- ----- ----6
Conclusión-------- ----- ------ -------- ----- ------ ----- ----- ----------7
Bibliografía-------- ----- ------ -------- ----- ------ ----- ----- ----------8
