O precipitado ou precipitação 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 ela não pode mais dissolver nenhum sólido e, por isso, precipita. É por isso que a precipitação também é um sinal claro de que a solução está saturada..
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Considerando uma solução com íons A dissolvidos e a outra com íons B, quando misturados, a equação química da reação prevê:
PARA+(ac) + B-(ac) <=> Abdômen)
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- muda para 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) (PbIdois), produto da reação conhecida como "chuva de ouro":
Pb (NÃO3)dois(ac) + 2KI (aq) => PbIdois(s) + 2KNO3(aq)
De acordo com a equação anterior, A = Pbdois+, C-= NÃO3-, D = K+ e B = I-.
As paredes do copo mostram água condensada do intenso calor. Com que finalidade a água é aquecida? Para desacelerar o processo de formação de cristais de PbIdois e acentuar o efeito da chuva dourada.
Ao encontrar dois ânions eu-, o cátion Pbdois+ ele 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 levemente supersaturada, o que se consegue com o aumento da 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 o aparecimento de cristais de PbI.dois.
O PbIdois estabelece um equilíbrio entre isso e os íons em solução:
PbIdois(s) <=> Pbdois+(ac) + 2I-(ac)
A constante desse equilíbrio é chamada de constante do produto de solubilidade, Kps. O termo "produto" refere-se à multiplicação das concentrações dos íons que compõem o sólido:
Kps= [Pbdois+] [EU-]dois
Aqui, o sólido é composto dos íons expressos na equação; no entanto, isso não considera o sólido nesses cálculos.
As concentrações dos íons Pbdois+ e íons- são iguais à solubilidade do PbIdois. Ou seja, ao determinar a solubilidade de um deles, a do outro e a constante K pode ser calculadaps.
Quais são os valores de Kps para compostos pouco solúveis em água? É uma medida do grau de insolubilidade do composto a uma determinada temperatura (25ºC). Assim, quanto menor um Kps, quanto mais insolúvel é.
Portanto, comparando 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 Kps 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 Kps para um sal insolúvel, a quantidade mínima pode ser calculada para precipitá-lo em um litro de água.
No entanto, no caso do KNO3 não existe tal equilíbrio, então falta Kps. Na verdade, é um sal altamente solúvel em água..
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.
BaCldois(ac) + KdoisSW4(ac) => BaSO4(s) + 2KCl (aq)
Um precipitado branco de sulfato de bário se forma.
2 CURSO4(aq) + 2 NaOH (aq) => Cudois(OH)doisSW4(s) + NadoisSW4(ac)
O precipitado azulado de formas de sulfato de cobre dibásico (II).
2AgNO3(ac) + KdoisCrO4(ac) => AgdoisCrO4(s) + 2KNO3(ac)
O precipitado laranja de formas de cromato de prata.
CaCldois(ac) + NadoisCO3(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). Assim, as reações de precipitação produzem qualquer composto.
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