REACCIONES DE PRECIPITACIÓN

PRECIPITATION REACTIONS Miranda Silvera Mileinys, Montoya Ortega Lina

Pugliese Barbosa Katherine, Saavedra Castañeda Cristian

Universidad Del Atlántico 14-Noviembre del 2013

RESUMEN Describir la formación de precipitados (productos insolubles o poco solubles), como consecuencia de una reacción química entre iones libres, al mezclar dos disoluciones acuosas diferentes, cada una de las cuales aportará un ion a dicho precipitado, por lo general sales. Palabras Clave: Kps, precipitado, ion.

INTRODUCCIÓN:

La aparición de una fase sólida en el seno

de un líquido, bien por adición de un

reactivo que forme un producto insoluble

con alguno de los iones de la disolución, o

bien por concentración del mismo líquido

hasta sobrepasar la saturación, recibe el

nombre de precipitación. Al producto

sólido originado se le denomina

precipitado.

Las reacciones de precipitación por

interacción química de especies para

formar un producto poco soluble tienen

gran importancia en análisis químico,

utilizándose tanto para la identificación y

separación de iones en disolución

(finalidad cualitativa) como para la

determinación de iones por valoraciones

de precipitación o análisis gravimétrico

(finalidad cuantitativa).

En la precipitación intervienen los

equilibrios químicos heterogéneos que

tienen lugar entre una fase sólida y una

líquida. Para estudiar dichos equilibrios se

definen entre otros los conceptos de

solubilidad y producto de solubilidad.

Si consideramos un ión A- que puede

precipitar con el ión B+ para dar AB

precipitado. Si se añade progresivamente

el ión B+ a la disolución que contiene A-

comienza la precipitación cuando se

alcance el producto de solubilidad de ese

compuesto. No se puede hablar de un final

de precipitación porque la adición

continuada de B+ aumenta de forma

indefinida la cantidad del sólido AB. Podría

decirse que la precipitación no tiene final.

Sin embargo, puede considerarse como

final de la precipitación cuando la

concentración inicial de A- se ha reducido

considerablemente.[1]

Estas reacciones son muy prácticas y

permiten en muchos casos sintetizar un

determinado compuesto. Son típicas de los

compuestos iónicos. Los compuestos

iónicos, que comúnmente se les llama sales

debido a la participación de un metal, son

aquellos en los que no pueden identificarse

moléculas independientes, y cuya

estructura es la de una basta red de iones

"amarrados" por enlaces iónicos (en el

artículo Enlaces se dan detalles de lo que

decimos). Para una buena parte de las

sales, la disolución en agua rompe los

enlaces iónicos que conforman la red (lo

2

que se conoce como disociación), de forma

que en el medio acuoso los iones están en

forma libre (vea el artículo Soluciones) y

esta "libertad" les permite reaccionar con

otros iones presentes en el medio dando

lugar a nuevos compuestos.

En la reacción química efectuada, vista

desde el punto de vista iónico, puede darse

el caso que los compuestos originales

estaban disociados en iones al disolverse

(eran solubles), mientras que el producto

formado no lo hace y por tanto existe en

forma molecular precipitando como sólido.

Los métodos volumétricos basados en la

formación de precipitados escasamente

solubles se designan con el nombre de

volumetrías de precipitación. Los

requisitos que debe reunir una reacción

para ser utilizada en volumetría de

precipitación son los ya enunciados:

1- Rapidez: este requerimiento

generalmente no se cumple debido a que

son pocas las reacciones de precipitación

que presentan un período de inducción

breve. Y como en la vecindad del punto

final la concentración de los reactantes es

extremadamente baja, la velocidad de

reacción de precipitación puede ser

excesivamente lenta como para ser usada

en la práctica. Con el objeto de crear

condiciones favorables en estos aspectos

suelen utilizarse algunos de los siguientes

recursos: a) modificar la constante

dieléctrica del solvente por agregado de

alcohol u otro solvente, b) modificar la

temperatura, c) adicionar un exceso de

reactivo, que aunque reaccione con

lentitud, lo haga estequiométricamente y

llevar a cabo posteriormente una retro

valoración utilizando una reacción rápida.

2- Estequiometria y ausencia de

reacciones laterales: la estequiometria

debe ser perfectamente definida y

conocida. Otros factores negativos a tener

en cuenta son a) formación de soluciones

sólidas y b) coprecipitación en todas sus

formas. [2]

_________________________________________________ [1] Enrique Gutiérrez Ríos – Química – Editorial Reverté S.A - 1985 [2] F. Burriel Martí., F. Lucena Conde., S. Arribas Jimeno., J. Hernández Méndez - Química analítica cualitativa – Thomsom Editores Spain, Paraninfo S. A. – 18a edición – 2008.

METODOLOGÍA:

1. En un tubo de ensayo se vertieron 5

ml de cloruro de bario y gotas de

una disolución de carbonato de sodio

hasta que se observó la formación de

un precipitado claramente visible.

Seguidamente se añadió gota a gota una

disolución de ácido clorhídrico hasta que

se observó cambio.

(Img.1.0 precipitado de carbonato de Bario)

3

2. En un tubo de ensayo se vertieron 5

ml de nitrato de plomo y gotas de la

disolución de ioduro de sodio hasta que

se formó un precipitado claramente

visible.

(Img.1.1 precipitado de yoduro de plomo)

3. En un tubo de ensayo se vertieron

5ml de fosfato de potasio y gotas de

la disolución de cloruro de calcio hasta

que se formó un precipitado claramente

visible.

(Img.1.2 precipitado de fosfato de calcio)

4. En un tubo de ensayo se vertieron

5ml de nitrato de plata y gotas de la

disolución de cloruro de sodio hasta que

se formó un precipitado claramente

visible.

(Img.1.3 precipitado de cloruro de plata)

RESULTADOS Y DISCUSIONES:

El primer precipitado está conformado por

una sal poco soluble (Kps=2x10-9)

que se obtiene de la reacción mostrada en

la ecu.1:

(Ecu.1.0 formación del )

Pero en realidad esta no es la forma de las

especies en disolución, la mayoría de las

sales solubles son electrolitos fuertes, por

lo que se encuentran en forma ionizada en

disolución:

(Ecu.1.0a ecuación Iónica del )

[ ][ ]

(Ecu.1.0b Kps del )

El Kps permite definir las condiciones de

equilibrio en las disoluciones saturadas de

electrolitos fuertes poco solubles. Al

poseer un Kps tan bajo el en

soluciones permanece en su estado no

ionizado.

La solubilidad de este precipitado cuyo

anión se deriva de un ácido débil (H2CO3)

aumenta en presencia del ácido adicionado

(HCl), puesto que el ácido tiende a

combinarse con el anión y removerlo así de

la solución como se muestra en la siguiente

ecu.1.1:

(Ecu.1.0c descomposición de la sal )

4

2. El segundo precipitado está conformado

por el PbI2 con un Kps=8,3x10-9, que

resulta de la reacción mostrada en la

ecu.1.1

(Ecu.1.1 formación del )

Y su respectiva ecuación iónica ecu.1.1a:

(Ecu.1.1a ecuación iónica )

El Kps para el PbI2 está dado por la

ecuación:

[ ][ ] (Ecu.1.1b Kps del )

Este valor de Kps permite inferir que la sal

formada es muy poco soluble.

3. La siguiente reacción entre el cloruro de

calcio y el dihidrogenofosfato de sodio,

genera como producto con

un Kps= 4,8x10-9. Ecu.1.2

(Ecu.1.2 formación de )

Que se rige por la siguiente ecuación iónica

ecu.1.2a

(Ecu.1.2a ecuación iónica )

Para el Dihidrogenofosfato de calcio el Kps

está dado por la Ecu.1.2b

[ ][ ]

(Ecu.1.2b Kps del )

Que al igual que en los casos anteriores es

muy pequeño, lo que indica que dicha sal

también es muy poco soluble, lo que hace

evidente la razón por la que precipita.

4. Por último se hace reaccionar al nitrato

de plata con el cloruro de sodio para

formar la sal cloruro de plata

como se muestra en la ecu.1.3

(Ecu.1.3 Formación del )

Regida por la ecuación iónica ecu.1.3a:

(Ecu.1.3a Formación del )

[ ][ ] (Ecu.1.4a Kps del )

El es un compuesto poco soluble. En

disolución acuosa origina al menos

molecular e iones , por lo que se

cumplen dos equilibrios.

Que vienen regidos por sus respectivas

constantes de equilibrio.

5

PREGUNTAS 1. Escriba las ecuaciones que han tenido lugar en la experiencia.

Cloruro de bario + Carbonato de sodio

BaCl2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl

Carbonato de bario + ácido clorhídrico

BaCO3(s) + 2 HCl(ac) BaCl2(ac) + CO2(g)

+ H2O (l)

Nitrato de plomo + ioduro de sodio

Fosfato de sodio + cloruro de calcio

Nitrato de plata + cloruro de sodio

2. Qué diferencia hay entre ecuaciones

moleculares y ecuaciones iónicas.

Las ecuaciones químicas tienen como

función identificar los reactivos y los

productos, conocer la relación entre el

número de moléculas o iones con que cada

sustancia participa en la reacción. Existen

dos tipo de ecuaciones las iónicas y

moleculares; las ecuaciones moleculares

describen cada una de las sustancias

reaccionantes, como si en el medio acuoso

realmente existiesen dichas especies, es

decir, se escriben las fórmulas de reactivos

y productos, sin escribir los iones. En esta

ecuación de escribe el estado de cada

substancia (L), (AQ), (S) Y (G). Mientras

que las ecuaciones iónicas se escriben

todos los iones y luego se pone el sólido

como molécula y lo acuoso disociado (los

iones espectadores), es decir, describe

todo los electrolitos fuertes solubles como

iones.

3. Que son ionógenos poco solubles.

La constante del producto de solubilidad

para un ionogeno poco soluble establece el

criterio para la formación de un

precipitado, si el producto iónico es mayor

que el Kps se formara precipitado; por

tanto, lo ionogenos poco solubles se

presentan cuando el producto iónico es

mayor que el Kps.

4. Que es la constante del producto de solubilidad El producto de solubilidad o producto

iónico de un compuesto iónico es el

producto de las concentraciones molares

(de equilibrio) de los iones constituyentes,

cada una elevada a la potencia del

coeficiente estequiometrico en la ecuación

de equilibrio.

La constante del producto de solubilidad

de un compuesto depende de la

temperatura. El valor de Kps indica la

solubilidad de un compuesto iónico, es

decir, cuanto menor sea su valor menos

soluble será el compuesto.

5. Exprese la constante de solubilidad de los productos obtenidos en disolución acuosa.

BaCO3 [ ][

]

[ ][ ]

6

[ ][ ]

[ ][ ]

6. Investigue las constante de solubilidad de las sustancias obtenidas en la experiencia.

BaCO3

[ ][ ]

[ ][ ]

[ ][

]

[ ][ ]

CONCLUSIÓN

La sal ( ) que precipito al

mezclar Cloruro de bario y Carbonato de

sodio posee un Kps=2x10-9, el cual es

muy bajo y hace referencia a que la sal es

poco soluble. De igual manera ocurrió lo

mismo para la sal que precipito al

ocurrir la reacción de Nitrato de plomo

más ioduro de sodio con un kps de

, la sal que se obtuvo

de Fosfato de sodio más cloruro de calcio

que siguiere un Kps= 4,8x10-9 y el

precipitado de a partir de Nitrato de

plata más cloruro de sodio que estima un

kps de Teniendo en cuenta que

cuanto menor sea su valor del kps menos

soluble será el compuesto, se notó todas

estas sales tienes un kps bajo por ende

sales poco solubles, lo que indica que

permanece la sal en un estado no ionizado

en la solución.

Se pudo analizar el comportamiento de las

sales formadas en las reacciones de

precipitación y que estas presentaban una

concentración mínima de los iones

disueltos por tener pka bajos.

BIBLIOGRAFÍA:

- Enrique Gutiérrez Ríos – Química –

Editorial Reverté S.A – 1985- España.

- F. Burriel Martí., F. Lucena Conde., S.

Arribas Jimeno., J. Hernández Méndez -

Química analítica cualitativa – Thomsom

Editores Spain, Paraninfo S. A. – 18a

edición – 2008.