Introdução à Química

Termos

• caçãoUm ião com carga positiva, em oposição a um ânion.
• anionUm ião com carga negativa, em oposição a um catião.
• precipitadoUm sólido que sai da fase líquida de uma solução.
• precipitadoSair de uma solução líquida em forma sólida.
• ião espectadorUm ião que existe como um reagente e um produto numa reacção química.
• insolúvelO que não pode ser dissolvido.

h2>Reacções de precipitação

Por vezes iões em solução reagem entre si para formar uma nova substância que precipita; esta reacção é chamada reacção de precipitação. Um precipitado formar-se-á se qualquer combinação de cátions e ânions puder tornar-se um sólido.

Regras de Precipitação

Nota que os compostos solúveis se dissolverão na água e os compostos insolúveis não.

A lista seguinte resume as combinações que formarão precipitados em solução:

• Nitratos (NO3-): Todos são solúveis.
• Potássio (K+), sódio (Na+), e sais de amónio (NH4+): Todos são solúveis.

li>Cloretos (Cl-), brometos (Br-), e iodetos (I-): Todos são solúveis excepto prata (Ag+), chumbo (II) (Pb2+), e sais de mercúrio (II) (Hg2+).

• Sulfatos (SO42-): Todos são solúveis excepto chumbo (II) (Pb2+), bário (Ba2+), e cálcio (Ca2+).
• Carbonatos (CO32-): Todos são insolúveis excepto os de potássio (K+), sódio (Na+), e amónio (NH4+).
• Compostos com flúor: Todos são solúveis excepto magnésio (Mg2+), cálcio (Ca2+), estrôncio (Sr2+), bário (Ba2+), e chumbo (II) (Pb2+).
• Percloratos (ClO4-) e acetatos (C2H3O2-): Todos são solúveis.

li>Hidróxidos metálicos (OH-) e óxidos (O2-): A maioria é insolúvel.

• Saltos de fosfatos (PO43-), oxalatos (C2O42-), cromatos (CrO42-), e sulfuretos (S2-): Geralmente insolúvel.

Exemplo de Reacção de Precipitação

Imagine que tem dois tubos de ensaio e três soluções: solução de cloreto de cobre (II) (CuCl2), solução de carbonato de sódio (Na2CO3), e solução de sulfato de sódio (Na2SO4). Coloca-se 5 mL de cloreto de cobre (II) nos tubos 1 e 2. Adiciona-se 5 mL de carbonato de sódio no tubo 1. Forma-se um precipitado, que se parece com manchas de pó azul claro. Adiciona-se cuidadosamente a solução de sulfato de sódio no tubo 2. Não se formam formas precipitadas. A solução permanece azul-claro. O que aconteceu?

Para a reacção 1, tem os seguintes iões na sua solução: Cu2+, Cl-, Na+, e CO32-. O produto que se forma pode ser insolúvel, caso em que se formará um precipitado, ou solúvel, caso em que a solução será clara. Vejamos como os iões neste exemplo poderiam ter-se combinado entre si:

Cu^{2+} + CO_3\ ^{2-} \rightarrow CuCO_3

Cu^{2+} + 2Cl^- \rightarrow CuCl_2

Na^+ + Cl^- \rightarrow NaCl

2Na^+ + CO_3\ ^{2-} \rightarrow Na_2CO_3

É possível excluir automaticamente as reacções em que carbonato de sódio e cloreto de cobre (II) são os produtos porque estes foram os reagentes iniciais. A equação química equilibrada é:

{2Na^+} + {Cu^{2+}}}} +{CO_3\ ^{2-}} + {Cl^-}} \righttarrow {CuCO_3} + {2Na^+} + {2Cl^-}

Sabe que o cloreto de sódio (NaCl) é solúvel em água, pelo que o produto restante (carbonato de cobre) deve ser o que é insolúvel. De acordo com as regras de precipitação, os únicos carbonatos solúveis (CO32-) são potássio (K+), sódio (Na+), e amónio (NH4+). Portanto, Na2CO3 permanecerá em solução, mas CuCO3 precipitará para fora.

Nota como os iões sódio e cloreto permanecem inalterados durante a reacção. São chamados iões espectadores. Podem ser removidos da equação produzindo a reacção de precipitação global:

Cu^{2+} + CO_3\ ^{2-} \rightarrow CuCO_3

Reacção 2 tem Cu2+, Cl-, Na+, e SO42- em solução. As combinações possíveis dos iões são as seguintes:

Cu^{2+} + SO_4\ ^{2-} \rightarrow CuSO_4

Na^+ + Cl^- \rightarrow NaCl

Cu^2+ 2Cl^- \rightarrow CuCl_2

2Na^+ + SO_4\ ^{2-} \rightarrow Na_2SO_4

Once novamente, as reacções onde sulfato de sódio e cloreto de cobre (II) são os produtos podem ser excluídas, uma vez que foram os reagentes iniciais. A equação química equilibrada é:

{2Na^+} + {SO_4\ ^{2-}} + {Cu^{2+}} + {2Cl^ -}} \righttarrow {2Na^+} + {SO_4} ^{2-}} + {Cu^{2+}} + {2Cl^-}

Se determinarmos quais destes sais são solúveis e quais são insolúveis de acordo com as regras, vemos que a maioria dos cloretos e a maioria dos sulfatos são solúveis. É por isso que não há formas precipitadas nesta segunda reacção. Mesmo quando os iões recombinam, separam-se imediatamente e voltam à solução.

Aplicação de reacções de precipitação

Reacções de precipitação são frequentemente utilizadas para isolar um determinado ião da solução. O processo permite a remoção selectiva de iões através de propriedades de solubilidade. A propriedade é utilizada para separar iões num método chamado precipitação fraccionada.