Precipitação é a criação de um sólido a partir de uma solução. Inicialmente, a reação ocorre em estado líquido, após o que uma certa substância é formada, chamada de "precipitado". O componente químico que causa sua formação tem um termo tão científico como "precipitador". Sem gravidade suficiente (decantação) para juntar as partículas duras, o sedimento permanece em suspensão.
Após a decantação, principalmente quando se utiliza uma centrífuga compacta, a decantação pode ser chamada de "grânulo". Pode ser usado como meio. O líquido que permanece acima do sólido sem precipitação é chamado de "sobrenadante". A precipitação são pós obtidos a partir de rochas residuais. Eles também foram historicamente conhecidos como "flores". Quando o sólido aparece na forma de fibras de celulose tratadas quimicamente, esse processo é frequentemente chamado de regeneração.
Solubilidade do elemento
Às vezes a formação de um precipitado indica a ocorrência de uma reação química. Se uma precipitação de soluções de nitrato de prata é derramada em um líquido de cloreto de sódio, então ocorre a reflexão química com a formação de um precipitado branco do metal precioso. Quando o iodeto de potássio líquido reage com nitrato de chumbo(II), forma-se um precipitado amarelo de iodeto de chumbo(II).
A precipitação pode ocorrer se a concentração de um composto exceder sua solubilidade (por exemplo, ao misturar componentes diferentes ou alterar sua temperatura). A precipitação completa só pode ocorrer rapidamente a partir de uma solução supersaturada.
Em sólidos, um processo ocorre quando a concentração de um produto está acima do limite de solubilidade em outro corpo hospedeiro. Por exemplo, devido ao resfriamento rápido ou implantação de íons, a temperatura é alta o suficiente para que a difusão possa levar à separação de substâncias e à formação de um precipitado. A deposição total em estado sólido é comumente usada para a síntese de nanoaglomerados.
Sobresaturação de fluido
Um passo importante no processo de precipitação é o início da nucleação. A criação de uma partícula sólida hipotética envolve a formação de uma interface, que obviamente requer alguma energia baseada no movimento relativo da superfície tanto do sólido quanto da solução. Se uma estrutura de nucleação adequada não estiver disponível, ocorrerá supersaturação.
Um exemplo de precipitação: cobre de um fio que é deslocado pela prata em uma solução de nitrato metálico, na qual é mergulhado. É claro que, após esses experimentos, o material sólido precipita. As reações de precipitação podem ser usadas para produzir pigmentos. E também para removersais da água durante o seu processamento e na análise inorgânica qualitativa clássica. É assim que o cobre é depositado.
Cristais de porfirina
A precipitação também é útil durante o isolamento dos produtos da reação quando ocorre o processamento. Idealmente, essas substâncias são insolúveis no componente da reação.
Assim, o sólido precipita à medida que se forma, de preferência criando cristais puros. Um exemplo disso é a síntese de porfirinas em ácido propiônico em ebulição. Quando a mistura de reação é resfriada à temperatura ambiente, os cristais deste componente caem no fundo do recipiente.
A precipitação também pode ocorrer quando um anti-solvente é adicionado, o que reduz drasticamente o teor absoluto de água do produto desejado. O sólido pode então ser facilmente separado por filtração, decantação ou centrifugação. Um exemplo é a síntese de cloreto de cromo tetrafenilporfirina: água é adicionada à solução de reação de DMF e o produto precipita. A precipitação também é útil na purificação de todos os componentes: o bdim-cl bruto é completamente decomposto em acetonitrila e descartado em acetato de etila, onde precipita. Outra aplicação importante do antissolvente é a precipitação com etanol do DNA.
Na metalurgia, a precipitação de solução sólida também é uma maneira útil de endurecer ligas. Este processo de decaimento é conhecido como endurecimento do componente sólido.
Representação usando equações químicas
Exemplo de reação de precipitação: nitrato de prata aquoso (AgNO 3)adicionado a uma solução contendo cloreto de potássio (KCl), observa-se a decomposição de um sólido branco, mas já prata (AgCl).
Ele, por sua vez, formou um componente de aço, que é observado como um precipitado.
Esta reação de precipitação pode ser escrita com ênfase nas moléculas dissociadas na solução combinada. Isso é chamado de equação iônica.
A última maneira de criar tal reação é conhecida como ligação pura.
Precipitação de cores diferentes
Manchas verdes e marrom-avermelhadas em uma amostra de núcleo de calcário correspondem a sólidos de óxidos e hidróxidos de Fe 2+ e Fe 3+.
Muitos compostos contendo íons metálicos produzem precipitados com cores distintas. Abaixo estão as tonalidades típicas para várias deposições de metal. No entanto, muitos desses compostos podem produzir cores muito diferentes das listadas.
Outras associações geralmente formam precipitados brancos.
Análise de ânions e cátions
A precipitação é útil para detectar o tipo de cátion no sal. Para fazer isso, o álcali reage primeiro com um componente desconhecido para formar um sólido. Esta é a precipitação do hidróxido de um determinado sal. Para identificar o cátion, observe a cor do precipitado e sua solubilidade em excesso. Processos semelhantes são frequentemente usados em sequência - por exemplo, uma mistura de nitrato de bário reage com íons sulfato para formar um precipitado sólido de sulfato de bário, indicando a probabilidade de que as segundas substâncias estejam presentes em abundância.
Processo de digestão
O envelhecimento de um precipitado ocorre quando um componente recém-formado permanece na solução da qual ele precipita, geralmente a uma temperatura mais alta. Isso resulta em depósitos de partículas mais limpos e grossos. O processo físico-químico subjacente à digestão é chamado de maturação de Ostwald. Aqui está um exemplo de precipitação de proteínas.
Esta reação ocorre quando cátions e ânions em uma solução hidrófita se combinam para formar um sólido heteropolar insolúvel chamado precipitado. Se tal reação ocorre ou não, pode ser determinado aplicando os princípios do teor de água aos sólidos moleculares gerais. Como nem todas as reações aquosas formam precipitados, é necessário familiarizar-se com as regras de solubilidade antes de determinar o estado dos produtos e escrever a equação iônica geral. Ser capaz de prever essas reações permite que os cientistas determinem quais íons estão presentes em uma solução. Também ajuda as plantas industriais a formar produtos químicos extraindo componentes dessas reações.
Propriedades de várias precipitações
São sólidos de reação iônica insolúveis formados quando certos cátions e ânions se combinam em solução aquosa. Os determinantes da formação de lodo podem variar. Algumas reações são dependentes da temperatura, como as soluções usadas para tampões, enquanto outras estão relacionadas apenas à concentração da solução. Os sólidos formados nas reações de precipitação são componentes cristalinos epode ficar suspenso em todo o líquido ou cair no fundo da solução. A água restante é chamada de sobrenadante. Os dois elementos de consistência (precipitado e sobrenadante) podem ser separados por diferentes métodos, como filtração, ultracentrifugação ou decantação.
Interação de precipitação e dupla reposição
Aplicar as leis da solubilidade requer entender como os íons reagem. A maioria das interações de precipitação são um processo de deslocamento simples ou duplo. A primeira opção ocorre quando dois reagentes iônicos se dissociam e se ligam ao ânion ou cátion correspondente de outra substância. As moléculas substituem umas às outras com base em suas cargas como cátion ou ânion. Isso pode ser visto como "troca de parceiros". Ou seja, cada um dos dois reagentes "perde" seu companheiro e forma uma ligação com o outro, por exemplo, ocorre precipitação química com sulfeto de hidrogênio.
A reação de dupla substituição é especificamente classificada como processo de solidificação quando a equação química em questão ocorre em solução aquosa e um dos produtos resultantes é insolúvel. Um exemplo de tal processo é mostrado abaixo.
Ambos os reagentes são aquosos e um produto é sólido. Como todos os componentes são iônicos e líquidos, eles se dissociam e, portanto, podem se dissolver completamente um no outro. No entanto, existem seis princípios de aguamento que são usados para prever quais moléculas são insolúveis quando depositadas em água. Esses íons formam um precipitado sólido em um totalmisturas.
Regras de solubilidade, taxa de liquidação
A reação de precipitação é ditada pela regra do teor de água das substâncias? Na verdade, todas essas leis e conjecturas fornecem diretrizes que informam quais íons formam sólidos e quais permanecem em sua forma molecular original em solução aquosa. As regras devem ser seguidas de cima para baixo. Isso significa que se algo é indecidível (ou decidível) por causa do primeiro postulado, ele tem precedência sobre as seguintes indicações de número mais alto.
Brometos, cloretos e iodetos são solúveis.
Sais contendo precipitação de prata, chumbo e mercúrio não podem ser misturados completamente.
Se as regras dizem que uma molécula é solúvel, então ela permanece na forma de água. Mas se o componente é imiscível de acordo com as leis e postulados descritos acima, forma um sólido com um objeto ou líquido de outro reagente. Se for demonstrado que todos os íons em qualquer reação são solúveis, então o processo de precipitação não ocorre.
Equações iônicas puras
Para entender a definição deste conceito, é necessário lembrar a lei da reação de dupla substituição, que foi dada acima. Como essa mistura em particular é um método de precipitação, os estados da matéria podem ser atribuídos a cada par de variáveis.
O primeiro passo para escrever uma equação iônica pura é separar os reagentes e produtos solúveis (aquosos) em seus respectivoscátions e ânions. Os precipitados não se dissolvem na água, portanto, nenhum sólido deve se separar. A regra resultante se parece com isso.
Na equação acima, os íons A+ e D - estão presentes em ambos os lados da fórmula. Eles também são chamados de moléculas espectadoras porque permanecem os mesmos durante toda a reação. Porque são eles que passam pela equação in alterados. Ou seja, eles podem ser excluídos para mostrar a fórmula de uma molécula sem falhas.
A equação iônica pura mostra apenas a reação de precipitação. E a fórmula molecular da rede deve necessariamente ser equilibrada em ambos os lados, não apenas do ponto de vista dos átomos dos elementos, mas também se os considerarmos do lado da carga elétrica. As reações de precipitação são geralmente representadas exclusivamente por equações iônicas. Se todos os produtos são aquosos, a fórmula molecular pura não pode ser escrita. E isso acontece porque todos os íons são excluídos como produtos do espectador. Portanto, nenhuma reação de precipitação ocorre naturalmente.
Aplicações e exemplos
As reações de precipitação são úteis para determinar se o elemento certo está presente em uma solução. Se um precipitado se formar, por exemplo, quando um produto químico reage com chumbo, a presença deste componente em fontes de água pode ser verificada adicionando o produto químico e monitorando a formação do precipitado. Além disso, a reflexão de sedimentação pode ser usada para extrair elementos como o magnésio deagua. As reações de precipitação ocorrem mesmo em humanos entre anticorpos e antígenos. No entanto, o ambiente em que isso ocorre ainda está sendo estudado por cientistas de todo o mundo.
Primeiro exemplo
É necessário completar a reação de dupla substituição, e então reduzi-la a uma equação de íons puros.
Primeiro, é necessário prever os produtos finais desta reação usando o conhecimento do processo de dupla substituição. Para fazer isso, lembre-se de que cátions e ânions "trocam de parceiro".
Segundo, vale a pena separar os reagentes em suas formas iônicas completas, pois existem em solução aquosa. E não se esqueça de equilibrar a carga elétrica e o número total de átomos.
Finalmente, você precisa incluir todos os íons espectadores (as mesmas moléculas que ocorrem em ambos os lados da fórmula que não mudaram). Neste caso, trata-se de substâncias como sódio e cloro. A equação iônica final fica assim.
Também é necessário completar a reação de dupla substituição, e então, novamente, certifique-se de reduzi-la à equação do íon puro.
Resolução geral de problemas
Os produtos previstos desta reação são CoSO4 e NCL a partir das regras de solubilidade, COSO4 se decompõe completamente porque o ponto 4 afirma que os sulfatos (SO2–4) não se depositam na água. Da mesma forma, deve-se descobrir que o componente NCL é decidível com base nos postulados 1 e 3 (somente a primeira passagem pode ser citada como prova). Após o balanceamento, a equação resultante tem a seguinte forma.
Para o próximo passo, vale a pena separar todos os componentes em suas formas iônicas, pois eles existirão em solução aquosa. E também para equilibrar a carga e os átomos. Em seguida, cancele todos os íons espectadores (aqueles que aparecem como componentes em ambos os lados da equação).
Sem reação de precipitação
Este exemplo em particular é importante porque todos os reagentes e produtos são aquosos, o que significa que eles são excluídos da equação iônica pura. Não há precipitado sólido. Portanto, nenhuma reação de precipitação ocorre.
É necessário escrever a equação iônica global para reações de deslocamento potencialmente duplo. Certifique-se de incluir o estado da matéria na solução, isso ajudará a alcançar o equilíbrio na fórmula geral.
Soluções
1. Independentemente do estado físico, os produtos desta reação são Fe(OH)3 e NO3. As regras de solubilidade prevêem que o NO3 se decompõe completamente em um líquido, porque todos os nitratos o fazem (isso prova o segundo ponto). No entanto, Fe(OH)3 é insolúvel porque a precipitação de íons hidróxido sempre tem esta forma (como evidência, o sexto postulado pode ser dado) e Fe não é um dos cátions, o que leva à exclusão do componente. Após a dissociação, a equação fica assim:
2. Como resultado da reação de dupla substituição, os produtos são Al, CL3 e Ba, SO4, AlCL3 é solúvel porque contém cloreto (regra 3). No entanto, B a S O4 não se decompõe em um líquido, pois o componente contém sulfato. Mas o íon B 2 + também o torna insolúvel, porque éum dos cátions que causa uma exceção à quarta regra.
Esta é a aparência da equação final após o balanceamento. E quando os íons espectadores são removidos, a seguinte fórmula de rede é obtida.
3. A partir da reação de dupla substituição, os produtos HNO3 e ZnI2 são formados. De acordo com as regras, o HNO3 se decompõe porque contém nitrato (segundo postulado). E o Zn I2 também é solúvel porque os iodetos são os mesmos (ponto 3). Isso significa que ambos os produtos são aquosos (ou seja, eles se dissociam em qualquer líquido) e, portanto, nenhuma reação de precipitação ocorre.
4. Os produtos desta reflexão de dupla substituição são C a3(PO4)2 e N CL. A regra 1 afirma que N CL é solúvel e, de acordo com o sexto postulado, C a3(PO4)2 não se decompõe.
É assim que a equação iônica ficará quando a reação estiver completa. E após eliminar a precipitação, esta fórmula é obtida.
5. O primeiro produto desta reação, PbSO4, é solúvel de acordo com a quarta regra porque é sulfato. O segundo produto KNO3 também se decompõe em líquido porque contém nitrato (segundo postulado). Portanto, nenhuma reação de precipitação ocorre.
Processo químico
Esta ação de separar um sólido durante a precipitação de soluções ocorre convertendo o componente em uma forma não desintegrante, ou alterando a composição do líquido para quereduzir a qualidade do item nele. A diferença entre precipitação e cristalização reside principalmente em se a ênfase está no processo pelo qual a solubilidade é reduzida, ou pelo qual a estrutura do sólido se torna organizada.
Em alguns casos, a precipitação seletiva pode ser usada para remover o ruído da mistura. Um reagente químico é adicionado à solução e reage seletivamente com interferência para formar um precipitado. Ele pode então ser fisicamente separado da mistura.
Precipitados são frequentemente usados para remover íons metálicos de soluções aquosas: íons de prata presentes em um componente salino líquido, como o nitrato de prata, que é precipitado pela adição de moléculas de cloro, desde que, por exemplo, seja usado sódio. Os íons do primeiro componente e do segundo se combinam para formar cloreto de prata, um composto insolúvel em água. Da mesma forma, as moléculas de bário são convertidas quando o cálcio é precipitado por oxalato. Esquemas foram desenvolvidos para a análise de misturas de íons metálicos pela aplicação sequencial de reagentes que precipitam substâncias específicas ou seus grupos associados.
Em muitos casos, pode-se escolher qualquer condição sob a qual a substância se precipite em uma forma muito pura e facilmente separável. Isolar tais precipitados e determinar sua massa são métodos precisos de precipitação, encontrando a quantidade de vários compostos.
Ao tentar separar um sólido de uma solução contendo vários componentes, os constituintes indesejados são frequentemente incorporados aos cristais, reduzindo suapureza e degrada a precisão da análise. Tal contaminação pode ser reduzida operando com soluções diluídas e adicionando lentamente o agente precipitante. Uma técnica eficiente é chamada de precipitação homogênea, na qual ela é sintetizada em solução ao invés de adicionada mecanicamente. Em casos difíceis, pode ser necessário isolar o precipitado contaminado, redissolvê-lo e precipitar também. A maioria das substâncias interferentes é removida no componente original, e a segunda tentativa é realizada na sua ausência.
Além disso, o nome da reação é dado pelo componente sólido, que é formado como resultado da reação de precipitação.
Para afetar a quebra de substâncias em um composto, é necessário um precipitado para formar um composto insolúvel, criado pela interação de dois sais ou pela mudança de temperatura.
Esta precipitação de íons pode indicar que ocorreu uma reação química, mas também pode acontecer se a concentração do soluto exceder sua fração de decaimento total. Uma ação precede um evento chamado nucleação. Quando pequenas partículas insolúveis se agregam ou formam uma interface superior com uma superfície como uma parede de recipiente ou um cristal de semente.
Principais descobertas: Precipitação em Química
Nesta ciência, este componente é tanto um verbo quanto um substantivo. A precipitação é a formação de algum composto insolúvel, seja pela redução da desintegração completa da combinação, seja pela interação de dois componentes do sal.
O sólido atuafunção importante. Uma vez que é formado como resultado da reação de precipitação e é chamado de precipitado. O sólido é usado para purificar, remover ou extrair sais. E também para a fabricação de pigmentos e identificação de substâncias em análises qualitativas.
Precipitação versus precipitação, estrutura conceitual
A terminologia pode ser um pouco confusa. Veja como funciona: A formação de um sólido a partir de uma solução é chamada de precipitado. E o componente químico que desperta a decomposição dura no estado líquido é chamado de precipitante. Se o tamanho de partícula do composto insolúvel for muito pequeno, ou se a gravidade não for suficiente para puxar o componente cristalino para o fundo do recipiente, o precipitado pode ser distribuído uniformemente por todo o líquido, formando uma pasta. A sedimentação refere-se a qualquer procedimento que separe o sedimento da porção aquosa de uma solução, que é chamada de sobrenadante. Um método de sedimentação comum é a centrifugação. Uma vez que o precipitado é removido, o pó resultante pode ser chamado de "flor".
Outro exemplo de formação de títulos
Misturar nitrato de prata e cloreto de sódio em água fará com que o cloreto de prata precipite da solução como um sólido. Ou seja, neste exemplo, o precipitado é o colesterol.
Ao escrever uma reação química, a presença de precipitação pode ser indicada pela seguinte fórmula científica com uma seta para baixo.
Usando precipitação
Esses componentes podem ser usados para identificar um cátion ou ânion em um sal como parte de uma análise qualitativa. Os metais de transição são conhecidos por formar várias cores de precipitados, dependendo de sua identidade elementar e estado de oxidação. As reações de precipitação são usadas principalmente para remover sais da água. E também para a seleção de produtos e para a preparação de pigmentos. Sob condições controladas, a reação de precipitação produz cristais de precipitado puros. Na metalurgia, são usados para endurecer ligas.
Como recuperar sedimentos
Existem vários métodos de precipitação usados para extrair o sólido:
- Filtragem. Nesta ação, a solução contendo o precipitado é despejada no filtro. Idealmente, o sólido permanece no papel enquanto o líquido passa por ele. O recipiente pode ser lavado e despejado sobre o filtro para ajudar na recuperação. Sempre há alguma perda, seja por dissolução em líquido, passando pelo papel, ou por adesão ao material condutor.
- Centrifugação: Esta ação gira a solução rapidamente. Para que a técnica funcione, o precipitado sólido deve ser mais denso que o líquido. O componente densificado pode ser obtido derramando toda a água. Normalmente as perdas são menores do que com a filtragem. A centrifugação funciona bem com amostras pequenas.
- Decantação: esta ação derrama a camada líquida ou suga-a do sedimento. Em alguns casos, solvente adicional é adicionado para separar a água do sólido. Decant pode ser usado com todo o componente após centrifugação.
Envelhecimento por precipitação
Um processo chamado digestão ocorre quandoo sólido fresco permanece em sua solução. Normalmente, a temperatura de todo o líquido aumenta. A digestão improvisada pode produzir partículas maiores com alta pureza. O processo que leva a este resultado é conhecido como "maturação de Ostwald".
