Le soluzioni possono subire una reazione chimica per produrre un solido insolubile. Il solido è chiamato precipitato, apparendo come sedimento sul fondo della soluzione o come sospensione nella soluzione. Le soluzioni che precipitano possono produrre risultati colorati, facendo diventare opache le soluzioni chiare e facendo cambiare colore ai liquidi. La precipitazione viene utilizzata per identificare alcuni dei componenti chimici delle soluzioni, per produrre metalli preziosi dalle soluzioni e per rimuovere i contaminanti dai liquidi. Alcuni dei più importanti processi industriali e chimici si basano sulle precipitazioni.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Quando una reazione chimica in una soluzione produce un materiale insolubile, il materiale lascia il soluzione come precipitato, cadendo sul fondo della soluzione o formando una sospensione nel in soluzione. Le reazioni di precipitazione vengono utilizzate per verificare la presenza di sostanze chimiche in una soluzione e per rimuovere i materiali dalle soluzioni.
Esempi di reazioni precipitanti
Alcune reazioni di precipitazione sono tra le più interessanti degli esperimenti chimici. Ad esempio, quando una soluzione limpida e incolore di nitrato d'argento viene versata in una soluzione limpida e incolore di cloruro di sodio, si forma un precipitato bianco di cloruro d'argento. L'idrossido di sodio aggiunto al solfato di rame produce un precipitato di idrossido di rame blu. Il nitrato ferrico aggiunto all'idrossido di sodio provoca un precipitato di idrossido di ferro bruno-rossastro e l'aggiunta di cromato di potassio all'acetato di piombo dà un precipitato giallo di cromato di piombo.
I colori distintivi dei precipitati rendono le reazioni dei precipitati utili per determinare la presenza di materiali specifici nelle soluzioni. Tali reazioni sono uno strumento chiave per analizzare le soluzioni per determinarne la composizione chimica. L'analista aggiunge una sostanza chimica nota alla soluzione da testare. Se dalla soluzione precipita un colore specifico di polvere o cristallo, l'analista sa che è presente il metallo o la sostanza chimica corrispondente.
Reazioni di precipitazione nell'industria
L'industria utilizza le reazioni di precipitazione per rimuovere metalli o composti metallici dalle soluzioni. L'obiettivo è pulire le acque reflue contaminate da ioni metallici o recuperare metalli per un'eventuale vendita. Le reazioni tipicamente prendono di mira metalli come:
- rame
- argento
- oro
- cadmio
- zinco
- condurre
Il processo industriale introduce una nuova sostanza chimica nella soluzione e gli ioni metallici reagiscono con essa per formare un sale che precipita. Filtrazione, centrifughe o vasche di decantazione separano il precipitato dall'acqua e ulteriormente la lavorazione prepara il precipitato metallico per lo smaltimento in sicurezza o per l'estrazione del prezioso metalli.
Regole di solubilità
Che si tratti di dimostrazioni, analisi chimiche o scopi industriali, la capacità di prevedere se si formerà un precipitato quando una sostanza chimica viene introdotta in una soluzione acquosa è fondamentale. Le regole di solubilità sono guide per determinare se il sale prodotto da una reazione è solubile. Precipiteranno solo i sali insolubili.
Fosfati (PO4), carbonati (CO3) e cromati (Cr04) sono generalmente insolubili. Fluoruri (F2) e i solfuri (S) sono per lo più insolubili. La maggior parte dei sali di idrossido (OH) e degli ossidi (O) sono insolubili o solo leggermente solubili. I sali degli elementi della prima colonna della tavola periodica, come sodio, potassio e litio, sono tutti solubili. Sebbene ci siano eccezioni e potrebbe essere necessario provare reazioni chimiche specifiche per vedere se appare un precipitato, queste linee guida possono essere utilizzate per la direzione generale. Il loro utilizzo fornisce un punto di partenza per determinare il tipo di reazione che produrrà un precipitato.