Le soluzioni possono subire una reazione chimica per produrre un solido insolubile. Il solido è chiamato precipitato, che appare come sedimento sul fondo della soluzione o come sospensione nella soluzione. Le soluzioni precipitanti possono produrre risultati colorati, rendendo le soluzioni chiare opache e facendo cambiare i colori ai liquidi. La precipitazione viene utilizzata per identificare alcuni 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 letto)
Quando una reazione chimica in una soluzione produce un materiale insolubile, la il materiale lascia la soluzione sotto forma di precipitato, cadendo sul fondo della soluzione o formando una sospensione nella soluzione. Le reazioni precipitanti sono utilizzate per verificare la presenza di sostanze chimiche in una soluzione e per rimuovere i materiali dalle soluzioni.
Esempi di reazioni precipitanti
Alcune reazioni precipitanti sono tra le esperienze chimiche più interessanti. 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 risulta in 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 precipitate utili per determinare la presenza di materiali specifici in soluzioni. Tali reazioni sono uno strumento chiave per analizzare le soluzioni per determinare la loro composizione chimica. L'analista aggiunge una sostanza chimica nota alla soluzione da testare. Se un determinato colore di polvere o di cristallo precipita fuori dalla soluzione, l'analista sa che il metallo o la sostanza chimica corrispondente è presente.
Reazioni di precipitazione nell'industria
L'industria usa le reazioni di precipitazione per rimuovere metalli o composti metallici da soluzioni. L'obiettivo è quello di pulire le acque reflue contaminate da ioni metallici o recuperare i metalli per l'eventuale vendita. Le reazioni tipicamente colpiscono metalli come rame, argento, oro, cadmio, zinco e piombo. Il processo industriale introduce una nuova sostanza chimica nella soluzione e gli ioni metallici reagiscono con esso per formare un sale che precipita fuori. Filtrazione, centrifughe o bacini di decantazione separano il precipitato dall'acqua e l'ulteriore lavorazione prepara il precipitato metallico per uno smaltimento sicuro o per l'estrazione dei metalli preziosi.
Un esempio comune per rimuovere gli ioni metallici dalle acque reflue è la precipitazione dell'idrossido. Le industrie che producono tali acque reflue includono l'industria mineraria, la galvanoplastica, la produzione di semiconduttori e il riciclaggio delle batterie. L'idrossido di sodio viene aggiunto all'acqua contenente la contaminazione del metallo e viene miscelato per garantire una distribuzione uniforme degli ioni idrossido. Gli ioni metallici come quelli del rame reagiscono con l'idrossido di sodio per formare idrossido di rame, che è insolubile in acqua. L'idrossido di rame precipita fuori e viene rimosso dalle acque di scarico per mezzo di un filtro sottile.
Regole di solubilità
Sia per dimostrazioni, analisi chimiche o per scopi industriali, la capacità di prevedere se un il precipitato si formerà 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. Solo i sali insolubili precipiteranno.
I fosfati (PO 4), i carbonati (CO 3) e i cromati (Cr0 4) sono solitamente insolubili. I fluoruri (F 2) e i solfuri (S) sono per lo più insolubili. La maggior parte dei sali di idrossido (OH) e 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. Mentre ci sono eccezioni e potrebbero essere necessarie prove chimiche specifiche per vedere se appare un precipitato, queste linee guida possono essere utilizzate per la direzione generale. Usarli fornisce un punto di partenza per determinare il tipo di reazione che produrrà un precipitato.
