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, facendo diventare chiare 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 letto)
Quando una reazione chimica in una soluzione produce un materiale insolubile, il il materiale lascia la soluzione sotto forma di precipitato, cadendo sul fondo della soluzione o formando una sospensione nella soluzione. Le reazioni precipitanti 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 precipitanti sono tra gli esperimenti chimici 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 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 utili le reazioni dei precipitati per determinare la presenza di materiali specifici in soluzioni. Tali reazioni sono uno strumento chiave per l'analisi delle soluzioni per determinare la loro composizione chimica. L'analista aggiunge una soluzione 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 da soluzioni. L'obiettivo è quello di pulire le acque reflue contaminate da ioni metallici o di recuperare i metalli per l'eventuale vendita. Le reazioni colpiscono tipicamente 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 essa per formare un sale che precipita fuori. Filtrazione, centrifughe o bacini di sedimentazione separano il precipitato dall'acqua e l'ulteriore elaborazione prepara il precipitato metallico per lo smaltimento sicuro o per l'estrazione dei metalli preziosi.
Un esempio comune per la rimozione degli ioni metallici dalle acque reflue è la precipitazione dell'idrossido. Le industrie che producono tali acque reflue includono miniere, galvanica, produzione di semiconduttori e riciclaggio delle batterie. L'idrossido di sodio viene aggiunto all'acqua contenente contaminazione metallica 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, insolubile in acqua. L'idrossido di rame precipita e viene rimosso dalle acque reflue mediante un filtro fine.
Regole di solubilità
Sia per dimostrazioni, per analisi chimiche o per 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 sali insolubili.
I fosfati (PO 4), i carbonati (CO 3) e i cromati (Cr0 4) sono generalmente insolubili. I fluoruri (F 2) 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. Mentre ci sono 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.
