Extracción de minerales

Química Analítica I

MECANISMO DE FORMACIÓN DE LOS PRECIPITADOS
El tamaño de las partículas de un precipitado viene determinado hasta cierto punto por las
condiciones experimentales que prevalecen en el momento de su formación. La temperatura, la
velocidad con que se mezclan los reactivos, la concentración de los mismos y la solubilidad del
precipitado en el momento de la precipitación sonlas variables que afectan el tamaño de las
partículas. Todas estas variables se pueden relacionar a una sola propiedad, la denominada
sobresaturación relativa del sistema.

Sobresaturación y tamaño de partícula
Una solución es sobresaturada cuando contiene una concentración de soluto superior a la que
tiene una solución saturada. La sobresaturación se puede definir como:

sobresaturación =C − S

donde C es la concentración del soluto en la solución en un instante dado y S es la concentración de
equilibrio en una solución saturada. Las soluciones sobresaturadas son inestables y revierten
eventualmente al estado saturado por formación de una fase sólida. En algunos casos este proceso es
rápido. En otros casos, sin embargo, la sobresaturación puede mantenerse durante horas, díaso
incluso meses, antes de que tenga lugar la formación de una fase sólida.
La sobresaturación relativa es otro término útil para describir el estado de sobresaturación. Se
define por:
sobresaturación relativa =

C−S
S

Numerosas observaciones ponen de manifiesto que el tamaño de las partículas de un
precipitado está íntimamente relacionado con el grado de sobresaturación relativaexistente en el
instante inmediatamente anterior al de iniciarse la precipitación. Por ejemplo, se puede obtener
sobresaturaciones relativas del orden de 175.000 mezclando rápidamente soluciones 3,5 M de
MgSO4 y de Ba(SCN)2. El precipitado que se obtiene es gelatinoso con un tamaño de partículas tan
pequeño que solo pueden ser vistas con el aumento máximo de un microscopio. Por otra parte,
cuandose mezclan soluciones diluidas de los mismos reactivos de modo que la sobresaturación
relativa sea del orden de 25, el precipitado resulta cristalino, con partículas individuales, de una
longitud de 0,02 mm visibles a simple vista. Así si la sobresaturación relativa es elevada, las
partículas son microscópicas, mientras que cuando es baja, las partículas son grandes.
Tema 12

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QuímicaAnalítica I

Etapas en la formación de los precipitados
La formación de una fase sólida a partir de una solución tiene lugar en dos etapas. La primera
se denomina de nucleación o de formación de núcleos, y la segunda de crecimiento de las partículas.
El tamaño final de las partículas de un sólido depende de las velocidades relativas con que tienen
lugar estos dos procesos competitivos.Nucleación. Para todo precipitado, existe un número de iones o de moléculas necesario como
mínimo para que se produzca una segunda fase estable en contacto con la solución. Designaremos a
esta partícula estable de tamaño mínimo con el nombre de núcleo; el primer paso de la formación de
un precipitado debe consistir, evidentemente, en la formación de muchos de tales núcleos. La
formación de núcleosimplica una relación que se puede escribir de la siguiente manera:

nA + + nB − ↔ ( AB) n
donde n es el número mínimo de iones A+ y B- que tienen que combinarse para producir la partícula
estable (AB)n.
La velocidad a la cual se forman los núcleos en el seno de una solución depende del grado de
sobresaturación. Si éste es bajo, la velocidad será pequeña; pudiendo llegar a tender a cero. Porotra
parte, en una solución altamente sobresaturada la velocidad de nucleación llega a ser muy elevada.
La evidencia obtenida sugiere, sin embargo, que la velocidad aumenta exponencialmente con la
sobresaturación, esto es:
velocidad de nucleación = k ( C − S) x

donde k y x son constante, siendo x mayor que 1.
La representación gráfica de esta función es la que se muestra en la figura 1,...