Quimica Analitica

Propiedades ideales de los precipitados

Proceso de precipitación

La precipitación de cualquier sustancia ocurre desde sus soluciones sobresaturadas. En el caso de sustancias iónicas esto ocurre cuando el producto de la concentración de los iones en solución es mayor que el Kps del cristal:

Q = [A+]ss [B-]ss > Kps = [A+]s [B-]s

Donde los subíndices s y ss indican lasconcentraciones en las soluciones saturada y sobresaturada, respectivamente. Q debe ser significativamente mayor que Kps para que la precipitación se inicie.

Entre los valores de concentración correspondientes a Q y a Kps existe una zona metaestable de sobresaturación, en la cual la precipitación puede desencadenarse por acción de agentes extraños (como polvo atmosférico); de no mediar estosagentes, deberá alcanzarse el valor Q para que la precipitación comience. Por ejemplo, en la precipitación de AgCl en ausencia de agentes extraños Q debe ser al menos el doble que el Kps [AgCl], y en la precipitación de BaSO4, Q deberá exceder en al menos 160 veces el valor del Kps[BaSO4] para que se formen cristales visibles. La gran diferencia en los valores críticos de Q en estos dos casosdemuestra que la precipitación es un proceso altamente específico; estos ejemplos son prácticamente opuestos, han sido profusamente investigados y se los ha considerado como ejemplos típicos de precipitados cristalinos (BaSO4) y caseosos (AgCl), respectivamente.

La formación de un precipitado es un fenómeno físico y químico. Los procesos físicos involucrados son la nucleación, el crecimiento delas partículas del precipitado y el envejecimiento del mismo.

Tipos de precipitados de acuerdo al tamaño de partículas

Los precipitados se clasifican en función del tamaño de sus partículas (d) en los siguientes tres tipos:
- precipitados cristalinos, d > 0,1 µm. Ejemplo: BaSO4
- precipitados caseosos, 0,1 µm > d > 0,01 µm. Ejemplo: AgCl
- precipitados gelatinosos, d <0,01 µm.. Ejemplo: Fe2O3.nH2O

Esta clasificación simple permite efectuar un estudio sistemático de las características de los distintos tipos de precipitado; pero tanto el tamaño como la forma de las partículas de sólido pueden modificarse variando las condiciones en que se produce la precipitación. Por ejemplo, puede obtenerse un precipitado gelatinoso de BaSO4 si se mezclan solucionesconcentradas de Ba(SCN)2 y de MnSO4 en mezcla hidroalcohólica; por otro lado, el AgCl precipita en grandes cristales si se lo obtiene desde una solución amoniacal de AgCl evaporando lentamente el amoníaco.

Precipitados cristalinos: Se forman a partir de un número relativamente pequeño de núcleos de cristalización sobre los cuales se depositan los iones provenientes de la solución sobresaturada enforma ordenada; el crecimiento de cada partícula continúa hasta agotar el material (hasta que la concentración de iones en la solución decrezca al valor de saturación). Durante este crecimiento se forman muy pocos nuevos núcleos de cristalización. De este modo se origina partículas relativamente grandes que al ser estudiadas por rayos X muestran una estructura cristalina bien definida. Poseenuna baja relación superficie externa / volumen, por lo que son poco proclives a contaminarse por adsorción de impurezas. Son fácilmente filtrables y sedimentan rápidamente.

Precipitados caseosos. Propiedades coloidales de los precipitados: Las partículas constitutivas de precipitados caseosos y gelatinosos son suficientemente pequeñas como para atravesar los medios de filtración corrientes. Solose retienen en el filtro si las partículas primarias previamente coagulan para formar grandes agregados o "flóculos". Las fuerzas que ligan entre sí a las partículas primarias en los flóculos son débiles, y por lo tanto, un tratamiento incorrecto del precipitado puede acarrear su "peptización", es decir, la dispersión del flóculo en partículas primarias.

Durante su crecimiento por depósito...