Aplicación práctica: determinación de precipitados
Precipitado definido
Imagina que tienes una cita doble para el baile de graduación, pero al final de la noche habías cambiado de pareja. Suena a mucho drama. Pero, ¿y si le dijera que acaba de sufrir una reacción de doble desplazamiento en la que los iones del lado reactivo intercambian lugares?
De acuerdo, no eres un ión o un átomo cargado, pero intercambiaste compañeros. Puede pensar en una reacción de doble desplazamiento como AB + CD -> AD + BC, donde las letras representan iones. Además, debemos tener en cuenta que el lado izquierdo de la flecha, o AB + CD, se denomina reactivos y el lado derecho de la flecha, o AD + BC, se denomina productos .
 |
O peor aún, tal vez fuiste al baile de graduación y perdiste a tu pareja por completo, en lo que se denomina una reacción de desplazamiento único , donde un elemento toma el lugar de otro, o A + CD -> AD + C.
¿Por qué nos preocupamos por este tipo de reacciones? Bueno, ambos pueden resultar en la formación de un precipitado , que es un sólido insoluble que se puede formar durante una reacción. A los químicos les gusta descubrir los tipos de precipitados que se pueden formar a partir de diversas reacciones, así que repasemos algunos pasos para que usted también pueda. Y solo una nota rápida, soluble significa que la sustancia se puede disolver e insoluble significa que la sustancia no se puede disolver.
 |
Reglas de solubilidad
Lo primero con lo que deberá familiarizarse son las reglas de solubilidad, que regirán si se formará un precipitado en una reacción. Al mirar una reacción, debe comenzar en la parte superior de la lista y avanzar hacia abajo. Esta es una versión simplificada, así que no se alarme si encuentra una lista más completa a medida que avanza en sus estudios de química.
- Los siguientes son solubles: compuestos de amonio, acetatos, nitratos, compuestos de metales alcalinos (grupo 1 en la tabla periódica), yoduros, cloruros y bromuros.
- Los sulfatos son solubles a menos que estén emparejados con Ba 2+ , Ca 2+ o Sr 2+
- Las sales que contienen mercurio (I), plomo o plata son insolubles.
- Los hidróxidos, óxidos, fosfatos, sulfuros y carbonatos son insolubles, a menos que el sulfuro se forme con un metal alcalinotérreo (grupo 2 en la tabla periódica) O se forme un hidróxido con bario, calcio o estroncio.
Práctica
Eso fue un poco para asimilar, así que hagamos uno o dos problemas de práctica para que pueda practicar el uso de las reglas.
Problema # 1
Para la siguiente reacción de doble desplazamiento, predice qué precipitado se forma:
2NaOH + MgCl 2 -> 2NaCl + Mg (OH) 2
- Paso 1: Anote los productos. Aquí, son NaCl y Mg (OH) 2
- Paso 2: compruebe las reglas de solubilidad, comenzando con NaCl. Según la tabla periódica, el Na es un metal alcalino, por lo que el NaCl será soluble y no se formará ningún precipitado.
- Paso 3: Repita para el otro producto, Mg (OH) 2 . Según las reglas, los hidróxidos son insolubles, por lo que el Mg (OH) 2 formará un precipitado.
Problema # 2:
Para la siguiente reacción de doble desplazamiento, predice qué precipitado se forma:
Al (NO 3 ) 3 + Na 3 PO 4 -> AlPO 4 + 3NaNO 3
- Paso 1: Anote los productos: AlPO 4 y 3NaNO 3
- Paso 2: consulte las reglas de solubilidad para AlPO 4 . PO 4 es un fosfato, por lo que es insoluble y, por tanto, AlPO 4 es un precipitado sólido.
- Paso 3: Repita para el otro producto, 3NaNO 3 . El Na es un metal alcalino, por lo que el 3NaNO 3 es soluble y no se forma precipitado.
Equilibrio
Antes de terminar, necesitamos tomarnos un momento para discutir el equilibrio , que es el término que se usa para describir una reacción que puede moverse tanto hacia adelante como hacia atrás al mismo tiempo.
 |
Existe una regla rectora para resolver problemas de equilibrio llamada Principio de Le Chatelier , que establece que si una reacción experimenta un cambio, el equilibrio cambiará para hacer frente a ese cambio.
Vamos a mantener las cosas realmente simples aquí, así que tenga en cuenta que esto puede volverse más complicado. Cuando se forma un precipitado, ya no puede participar en la reacción. Mientras todavía está allí, solo piense en ello como ‘perdido’ y por lo tanto ya no participa.
El principio de Le Chatelier nos dice que si la concentración de un producto o reactivo disminuye, el equilibrio cambiará para contrarrestar ese cambio. En otras palabras, si se reduce la concentración de productos (porque el precipitado se ‘pierde’ en el lado del producto), el equilibrio se desplazará hacia el producto. Por otro lado, si se reduce la concentración de reactivos, el equilibrio se desplazará hacia el lado del reactivo.
Resumen de la lección
¡Vaya, eso fue mucha información! Repasemos esto rápidamente. Los precipitados son sólidos insolubles que se pueden formar durante una reacción. Los precipitados a menudo se forman durante las reacciones de doble desplazamiento que se pueden representar como AB + CD -> AD + BC, donde las letras representan iones o átomos cargados. También pueden ocurrir en reacciones de desplazamiento simple , o A + CD -> AD + C. Recuerde, un material soluble es aquel que puede disolverse, mientras que un material insoluble no puede serlo.
Para determinar si se forma un precipitado, debe estar familiarizado con las reglas de solubilidad. Una vez que los tenga, puede revisar los productos y determinar si los productos son solubles (sin forma de precipitado) o insoluble (forma de precipitado).
Algunas reacciones están en equilibrio , lo que significa que ocurren en la dirección hacia adelante y hacia atrás. A veces, los precipitados afectarán el equilibrio, por lo que puede usar el principio de Le Chatelier , que establece que el equilibrio se desplaza para hacer frente a los cambios en la reacción, para ayudarlo. En pocas palabras, los sólidos, como los precipitados, a menudo no participan en la reacción. Por lo tanto, puede pensar en ellos como desaparecidos (o ‘perdidos’), lo que hace que la concentración en ese lado de la reacción disminuya. Una disminución en la concentración hace que el equilibrio se desplace en esa dirección para contrarrestar el cambio.