Reazioni di precipitazione: studio della solubilità e delle condizioni
Le reazioni di precipitazione avvengono in soluzione acquosa quando si forma un sale poco solubile, in seguito al legame tra un catione e un anione. Per determinare se tali reazioni possono verificarsi, occorre identificare gli ioni presenti in soluzione, scrivere la reazione in forma molecolare e prevedere la solubilità del sale formatosi, basandosi sulle regole di solubilità.
Ad esempio, consideriamo due soluzioni contenenti nitrato di sodio e cloruro di potassio. Scrivendo la reazione di doppio scambio:
NaNO3 + KCl → NaCl + KNO3
si osserva che i sali potenzialmente formati (cloruro di sodio e nitrato di potassio) sono solubili in acqua, in quanto sia il sodio che il potassio sono metalli alcalini. Pertanto, in questo caso, non si verifica precipitazione e nella soluzione rimangono gli ioni Na+, K+, NO3- e Cl-.
Solubilità del precipitato
Ora consideriamo due soluzioni contenenti nitrato di argento e cloruro di potassio. Scrivendo la reazione di doppio scambio:
AgNO3 + KCl → AgCl + KNO3
poiché il cloruro di argento è poco solubile, si verifica la precipitazione. La reazione in forma molecolare diventa:
AgNO3(aq) + KCl(aq) → AgCl(s) + KNO3(aq)
È spesso richiesta la reazione netta che avviene in soluzione. Pertanto, conviene scrivere la reazione in forma ionica:
Ag+(aq) + NO3-(aq) + K+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s) + K+(aq) + NO3-(aq)
semplificando le specie sia a destra che a sinistra otteniamo la reazione netta:
Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)
Se non si ricordano le regole di solubilità, è possibile consultare una tabella dei prodotti di solubilità per verificare se un determinato sale è poco solubile e quindi precipita in soluzione.
Ad esempio, consideriamo due soluzioni contenenti solfato di cadmio e…Come avviene la precipitazione dei sali inorganici
Il modo per identificare se si verifica una precipitazione è scrivere la reazione di doppio scambio. Ad esempio, nel caso del solfuro di potassio, la reazione può essere rappresentata dalla seguente equazione:
CdSO4 + K2S → K2SO4 + CdS
Per confermare se si verifica la precipitazione, è possibile consultare la tabella dei prodotti di solubilità. Nel caso del solfuro di cadmio, dato che il valore del Kps è approssimativamente 10-28, si può dedurre che il sale è poco solubile e quindi si verificherà la precipitazione. La reazione in forma molecolare sarà la seguente:
CdSO4(aq) + K2S(aq) → K2SO4(aq) + CdS(s)
Condizioni di precipitazione
Le reazioni di precipitazione avvengono solo se le concentrazioni del catione e dell’anione sono tali che il loro prodotto, elevato ai rispettivi coefficienti stechiometrici, raggiunga il valore del prodotto di solubilità.
Ad esempio, consideriamo la precipitazione del fluoruro di bario, un sale poco solubile, a seguito del mescolamento di due soluzioni contenenti cloruro di bario e fluoruro di sodio. Per verificare se si verifica la precipitazione del fluoruro di bario, con un Kps pari a 2.4 ∙ 10-5, è necessario che il valore di [Ba2+][F–]2 sia maggiore del Kps.
Se, ad esempio, le concentrazioni di ione bario e ione fluoruro sono rispettivamente 4.0 ∙ 10-3 M e 6.0 ∙ 10-3 M, il calcolo di [Ba2+][F–]2 restituisce un valore di 1.4 ∙ 10-7, che è inferiore al Kps, indicando che la precipitazione non avviene.
Per ulteriori informazioni sulla chimica inorganica e sui sali inorganici, si può consultare il seguente articolo sul solfuro di potassio, qui.