Precipitación Iónica

Si se mezclan las soluciones de dos compuestos iónicos, como el yoduro de sodio y el nitrato de plomo los cationes de una solución pueden combinarse con los aniones de la otra. Como uno de los productos cruzados, el nitrato de sodio, es soluble en agua, los iones de sodio y del nitrato continúan en la solución, mientras que los iones de plomo y yoduro forman un precipitado de yoduro de plomo. El cociente de reacción, Q, de la reacción de disolución es igual al producto de las concentraciones de los iones de plomo y yoduro.

A diferencia del producto de solubilidad Ksp, el cociente de reacción involucra concentraciones de iones en cualquier etapa, no solo en equilibrio. Los valores de Q y Ksp se pueden comparar para predecir si ocurrirá una reacción de precipitación. Considere agregar gota a gota una solución de yoduro de sodio a la solución de nitrato de plomo.

Al principio, Q es menor que Ksp, y los iones de plomo y yoduro están en la solución con los iones de sodio y nitrato. Esta es una solución insaturada. A medida que se agrega más yoduro de sodio, la concentración de iones de yoduro continúa aumentando.

La reacción habrá alcanzado el equilibrio cuando Q es igual a Ksp. En esta etapa, una pequeña cantidad de yoduro de plomo sólido se encuentra en equilibrio dinámico con los iones, formando una solución saturada. La adición adicional de yoduro de sodio hace que Q sea mayor que Ksp, y que la reacción se desplace hacia el precipitado.

Esta es una solución sobresaturada, donde la precipitación continúa hasta que las concentraciones de iones bajan a sus valores de equilibrio. Por ejemplo, suponga que la mezcla de soluciones de yoduro de sodio y nitrato de plomo da como resultado una solución que contiene 1, 6 10⁻⁴ iones molares de plomo, y 4, 0 10⁻⁴ iones molares de yoduro. Aquí, Q es igual a 2, 6 10⁻¹¹, mientras que el Ksp para el yoduro de plomo es 1.4 10⁻⁸.

Debido a que Q es menor que Ksp, el yoduro de plomo no se precipitará. La predicción de las reacciones de precipitación puede ser muy útil durante la separación de compuestos iónicos. Considere una solución con dos iones metálicos:plomo y cobre Si se agrega ácido clorhídrico a esta solución, el cloruro de plomo precipita porque tiene una Ksp pequeña, mientras que el cobre permanece en solución ya que el cloruro de cobre es altamente soluble en agua.

Esta técnica se llama precipitación selectiva.