Réactions de précipitation

Dans une réaction de précipitation, des solutions aqueuses de sels solubles réagissent pour donner un composé ionique insoluble : le précipité. La réaction se produit lorsque les ions de charges opposées en solution dépassent leur attraction pour l’eau et se lient les uns aux autres, formant un précipité qui se sépare de la solution. Comme de telles réactions impliquent l’échange d’ions entre des composés ioniques en solution aqueuse, elles sont également appelées réaction de déplacement double, remplacement double, réactions d’échange ou réactions de métathèse (en grec pour “ transposer ”). Une réaction de précipitation est utilisée comme technique d’analyse pour identifier les ions métalliques dans un composé et pour les méthodes gravimétriques afin de déterminer la composition de la matière.  
 
La mesure dans laquelle une substance peut être dissoute dans l’eau, ou dans n’importe quel solvant, est exprimée quantitativement comme étant sa solubilité, définie comme la concentration maximale d’une substance qui peut être atteinte dans des conditions précises. On dit que les substances ayant des solubilités relativement importantes sont solubles. Une substance précipite lorsque les conditions de la solution sont telles que sa concentration dépasse sa solubilité. On dit que les substances ayant des solubilités relativement faibles sont insolubles, et ce sont les substances qui précipitent facilement en se séparant de la solution.

Par exemple, la formation de précipité est observée lorsque des solutions d’iodure de potassium et de nitrate de plomb sont mélangées, ce qui entraîne la formation d’iodure de plomb solide :

Cette observation est conforme aux lignes directrices concernant la solubilité : le seul composé insoluble parmi tous ceux qui sont impliqués est l’iodure de plomb, une des exceptions à la solubilité générale des sels d’iodure.

L’équation ionique nette représentant cette réaction est la suivante :

Les indications concernant la solubilité peuvent être utilisées pour prédire si une réaction de précipitation aura lieu lorsque des solutions de composés ioniques solubles sont mélangées. Il suffit simplement d’identifier tous les ions présents dans la solution, puis d’envisager si un possible appariement cation-anion peut aboutir à un composé insoluble.  

Par exemple, le mélange de solutions de nitrate d’argent et de fluorure de sodium donne une solution contenant des ions Ag⁺, NO₃⁻, Na⁺ et F⁻. Outre les deux composés ioniques présents à l’origine dans les solutions AgNO₃ et NaF, deux composés ioniques supplémentaires peuvent être obtenus à partir de cette série d’ions : NaNO₃ et AgF. Les lignes directrices sur la solubilité indiquent que tous les sels de nitrate sont solubles, mais que AgF est l’une des exceptions à la solubilité générale des sels de fluorure. On prévoit donc qu’une réaction de précipitation se produira, telle qu’elle est décrite dans les équations suivantes :

Ce texte est adapté de OpenStax Chemistry 2e, Section 4.2 : Classer les réactions chimiques.