Precipitados Reacções de precipitação Introdução teórica O interesse das reacções de precipitação manifesta-se em diversos domínios, nomeadamente a nível geológico, biológico e industrial. Já ouviste falar em águas duras? Nas regiões onde predominam os calcários e os dolomitos, as águas naturais são águas duras (águas que apresentam um teor elevado em iões Ca 2+ e Mg 2+ em solução). Se a água contiver quantidades apreciáveis de dióxido de carbono dissolvido, ocorre uma reacção química traduzida pela equação: Como consequência desta reacção, temos uma concentração apreciável de iões Ca 2+ na água. Estes e outros iões conferem à água uma propriedade designada por dureza. As águas duras fazem pouca espuma com o sabão, pois os iões Ca 2+, presentes nessas águas, ao precipitarem com os iões negativos resultantes da dissolução do sabão, dão origem a uma substância branca e insolúvel que fica em suspensão na água. Como se formam as estalactites e as estalagmites? As águas duras, características das regiões calcárias, são ricas em hidrogenocarbonato de cálcio, Ca(HCO 3 ) 2. Nas grutas calcárias, por evaporação da água, o hidrogenocarbonato de cálcio transforma-se em carbonato de cálcio, componente principal das estalactites e das estalagmites (Figura 1). Esta reacção é uma reacção de precipitação.
Figura 1 O que acontece se fervermos água dura? As águas duras, quando aquecidas, deixam um resíduo sólido no interior do recipiente; este deve-se aos iões Ca 2+ presentes na água que precipitam sob a forma de carbonato de cálcio. Por isso, é frequente observar-se depósitos de calcário nas panelas ou noutros recipientes, depósito esse que traz inconvenientes pois constitui um isolamento térmico, impedindo as transferências de calor, além de poder causar entupimentos nas canalizações. Normalmente, a água dura deve ser abrandada antes de ser usada. São diversos os processos práticos para o conseguir. Assim: a fervura retira os iões Ca 2+ à água, precipitando-os: também o carbonato de sódio, que existe. por exemplo, nos sais de banho, reage com os iões Ca 2+, precipitando-os: diz-se que o carbonato de sódio é um precipitante. Página 2
São este tipo de substâncias precipitantes que se utilizam para tratar as águas residuais e limpar a água das piscinas (Figura 2). Cada espécie de "partícula" a eliminar exige o "seu" precipitante. Figura 2 No domínio da indústria, as reacções de precipitação constituem uma óptima ferramenta, uma vez que permitem preparar substâncias de enorme interesse prático: o queijo que nós consumimos não é mais do que um precipitado que foi separado da água existente no leite; a maior parte do carbonato de sódio e do bicarbonato de sódio (vulgarmente conhecido por fermento), produzidos pelo Homem, são fabricados por um processo que engloba diversas fases, sendo uma delas uma reacção de precipitação; o pó branco e macio que o dentista utiliza como creme dental é carbonato de cálcio, CaCO 3, preparado por reacção de precipitação entre dois sais solúveis na água. Página 3
Material necessário: 1 conta gotas com solução de Sulfato de Cobre 1 conta gotas com solução de Ácido Sulfúrico 1 conta gotas com solução de Nitrato de Chumbo 1 conta gotas com solução de Iodeto de Potássio 1 conta gotas com solução de Carbonato de Sódio 1 conta gotas com solução de Cloreto de Sódio 1 conta gotas com solução de Nitrato de Prata 1 conta gotas com solução de Cromato de Potássio 1 conta gotas com solução de Hidróxido de Sódio 1 conta gotas com solução de Cloreto de Cálcio 20 tubos de ensaio Procedimento experimental: 1. Colocar algumas gotas de cada uma das soluções diferentes tubos de ensaio 2. Juntar segundo a Tabela 1 as soluções colocadas nos tubos de ensaio sulfato de cobre + nitrato de chumbo sulfato de cobre + iodeto de potássio carbonato de sódio + cloreto de cálcio nitrato de prata + Cloreto sódio iodeto de potássio + nitrato de chumbo cromato de potássio + nitrato de prata hidróxido de sódio + sulfato de cobre carbonato de sódio + nitrato de chumbo iodeto de potássio + nitrato de prata carbonato de sódio + nitrato de prata ácido sulfúrico + nitrato de chumbo ácido sulfúrico + iodeto de potássio Tabela 1 Página 4
Resultados: Reagente 1 Reagente 2 Cor do precipitado sulfato de cobre + nitrato de chumbo branco azulado sulfato de cobre + iodeto de potássio castanho carbonato de sódio + cloreto de cálcio branco nitrato de prata + Cloreto sódio branco iodeto de potássio + nitrato de chumbo amarelo cromato de potássio + nitrato de prata tijolo hidróxido de sódio + sulfato de cobre azul claro carbonato de sódio + nitrato de chumbo branco iodeto de potássio + nitrato de prata amarelo esverdeado carbonato de sódio + nitrato de prata branco - amarelado ácido sulfúrico + nitrato de chumbo branco ácido sulfúrico + iodeto de potássio amarelo torrado <-> verde azeitona Página 5
Algumas imagens de reacções de precipitação: Página 6