Precipitación Selectiva

PRECIPITACIÓN SELECTIVA

Alejandra Castro Munar

Química Analítica

2022-2

En las soluciones se hacen presentes diferentes tipos de componentes, cuyas propiedades varían, pero logran formar una solución homogénea. Al querer separar estos compuestos existen diversos métodos, con diferentes resultados y adaptaciones, acorde a lo que busque el investigador. Uno de estos métodos es la precipitación selectiva, empleada en la separación de iones acorde a sus propiedades de solubilidad.

Hay componentes iónicos insolubles en agua, de los cuales ciertos iones, al encontrarse en una solución saturada, se combinan para formar un precipitado sólido (Dave, 2019).  Estos precipitados surgen de la unión de iones contrarios, los cuales forman una sal insoluble (Troya, 2018). Acorde al tipo de ion adicionado se pueden crear dos sales con propiedades de solubilidad diferentes. Esta diferencia es el fundamento en el cual se basa la precipitación, ya que esta resulta en diferentes reacciones, que dan lugar a la selectividad, ya que se presentan condiciones que favorecen la solubilidad de un solo compuesto. La solubilidad de cada ion es dada por su constante de solubilidad, la cual se ve relacionada con el tamaño del ion mismo, siendo inversamente proporcionales (Dave, 2019). Por esto a su vez la precipitación selectiva representa una aplicación de la constante de solubilidad.

Dentro de la variedad de métodos para la separación de sustancias, existen variaciones para el proceso de precipitación, como lo es la precipitación por sales. La cual es un fenómeno físico-químico basado en las interacciones electrolito-no electrolito, en el que a concentraciones salinas, algunos solutos se precipitan debido al aumento de interacciones hidrofóbicas (Bautista, 2015). Se mencionó previamente la necesidad de que la solución sea saturada para que se forme el precipitado, esto relacionándose con la concentración. Donde la concentración del ion agregado debe alcanzar el nivel de saturación de cada ion, teniendo en cuenta que cada ion presenta un valor diferente, para dar inicio a la precipitación de cada uno, acorde a sus cualidades (Ramírez, 2019).   Esto es representado en la ecuación 1, donde Q representa el cociente de reacción, que indica la cantidad relativa de productos (Khan Academy, 2022); mientras que Ksp, representa el producto de solubilidad, que indica la capacidad de solubilidad del compuesto iónico ( QFA, 2011).

[pic 1]

Ecuación 1. Igualdad entre cociente de reacción y producto de solubilidad

Se puede hacer una precipitación de un soluto polar en un disolvente polar mediante la reducción de la constante dieléctrica del medio, adicionando un disolvente poco polar (Bautista, 2015). Este método se emplea para la separación de compuestos de interés bioquímico, como lo son las proteínas. A su vez es empleado teniendo precaución ya que al disminuir la constante dieléctrica, se aumenta las interacciones electrostáticas entre los grupos iónicos, lo que puede causar cambios irreversibles en las moléculas, por lo que se recomienda el uso de disolventes como el metanol y el etanol muy diluidos, junto con variaciones de fuerza iónica en temperaturas bajas (Bautista, 2015). Este cambio en la fuerza iónica se logra adicionando sales neutras a una disolución, lo cual permite la precipitación de solutos con carácter polimérico de alto peso molecular (Bautista, 2015). Esto comprueba la influencia del tamaño con relación a la solubilidad, mencionada por Dave (2019).

Para poder efectuar una precipitación en prácticas es necesario hacer ciertos cálculos, para la determinación de concentración que se debe agregar para efectuar el proceso. Además para conocer la cantidad del ion que queda en la solución después del precipitado, acorde a la concentración del ion agregado. Para esto se requiere saber la concentración de los iones que se buscan precipitar, y el producto de solubilidad de cada uno en relación al ion a agregar. El proceso sería:

                       IonA + C ↔ AC                               IonB + C  ↔ BC        

1. Determinación de concentración necesaria para la precipitación de cada ion:

IonA → Ksp = [A][C]

Se despeja la concentración del ion agregado reuqerido para igualar el producto de solubilidad:

 [C] =                            [C] = [pic 2][pic 3]

Acorde a los valores se determina que ion se precipitará primero, siendo este el que requiera menor concentración para el proceso.

1. Determinación de cantidad de ion que queda en la solución tras la precipitación:

Se despeja la concentración del ion precipitado tomando la concentración del ion agregado obtenido en la operación anterior.

Ksp = [A][C] → [A] = [pic 4]

Para representar este valor en porcentaje:

%[A] =  x 100[pic 5]

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