Formação de precipitados
No laboratório da escola, tens duas soluções com água muito limpa. Se juntares duas soluções transparentes e incolores, a mistura pode ficar de repente turva, como se «nascesse» um sólido do nada. De onde vem esse sólido? É isso que vais descobrir.
O que é um precipitado
Quando dissolves um sal em água, os iões separam-se e andam livres no meio da solução. Uma solução aquosa de nitrato de chumbo tem iões $\text{Pb}^{2+}$ e $\text{NO}_3^{-}$. Uma solução de iodeto de potássio tem iões $\text{K}^{+}$ e $\text{I}^{-}$.
Ao misturar as duas soluções, todos estes iões ficam juntos no mesmo recipiente. Se um catião e um anião se atraírem e formarem um sal que quase não se dissolve em água, esse sal sai da solução e aparece como sólido.
Como sabes que houve reação? Porque apareceu uma nova substância (o sólido), com propriedades diferentes das dos reagentes. A mistura fica turva e o sólido assenta com o tempo.
Na natureza acontece o mesmo. Nas grutas do Maciço Calcário Estremenho, a água carrega iões cálcio e iões carbonato. Quando precipita carbonato de cálcio, vão crescendo as estalactites e as estalagmites. As conchas e os corais também se formam assim.
Numa aula laboratorial, a Inês junta, num tubo de ensaio, solução aquosa de nitrato de chumbo (incolor) a solução aquosa de iodeto de potássio (incolor). Ao agitar,…
Numa aula laboratorial, a Inês junta, num tubo de ensaio, solução aquosa de nitrato de chumbo (incolor) a solução aquosa de iodeto de potássio (incolor). Ao agitar, observa a formação imediata de um sólido amarelo que se vai depositando no fundo do tubo.
A tabela mostra os iões presentes nas duas soluções.
| Catiões | Aniões |
|---|---|
| ião chumbo, $\text{Pb}^{2+}$ | ião nitrato, $\text{NO}_3^{-}$ |
| ião potássio, $\text{K}^{+}$ | ião iodeto, $\text{I}^{-}$ |
- a) Explica, com as tuas palavras, o que é um precipitado.
- b) Consultando a tabela, identifica o sal que constitui o sólido amarelo.
- c) Indica a evidência de que ocorreu uma reação química neste tubo de ensaio.
- d) Escreve a equação de palavras que traduz esta reação de precipitação.
Identificar o precipitado
Para descobrires qual é o sal que precipita, segue estes passos.
Para escreveres as fórmulas dos sais, usa a tabela de iões. A carga de cada ião diz-te quantos iões são precisos para o sal ficar neutro.
| Catiões | Aniões |
|---|---|
| ião sódio, $\text{Na}^{+}$ | ião cloreto, $\text{Cl}^{-}$ |
| ião potássio, $\text{K}^{+}$ | ião iodeto, $\text{I}^{-}$ |
| ião prata, $\text{Ag}^{+}$ | ião hidróxido, $\text{OH}^{-}$ |
| ião cálcio, $\text{Ca}^{2+}$ | ião nitrato, $\text{NO}_3^{-}$ |
| ião magnésio, $\text{Mg}^{2+}$ | ião sulfato, $\text{SO}_4^{2-}$ |
| ião bário, $\text{Ba}^{2+}$ | ião carbonato, $\text{CO}_3^{2-}$ |
| ião cobre(II), $\text{Cu}^{2+}$ | |
| ião chumbo, $\text{Pb}^{2+}$ |
Combinando um catião e um anião da tabela, obténs a fórmula de um sal. Por exemplo, $\text{Ca}^{2+}$ e $\text{Cl}^{-}$ dão $\text{CaCl}_2$. Para decidires qual dos sais possíveis é o precipitado, usa esta regra prática:
| Sais | Solubilidade em água |
|---|---|
| Todos os sais de $\text{Na}^{+}$ e de $\text{K}^{+}$ | Solúveis |
| Todos os nitratos ($\text{NO}_3^{-}$) | Solúveis |
| Cloreto de prata, $\text{AgCl}$ | Pouco solúvel (branco) |
| Iodeto de chumbo, $\text{PbI}_2$ | Pouco solúvel (amarelo) |
| Hidróxido de cobre(II), $\text{Cu(OH)}_2$ | Pouco solúvel (azul) |
Na página seguinte vais ler tabelas de solubilidade mais completas.
O Tiago misturou duas soluções aquosas incolores, como se mostra na figura, e obteve uma mistura turva, com um sólido branco depositado no fundo do tubo. Os iões…
O Tiago misturou duas soluções aquosas incolores, como se mostra na figura, e obteve uma mistura turva, com um sólido branco depositado no fundo do tubo.
Os iões presentes nas soluções são o ião prata, $\text{Ag}^{+}$, o ião cloreto, $\text{Cl}^{-}$, o ião sódio, $\text{Na}^{+}$, e o ião nitrato, $\text{NO}_3^{-}$.
- a) Identifica o precipitado formado.
- b) Escreve a equação química que traduz a reação, representando as soluções com (aq) e o precipitado com (s).
- c) Mostra, contando os átomos de cada elemento nos reagentes e nos produtos, que a equação que escreveste está acertada.
Equação de palavras e equação química
A reação resume-se numa equação. Primeiro escreve-se a equação de palavras, com os nomes das substâncias: reagentes à esquerda, produtos à direita.
$$\text{nitrato de prata} + \text{cloreto de sódio} \rightarrow \text{cloreto de prata} + \text{nitrato de sódio}$$Depois escreve-se a equação química, com as fórmulas. Indica-se o estado físico de cada substância: (aq) para as que estão dissolvidas em água e (s) para o precipitado.
$$\text{AgNO}_3(aq) + \text{NaCl}(aq) \rightarrow \text{AgCl}(s) + \text{NaNO}_3(aq)$$Esta equação já está acertada, porque tem um átomo de cada elemento dos dois lados. Nem sempre é assim. Vê o caso do sulfato de cobre(II) com o hidróxido de sódio.
Num gobelé, o Afonso misturou solução aquosa de sulfato de cobre(II), de cor azul, com solução aquosa de hidróxido de sódio, incolor. Observou a formação de um sólido…
Num gobelé, o Afonso misturou solução aquosa de sulfato de cobre(II), de cor azul, com solução aquosa de hidróxido de sódio, incolor. Observou a formação de um sólido azul e a solução ficou praticamente incolor.
Os iões em presença são o ião cobre(II), $\text{Cu}^{2+}$, o ião sulfato, $\text{SO}_4^{2-}$, o ião sódio, $\text{Na}^{+}$, e o ião hidróxido, $\text{OH}^{-}$.
- a) Identifica o precipitado formado e escreve a equação de palavras da reação.
- b) Escreve e acerta a equação química da reação, indicando (s) para o precipitado e (aq) para as soluções.
- c) Noutro ensaio, misturaram-se $50\ \text{g}$ de solução de sulfato de cobre(II) com $30\ \text{g}$ de solução de hidróxido de sódio. Determina, justificando com a lei adequada, a massa total da mistura após a reação.
A massa conserva-se
Numa reação de precipitação ninguém «cria» sólido do nada. Os átomos dos reagentes rearranjam-se e a massa total não muda, desde que o sistema seja fechado e se considere tudo o que lá está: o precipitado e a solução.
Se separares o precipitado por filtração e pesares só a solução, ela terá menos massa do que no início. A massa não desapareceu: está no sólido que ficou no filtro.