Equilibrios de precipitación

El la gran mayoría de los equilibrios que se estudian, se trata con sustancias que se encuentran disueltas en agua, es decir, en disolución acuosa. El agua actúa como solvente, siendo la sustancia disuelta el soluto. Cuando una sustancia se disuelve fácilmente, se dice que es soluble o muy soluble, de lo contrario, se dice que es poco soluble o insoluble.

La mayor o menor capacidad de una sustancia para poder disolverse en un disolvente determinado, depende por lo general de la resultante de las energías que juegan dentro del proceso mencionado. Por un lado, se necesitan romper con las estructuras cristalinas que los constituyen, a través de iones o moléculas en el sólido, así como crear nuevas uniones de estas partículas con el disolvente. Cuando mayor pueda ser la energía de solvatación si la comparamos con la energía reticular de la red cristalina del sólido, más fácilmente se disuelve la sustancia en cuestión.

La solubilidad de los sólidos en medio acuoso cambia de manera considerable. Mientras por ejemplo, podemos disolver 0.36 kilogramos de cloruro sódico en un litro de agua a 0ºC, el cloruro de plata, es tan altamente insoluble que a 100ºC, solamente se disuelven 0.021 gramos en un litro. Estas diferencias se aprovechan en la química analítica para poder realizar separaciones a través de precipitación o en determinaciones gravimétrica, volumétricas y otros métodos de tipo analíticos.

Los equilibrios en disolución, son equilibrios en sistemas de tipo homogéneos, en los cuales, tan sólo existe una fase. Cuando una disolución se encuentra en equilibrio con un sólido, como en los equilibrios de precipitación, hablamos de un sistema de tipo heterogéneo, en el cual existen dos fases diferenciadas: el compuesto insoluble o la fase sólida, y la disolución o fase líquida.

La solubilidad en una sustancia a una temperatura dada, se puede definir como la concentración de la sustancia en la disolución saturada en equilibrio con el sólido. Esto puede expresarse en cualquiera de las unidades de concentración, pudiendo éstas ser : g/L, moles/L, etc.

Los distintos conceptos de solubilidad, que pueden ser soluble, poco soluble, muy soluble, insoluble, etc., son conceptos cualitativos y se utilizan aplicándose en relación a cada caso en concreto. Así pues, para poder realizar una lista de solubilidades de compuestos inorgánicos, nos podemos referir a sustancias solubles cuando su solubilidad es de 10g/L o mayor que éste valor, siendo insoluble cuando la solubilidad es menor a 1 g/L. Cuando la solubilidad se encuentra entra valores de 1 g/L y 10, estaremos haciendo referencia a sustancias poco solubles o ligeramente solubles. Siguiendo este criterio podemos decir que:

• Todos los nitratos y /o acetatos son solubles

• Los gases como el CO2, y el H2S, son ligeramente solubles.

• Todos los carbonatos, fosfatos y sulfitos son de tipo insoluble, menos los de los metales del primer grupo, y los del amonio.

Si seguimos el punto de vista analítico, podemos decir que son poco solubles aquellos compuestos o sustancias, que estando en agua pura, poseen una solubilidad menor que 10^-2 M.