PRECIPITACIÓN Y FILTRACIÓN
OBJETIVO:
Conocer con claridad las operaciones de precipitación, filtración y lavado, básicas en los procesos químicos, y aplicar correctamente las técnicas utilizadas.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
La precipitación es una operación eficaz y sencilla utilizada en el laboratorio para obtener sustancias insolubles, o muy poco solubles. Tiene lugar al mezclar dos disoluciones que contiene cada una, una especie reaccionante de la reacción de precipitación. Si en el transcurso de la reacción la concentración de los reaccionantes llega a superar el producto de solubilidad correspondiente, se producirá la precipitación.
Vamos a analizar el caso de una sustancia insoluble. Sean dos disoluciones de carbonato sódico (Na2CO3) y de cloruro cálcico (CaCl2), ambas sales están totalmente disociadas. Al mezclarlas, los iones presentes Na+, CO32-, Ca2+, y Cl- se pondrán en contacto, pudiendo dar lugar a NaCl y CaCO3 . El carbonato cálcico es insoluble y por tanto comenzará a precipitar casi instantáneamente al ser muy pequeño su producto de solubilidad (Kps=4,8?10-9).
Na2CO3 = 2 Na+ + CO32- CaCl2 = Ca2+ + 2 Cl-
CO32- + Ca2+ = CaCO3
La siguiente operación después de obtenido el producto es separar la fase sólida de la líquida. A esta operación se le llama filtración.
A continuación se realiza el lavado. Esta operación se realiza usando pequeñas cantidades del disolvente para evitar que algo de líquido sobrenadante quede adherido al precipitado.
MATERIAL Y PRODUCTOS:
Mechero Bunsen con trípode y tela metálica; balanza; vasos de precipitados de 100 ml; embudo de vidrio; embudo Buchner; papel de filtro; varilla de vidrio, matraz quitasato de 250 ml; trompa de vacío.
Carbonato sódico; cloruro cálcico.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
Se pesan unos 5 g de CaCl2 con la mayor rapidez posible. Por ser una sustancia muy higroscópica absorbe agua del aire con gran rapidez, dificultando su pesada. Se disuelve en la cantidad más pequeña de agua que sea posible. Se realizan los cálculos según la reacción [1] para conocer la cantidad de Na2CO3 necesaria, pesando ésta con ligero exceso. Disolviéndola también en la menor cantidad de agua posible. Se calientan ligeramente, por separado, las dos disoluciones hasta unos 50 °C y se vierte la disolución de carbonato sódico sobre la de cloruro cálcico, agitando primero la mezcla con una varilla y dejandola después reposar hasta que esté fría.
A continuación se lleva a cabo la filtración. Ésta se puede realizar de dos formas: a presión normal o a presión reducida, es decir a vacío.
En el primer caso se utiliza un embudo de vidrio y un trozo de papel de filtro. Una vez colocado el papel sobre el embudo se vierten sobre él unos mililitros del disolvente empleado (en este caso agua destilada), con objeto de que el papel se adhiera a las paredes del embudo. A continuación se verterá la mezcla reaccionante.
En el caso de la filtración a vacío se utilizará un embudo Buchner, de porcelana, con su papel de filtro correspondiente, y como recipiente un matraz quitasato, especial para vacío, conectado con una goma a la corriente de agua que produce el vacío.
Una vez montado el sistema se toma el vaso de precipitado que contiene la mezcla fría, y ayudándose de una varilla, se comienza a verter dicha mezcla sobre el embudo. La succión que produce la trompa de vacío hará que el líquido pase con rapidez. Para evitar pérdidas de precipitado, se lavará el vaso de precipitado con agua destilada para arrastrar todo.
A continuación, se lavará el precipitado con pequeñas porciones de disolvente sin dejar de succionar con la trompa de vacío.
El precipitado se recoge sobre una cápsula de porcelana y se deja secar en la estufa.
