Coprecipitación

La coprecipitacion es el proceso por el cual una especie que normalmente es soluble se separa de la disolucion durante la formacion de un precipitado.

Especies solubles que precipitan sobre la superficie de un sólido que se precipitó con anterioridad.

La coprecipitación suele ser una fuente de impurezas en el precipitado pesable y por tanto una fuente de error en el resultado.

En la coprecipitación los compuestos que habitualmente son solubles, resultan arrastrados en la formación de un precipitado, pudiendo ser por:
- Oclusión.
- Atrapamiento o inclusión.
- Adsorción en la superficie.
- Formación de cristales mixtos.

La coprecipitación ocurre cuando las impurezas se incorporan al precipitado durante su formación.

Hay 4 tipos de coprecipitación:

• por adsorción superficial, el precipitado queda en parte como partículas coloideales (partículas cargadas) por lo que adsorbe impurezas también cargadas.
• por oclusión, cuando las impurezas quedan atrapadas al crecer el precipitado.
• por formación de cristales mixtos, alguno de los iones de la red cristalina se sustituye por otro elemento de tamaño y carga similar.
• por atrapamiento mecánico, cuando dentro del precipitado queda parte de la solución.

La coprecipitación es un fenómeno en el que algunos compuestos, que en condiciones normales son solubles, se eliminan de la solución junto con la formación del precipitado deseado. Existen cuatro tipos de coprecipitación:

• Adsorción en la superficie
• Formación de cristales mixtos
• Oclusión
• Atrapamiento mecánico

Adsorción en la superficie

Se da cuando un compuesto normalmente soluble es arrastrado como contaminante sobre la superficie de un coloide coagulado, a consecuencia de que éste contiene grandes áreas de superficie internas que dejamuchos iones expuestos a la solución, lo cual atrae iones de carga opuesta. El contaminante coprecipitado con el coloide coagulado consiste del ión de la red cristalina que originalmente se adsorbió en superficie, así como del contra ión de carga opuesta. Las impurezas presentes en la superficie de las partículas minúsculas se pueden eliminar:

• Lavando el precipitado: Debemos lavar el precipitado para eliminarle todos los iones adsorbidos no volátiles con una solución de un electrolito, los iones del electrolito remplazan por intercambio iónico a los iones adsorbidos evitando la peptización.
• Con la digestión: Consiste en permitir que el precipitado esté en contacto con la solución de la cual se formó (el licor madre) durante algún tiempo antes de filtrarlo, con frecuencia a una temperatura elevada, lo cual da un producto más puro y de mejor filtrado. La mejora en la filtrabilidad se debe a la disolución y recristalización del sólido que se produce continuamente y a notable velocidad a elevadas temperaturas. Además, el agua del sólido es removida para dar una masa más densa. Las partículas mayores crecen a expensas de las menores; se forman menos partículas con un tamaño mayor y disminuye la superficie del precipitado global, con lo que disminuye la adsorción en superficie.
• Con Reprecipitación: El sólido filtrado lo redisolvemos y lo volvemos a precipitar. Así, la solución que contiene el precipitado redisuelto tiene una concentración significativamente menor del contaminante que la solución original; además de que hay menos adsorción durante la segunda precipitación.

Formación de cristales mixtos (inclusión):

En la formación de cristales mixtos uno de los iones de la red cristalina de un sólido se remplaza por un ión de otro elemento (contaminante). Para que ocurra este intercambio es necesario que los dos iones tengan la misma carga y que su tamaño no difiera en más de 5 %; además, las dos sales deben pertenecer a la misma clase de cristales. La separación del ión que interfiere puede darse con la reprecipitación. De manera alternativa, podemos emplear un reactivo precipitante distinto que no forme cristales mixtos con los iones en cuestión.

Oclusión

Cuando un cristal crece con rapidez durante la formación del precipitado, pueden quedarse atrapados u ocluidos en él iones extraños de la capa del contra Ion, dentro del cristal en crecimiento. Como la sobresaturación y la velocidad de crecimiento disminuyen a medida que avanza la precipitación, la cantidad de material ocluido es mayor en la parte del cristal que se forma primero.

Atrapamiento mecánico

Sucede cuando los cristales permanecen muy juntos durante el crecimiento. En este caso, varios cristales crecen juntos y como consecuencia una porción de la solución queda atrapada en pequeños huecos. La oclusión y el atrapamiento mecánico son mínimos cuando bajamos la velocidad a laque se forma el precipitado, es decir, en condiciones de baja sobresaturación. Además, la digestión con frecuencia nos ayuda mucho a reducir estos tipos de coprecipitación. Ciertamente, la disolución y reprecipitación rápidas que suceden a la temperatura elevada de la digestión abre los huecos y permite que las impurezas salgan a la solución. Los cristales mixtos pueden formarse tanto en los precipitados coloidales como en los cristalinos, mientras que la oclusión y el atrapamiento mecánico están restringidos a los precipitados cristalinos.

La coprecipitación es la contaminación de una sustancia insoluble que acarrea solutos disueltos del medio líquido. Aquí la palabra ‘contaminación’ se aplica para aquellos casos donde los solutos solubles precipitados por un soporte insoluble son indeseables; pero cuando no lo son, se tiene entre manos un método analítico o sintético alternativo.

Por otro lado, el soporte insoluble es la sustancia precipitada. Esta puede portar el soluto soluble en su interior (absorción) o sobre su superficie (adsorción). El modo en cómo lo haga, cambiará por completo las propiedades fisicoquímicas del sólido resultante.

Aunque pueda parecer el concepto de coprecipitación un poco confuso, es más común de lo que se piensa. ¿Por qué? Porque, más que simples sólidos contaminados, se forman soluciones sólidas de complejas estructuras y ricas en componentes invaluables. La tierra de la que se nutren las plantas, son ejemplos resultados de la coprecipitación.

Asimismo, los minerales, las cerámicas, arcillas, y las impurezas en el hielo, son también producto de este fenómeno. De no ocurrir, los suelos perderían una gran parte de sus elementos esenciales, los minerales no serían como se conocen actualmente, y tampoco se contaría con un método importante para la síntesis de nuevos materiales.