16.19: Predecir precipitados usando reglas de solubilidad
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Predecir el clima es un asunto complicado. Se necesita un examen minucioso de una gran cantidad de datos para hacer el pronóstico diario. Patrones de viento, datos históricos, presión barométrica: estos y muchos otros datos se alimentan en computadoras que luego usan un conjunto de reglas para predecir lo que sucederá en función de la historia pasada.
Reglas de Solubilidad
Algunas combinaciones de reactivos acuosos dan como resultado la formación de un precipitado sólido como producto. Sin embargo, algunas combinaciones no producirán tal producto. Si se mezclan soluciones de nitrato de sodio y cloruro de amonio, no se produce ninguna reacción. Se podría escribir una ecuación molecular que muestre una reacción de doble reemplazo, pero ambos productos, cloruro de sodio y nitrato de amonio, son solubles y permanecerían en la solución como iones. Cada ion es un ion espectador y no hay ninguna ecuación iónica neta en absoluto.
Es útil para poder predecir cuándo ocurrirá un precipitado en una reacción. Para ello, se puede utilizar un conjunto de pautas llamadas reglas de solubilidad (mostradas en la Tabla\(\PageIndex{1}\)).
| Soluble | Compuestos que contienen los iones de metal alcalino\(\left( \ce{Li^+}, \: \ce{Na^+}, \: \ce{K^+}, \: \ce{Rb^+}, \: \ce{Cs^+} \right)\) e ión amonio\(\left( \ce{NH_4^+} \right)\). |
|---|---|
| Soluble | Compuestos que contienen el ion nitrato\(\left( \ce{NO_3^-} \right)\), el ion acetato\(\left( \ce{CH_3COO^-} \right)\), el ion\(\left( \ce{ClO_3^-} \right)\) clorato y el ion bicarbonato\(\left( \ce{HCO_3^-} \right)\). |
| Mayormente Soluble | Compuestos que contienen el ion cloruro\(\left( \ce{Cl^-} \right)\), el ion\(\left( \ce{Br^-} \right)\) bromuro y el ión yoduro\(\left( \ce{I^-} \right)\). Las excepciones son las de plata\(\left( \ce{Ag^+} \right)\), mercurio (I)\(\left( \ce{Hg_2^{2+}} \right)\) y plomo (II)\(\left( \ce{Pb^{2+}} \right)\). |
| Mayormente Soluble | Compuestos que contienen el ion sulfato\(\left( \ce{SO_4^{2-}} \right)\). Las excepciones son las de plata\(\left( \ce{Ag^+} \right)\), calcio\(\left( \ce{Ca^{2+}} \right)\), estroncio\(\left( \ce{Sr^{2+}} \right)\), bario\(\left( \ce{Ba^{2+}} \right)\), mercurio (I)\(\left( \ce{Hg_2^{2+}} \right)\) y plomo (II)\(\left( \ce{Pb^{2+}} \right)\). |
| En su mayoría insolubles | Compuestos que contienen el ion carbonato\(\left( \ce{CO_3^{2-}} \right)\), el ion fosfato\(\left( \ce{PO_4^{3-}} \right)\), el ion cromato\(\left( \ce{CrO_4^{2-}} \right)\), el ion\(\left( \ce{S^{2-}} \right)\) sulfuro y el ion silicato\(\left( \ce{SiO_3^{2-}} \right)\). Las excepciones son las de los metales alcalinos y el amonio. |
| En su mayoría insolubles | Compuestos que contienen el ión hidróxido\(\left( \ce{OH^-} \right)\). Las excepciones son las de los metales alcalinos y el ión bario\(\left( \ce{Ba^{2+}} \right)\). |
Para la práctica usando las reglas de solubilidad, prediga si se formará un precipitado cuando se mezclen soluciones de bromuro de cesio y nitrato de plomo (II).
\[\ce{Cs^+} \left( aq \right) + \ce{Br^-} \left( aq \right) + \ce{Pb^{2+}} \left( aq \right) + 2 \ce{NO_3^-} \left( aq \right) \rightarrow ?\nonumber \]
Los posibles precipitados de una reacción de doble reemplazo son nitrato de cesio y bromuro de plomo (II). De acuerdo con la tabla de reglas de solubilidad, el nitrato de cesio es soluble porque todos los compuestos que contienen el ión nitrato, así como todos los compuestos que contienen los iones de metales alcalinos, son solubles. La mayoría de los compuestos que contienen el ion bromuro son solubles, pero el plomo (II) es una excepción. Por lo tanto, los iones de cesio y nitrato son iones de espectador y el bromuro de plomo (II) es un precipitado. La reacción iónica neta equilibrada es:
\[\ce{Pb^{2+}} \left( aq \right) + 2 \ce{Br^-} \left( aq \right) \rightarrow \ce{PbBr_2} \left( s \right)\nonumber \]