En química , la coprecipitación ( CPT ) o coprecipitación es el arrastre por un precipitado de sustancias normalmente solubles en las condiciones empleadas. [1] De manera análoga, en medicina , la coprecipitación (conocida como inmunoprecipitación ) es específicamente "un ensayo diseñado para purificar un solo antígeno de una mezcla compleja utilizando un anticuerpo específico adherido a un soporte en forma de perlas". [2]
La coprecipitación es un tema importante en el análisis químico , donde puede ser indeseable, pero también puede ser explotada de manera útil. En el análisis gravimétrico , que consiste en precipitar el analito y medir su masa para determinar su concentración o pureza, la coprecipitación es un problema porque las impurezas no deseadas a menudo coprecipitan con el analito, lo que resulta en un exceso de masa. Este problema a menudo se puede mitigar mediante la "digestión" (esperando a que el precipitado se equilibre y forme partículas más grandes y puras) o redisolviendo la muestra y precipitándola nuevamente. [3]
Por otra parte, en el análisis de oligoelementos, como suele ocurrir en radioquímica , la coprecipitación es a menudo la única forma de separar un elemento. Dado que el oligoelemento está demasiado diluido (a veces menos de una parte por billón) para precipitar por medios convencionales, normalmente se coprecipita con un portador , una sustancia que tiene una estructura cristalina similar que puede incorporar el elemento deseado. Un ejemplo es la separación del francio de otros elementos radiactivos mediante la coprecipitación con sales de cesio como el perclorato de cesio . A Otto Hahn se le atribuye la promoción del uso de la coprecipitación en radioquímica.
Existen tres mecanismos principales de coprecipitación: inclusión, oclusión y adsorción . [3] Una inclusión (incorporación en la red cristalina) ocurre cuando la impureza ocupa un sitio de la red en la estructura cristalina del portador, lo que resulta en un defecto cristalográfico ; esto puede suceder cuando el radio iónico y la carga de la impureza son similares a los del portador. Un adsorbato es una impureza que está débil o fuertemente unida (adsorbida) a la superficie del precipitado. Una oclusión ocurre cuando una impureza adsorbida queda atrapada físicamente dentro del cristal a medida que crece.
Además de sus aplicaciones en el análisis químico y en la radioquímica, la coprecipitación también es importante para muchos problemas ambientales relacionados con los recursos hídricos, incluido el drenaje ácido de minas , la migración de radionúclidos alrededor de depósitos de desechos, el transporte de metales pesados tóxicos en sitios industriales y de defensa, las concentraciones de metales en sistemas acuáticos y la tecnología de tratamiento de aguas residuales . [4]
La coprecipitación también se utiliza como método de síntesis de nanopartículas magnéticas . [5]
Hay dos modelos que describen la distribución del compuesto trazador entre las dos fases (el precipitado y la solución): [6] [7]
dónde:
Para D y λ mayores que 1, el precipitado está enriquecido en el trazador.
Dependiendo del sistema de coprecipitación y las condiciones, λ o D pueden ser constantes.
La ley de Doerner-Hoskins se deriva de la premisa de que no hay intercambio de masa entre el interior de los cristales precipitantes y la solución. Cuando se cumple esta premisa, el contenido del trazador en el cristal no es uniforme (se dice que los cristales son heterogéneos). Cuando se aplica la ley de Berthelot-Nernst, la concentración del trazador en el interior del cristal es uniforme (y se dice que los cristales son homogéneos). Este es el caso cuando es posible la difusión en el interior (como en los líquidos) o cuando se permite que los pequeños cristales iniciales recristalicen. Los efectos cinéticos (como la velocidad de cristalización y la presencia de mezcla) juegan un papel.
