Disoluciones Ionicas

INTRODUCCION.

Los iones son componentes esenciales de la materia tanto inerte como viva. Son partículas con carga eléctrica neta que participan en un buen número de fenómenos químicos.
A temperatura ambiente, los iones de signo opuesto se unen entre sí fuertemente siguiendo un esquema regular y ordenado que se manifiesta bajo la forma de un cristal. En disolución, son la base de procesos comola electrólisis y el fundamento de aplicaciones como las pilas y los acumuladores.
La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.
La magnitud del efecto electrolítico depende en gran medida de las cargas de lasespecies participantes en un equilibrio.
La actividad de una sustancia en una disolución es una medida de la tendencia de la sustancia a escapar de la disolución a otras disoluciones con menor actividad. Los coeficientes de actividad varían de la unidad debida principalmente a las diferentes fuerzas intermoleculares que experimentan en la disolución con respecto al estado de referencia, por lotanto cuando en la reacción intervienen especies cargadas, la discrepancia será mayor.

DESARROLLO

Disoluciones iónicas
La fuerza iónica, I, de una disolución es una función de la concentración de todos los iones presentes en ella, definida como:

donde cB es la concentración molar de iones B, zB es la carga de cada ion, y el sumatorio se refiere a cada una de las especies iónicaspresentes en el medio.
A la vista de la definición mostrada, se puede comprobar cómo la multivalencia de los electrolitos presentes en el medio contribuye en gran medida a aumentar la fuerza iónica con respecto a la concentración. Así, para una disolución formada por cloruro de sodio, NaCl, la fuerza iónica es igual a la concentración, dado que en el medio hay iones Na+ y Cl -, ambos de igualcarga (1) pero signo contrario. Sin embargo en una disolución de sulfato de magnesio, MgSO4, la fuerza iónica es cuatro veces mayor que la concentración, dado que existen iones Mg2+ y SO42- con una carga el doble que la del cloruro sódico.
Dado que en las disoluciones no ideales los volúmenes no son estrictamente aditivos, es aconsejable trabajar con molalidad como unidad de concentración. Eneste caso, la fuerza iónica quedaría definida como:


La fuerza iónica juega un papel muy importante en la teoría de Debye-Hückel, que permite describir las desviaciones con respecto a la idealidad típicamente encontrada en las disoluciones iónicas.
También se hace necesaria en el estudio y en la caracterización físico-química de los coloides y, por tanto, en su descripción mediantela Teoría DLVO. Ello se debe a que se requiere el parámetro de la longitud de Debye, definida como la inversa del parámetro de Debye, κ, que es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la fuerza iónica. Al incrementarse la fuerza iónica por un aumento de la concentración o de la valencia de los contraiones, se produce una disminución en la doble capa eléctrica y un incremento en el gradientede potencial.

Carga, energía y trabajo

• Carga
La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez,generadora de ellos.
La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se han podido observar libres en la naturaleza....