Contenido
- TL; DR (demasiado largo; no leído)
- Compuestos ionicos
- Compuestos iónicos en agua
- Concentración de una sustancia
- Conductividad eléctrica
- Conductividad y concentración
Cuando observa una taza de agua salada, es posible que no se imagine que tiene el potencial de conducir electricidad, ¡pero lo hace! La relación entre una solución iónica como el agua salada y su conductividad es una función de su concentración y la capacidad de sus partículas cargadas para moverse libremente en la solución.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
Las soluciones que contienen sales disueltas conducen la electricidad porque liberan partículas cargadas en una solución que puede transportar una corriente eléctrica. En general, la conductividad de las soluciones de sal aumenta a medida que aumenta la cantidad de sal disuelta. Sin embargo, el aumento exacto de la conductividad se complica por la relación entre la concentración de la sal y la movilidad de sus partículas cargadas.
Compuestos ionicos
Para un químico, el término "sal" se refiere a algo más que sal de mesa simple. Como una clase de compuestos, las sales son químicos compuestos de un metal y un no metal. El metal asume una carga positiva y es un catión, mientras que el no metal asume una carga negativa y es un anión. Los químicos se refieren a sales como los compuestos iónicos. Las interacciones electrostáticas, que simplemente se refieren a las fuerzas de atracción entre el metal con carga opuesta y el no metal, mantienen unidos los compuestos iónicos como sólidos.
Compuestos iónicos en agua
Algunos compuestos iónicos son solubles en agua, lo que significa que se disuelven en agua. Cuando estos compuestos se disuelven, se disocian o se rompen en sus iones respectivos. La sal de mesa, también llamada cloruro de sodio y NaCl abreviado, se disocia en iones de sodio (Na) e iones de cloruro (Cl). No todos los compuestos iónicos se disuelven en agua. Las pautas de solubilidad proporcionan a los químicos y estudiantes una comprensión general de qué compuestos se disolverán y qué compuestos no se disolverán.
Concentración de una sustancia
En términos básicos, la concentración simplemente se refiere a la cantidad de sustancia disuelta en una cantidad dada de agua. Los científicos usan varias unidades para especificar la concentración, como la molaridad, la normalidad, el porcentaje de masa y las partes por millón. Sin embargo, la unidad exacta de concentración es secundaria al principio general de que una concentración más alta significa una mayor cantidad de sal disuelta por unidad de volumen.
Conductividad eléctrica
Muchas personas se sorprenden al saber que el agua pura es en realidad un mal conductor de la electricidad. El término relevante en la declaración anterior es "puro". Prácticamente cualquier agua de una fuente de agua natural como un río, lago u océano actuará como un conductor porque contiene sales disueltas.
Los buenos conductores permiten un flujo fácil y sostenido de corriente eléctrica. En general, un buen conductor posee partículas cargadas que son relativamente móviles (libres de moverse). En el caso de sales disueltas en agua, los iones representan partículas cargadas con movilidad relativamente alta.
Conductividad y concentración
La conductividad de una solución depende del número de portadores de carga (las concentraciones de los iones), la movilidad de los portadores de carga y su carga. Teóricamente, la conductividad debería aumentar en proporción directa a la concentración. Esto implica que si la concentración de cloruro de sodio, por ejemplo, en una solución se duplica, la conductividad también debería duplicarse. En la práctica, esto no es cierto. La concentración y la movilidad de los iones no son propiedades independientes. A medida que aumenta la concentración de un ion, disminuye su movilidad. Como consecuencia, la conductividad aumenta linealmente con respecto a la raíz cuadrada de concentración en lugar de en proporción directa.