Teoría de la disolución electrolítica

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Introducción

Las propiedades coligativas son propiedades universales que sólo dependen de la concentración del soluto y no de la naturaleza de sus moléculas. Las propiedades coligativas no guardan ninguna relación con el tamaño ni con cualquier otra propiedad de los solutos.

En este proyecto podremos investigar la Teoría de la disolución electrolítica, y definir con ejemplos un número de propiedades tales como:

• Disminución de la presión de vapor.
• Elevación del punto de ebullición.
• Disminución del punto de congelación.
• Presión osmótica.
• Conductividad eléctrica de las disoluciones. (no coligativa).

Teoría de la disolución electrolítica[pic 5]

 Svante A. Arrhenius fue un científico sueco que realizó el grado académico doctoral en la universidad de Uppsala, donde se recibió en 1884. Durante sus estudios investigó las propiedades conductoras de las das disoluciones electrolíticas (que conducen carga), formulando en su tesis doctoral  la Teoría de disociación electrolítica, por la cual se le otorgo el premio nobel de química.

Arrhenius propuso que ciertas sustancias al ponerse en contacto con el agua, forman iones positivos y negativos que pueden conducir la corriente eléctrica (los denominados electrolitos). La teoría también permitió dar una definición a los conceptos de base y ácido. Un acido es una sustancia que en disolución acuosa da H+, y una base es una sustancia que en disolución acuosa da OH-.

El modelo de fórmula  postulado en esta teoría es:,tomando como AB, una sustancia hipotética y soluble en agua. De manera que  la carga total de los cationes es igual a la carga sobre los aniones. La disolución en su conjunto es neutra. (Esta teoría es solo válida para disoluciones acuosas).[pic 6]

Como ejemplo concreto, tenemos un vaso vacío, solamente está con sal (NaCl), al agregarle agua vemos que la sal se disocia y solo queda agua aparentemente en lo visible. Entonces tenemos una disolución acuosa con sal como soluto. Según esta teoría, la fórmula para esta mezcla homogénea seria:[pic 7]

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Validando esta teoría tenemos que

efectivamente el sodio quedo cargado

positivamente y el cloro negativamente,

gracias a que el agua disoció al soluto,

tal como Arrhenius planteó.

Conductividad eléctrica de las disoluciones.[pic 9]

Durante el siglo XIX el célebre científico inglés Michael Faraday descubrió que las disoluciones acuosas de ciertos solutos tenían la propiedad de conducir la electricidad, mientras que otras con solutos de diferente naturaleza química no lo hacían. La conductividad eléctrica la podemos definir como la capacidad de un cuerpo, de permitir el paso de la corriente eléctrica a través de sí. La conductividad eléctrica puede presentarse en los diferentes estados de la materia, como el estado líquido, sólido y gaseoso. A continuación, solo se considerará las disoluciones acuosas, que utilizan agua líquida como solvente.

La conductividad en este tipo de disolución está relacionada con la presencia de solutos iónicos en el disolvente, cuya disociación genera iones positivos y negativos capaces de transportar la corriente eléctrica a través de la solución. Podemos dividir a los solutos en dos categorías: electrolitos y no electrolitos (Dependiendo del grado de disociación, los electrolitos se clasifican como electrolitos fuertes, los cuales se disociación completamente, y electrolitos débiles (disociación parcial).

Un electrolito es una sustancia que al disolverse en agua se disocia o separa en sus correspondientes iones,  (especias químicas que presentan carga positiva o negativa), nombrado anteriormente, formando una disolución que conduce la corriente eléctrica. Dicha disolución, se conoce como disolución electrolítica. Un soluto del tipo no electrolito, es una sustancia no conductora de la corriente eléctrica, debido a que no genera iones, constituyendo parte de una disolución no electrolítica. Por ejemplo, la glucosa, la sacarosa y la sucralosa son compuestos covalentes que en disolución acuosa no conducen la electricidad.

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Conductividad eléctrica de las disoluciones.

Usaremos el siguiente ejemplo:[pic 11]

La figura de ejemplo ilustra una manera simple, para determinar si un soluto es electrolito o no. Dos láminas metálicas, como cobre o platino (que actúan como electrodos positivos y negativos) son introducidas en agua pura o destilada. Para que la ampolleta se encienda debe haber un flujo de corriente eléctrica desde un electrodo a otro, para cerrar el circuito.

• El primer caso, donde representa agua pura con los electrodos, se evidencia que la ampolleta no enciende, ya que el agua pura es un mal conductor de la corriente eléctrica.
• Sin embargo, si se agrega una pequeña cantidad de un electrolito, como el cloruro de sodio (NaCl, que es un compuesto iónico) se encenderá la ampolleta, debido a que el compuesto se disocia en iones sodio (Na+) e iones cloruro (Cl-), generando una disolución electrolítica. Las fuerzas eléctricas hacen que el ion Na+ se mueva en una dirección y el ion Cl- en la opuesta y que es así como se transporta la corriente eléctrica.

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• En el caso donde se agrega un electrolito que se disocia parcialmente como es una solución de ácido acético forman una menor cantidad de especies cargadas, por lo tanto la conducción eléctrica será inferior, por consiguiente se dice que es un electrolito débil.

Disminución de la presión de vapor.[pic 13]

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