Solutos iónicos y covalentes: definición y diferencia

Publicado el 9 noviembre, 2020

Introducción

En un día caluroso de verano, es bueno mezclar un lote de limonada y acostarse en una hamaca en el patio trasero. Por supuesto, no olvide una parte importante de la receta, o su limonada tendrá un sabor demasiado ácido: ¡azúcar! Disuelve azúcar en su agua de limón ácida y de sabor agrio para hacer una solución dulce y picante. Una solución es una mezcla uniforme de dos o más solutos y un solvente. La sustancia en mayor cantidad es el solvente y la sustancia en menor cantidad es el soluto.. En este caso, el agua es el solvente y el azúcar y el jugo de limón son solutos. Aportan sabores únicos y propiedades químicas a su limonada. Analicemos estos diferentes solutos y las clases de compuestos a los que pertenecen, así como las propiedades de las soluciones que los contienen. A lo largo de la lección, hablaremos sobre soluciones hechas con agua como solvente, pero los principios básicos se aplican a todos los solventes.

Solutos covalentes

Los solutos covalentes son moléculas o compuestos que tienen enlaces covalentes, donde los electrones se comparten entre los átomos. Los elementos del grupo principal forman la mayoría de las moléculas o compuestos covalentes existentes. Estos productos químicos se encuentran en todas partes: en el aire que respiramos, el agua que bebemos y los alimentos que comemos. El azúcar y el jugo de limón son solutos covalentes. Por suerte, ambos se disuelven fácilmente en agua. En otras palabras, las moléculas de agua pueden rodear estos solutos para formar una solución; ninguno de los solutos flotaría sobre el agua ni se hundiría hasta el fondo de su vaso de limonada (suponiendo que lo revuelva lo suficiente). Sin embargo, solo el jugo de limón ácido aumentará la conductividad eléctrica de su limonada. Investiguemos la razón a continuación.

Electrolitos frente a no electrolitos

El jugo de limón ácido es un electrolito porque forma iones en solución. Específicamente, la molécula ácida en el jugo de limón pierde H + , un protón, dejando un ión con carga negativa. Cuando se agrega jugo de limón al agua, las moléculas de agua aprovechan rápidamente la oportunidad para rodear al protón y al ión negativo de manera óptima: las partes más positivas de las moléculas de agua (más cercanas a sus átomos de H) apuntan hacia el ión negativo, mientras que las más la parte negativa de las moléculas de agua (el átomo de O) apunta hacia los protones.

Disolución ácida débil

Varias moléculas de agua pueden rodear y disolver cada ion. Sin embargo, no todas las moléculas de ácido se romperán en iones, solo un pequeño porcentaje de ellos. La reorientación de las moléculas de agua de manera óptima para disolver un soluto también ocurre para las moléculas de ácido que no se ionizan. Las moléculas o compuestos que solo se ionizan parcialmente en una solución se denominan electrolitos débiles . Los diversos ácidos en el jugo de limón son, por lo tanto, electrolitos débiles porque se disuelven completamente pero solo se ionizan parcialmente. Las moléculas o compuestos que se disocian completamente en iones se denominan electrolitos fuertes . Los electrolitos fuertes incluyen algunos solutos covalentes como ácidos fuertes (por ejemplo, ácido clorhídrico) y compuestos iónicos, de los que hablaremos más adelante.

La presencia de especies cargadas en solución hace que sea fácil para que la electricidad fluya a través de la solución (de ahí el nombre electro Lyte). Puede confirmar esto pasando una corriente de una batería a través de una solución de electrolito fuerte o débil, a una bombilla en el otro lado.

Electrolitos

Los electrolitos débiles harán que la bombilla brille tenuemente (panel izquierdo), mientras que los fuertes harán que la bombilla brille intensamente porque la solución es mucho más conductora (panel derecho).

Por otro lado, el azúcar no se rompe en iones en solución en absoluto : es un no electrolito . Por esta razón, las soluciones sin electrolitos no conducen bien la electricidad. En otras palabras, la bombilla no se encendería en absoluto si agregas azúcar, ¡pero olvidas los limones para tu limonada!

Solutos iónicos

¿Qué tal si agregamos una pizca de sal, NaCl, a nuestra limonada? Mientras que los electrones se comparten entre los átomos en compuestos covalentes, en el soluto iónico NaCl un electrón se transfiere completamente del metal (Na) al no metal (Cl) cuando estos dos elementos reaccionan, formando un cristal hecho de muchos iones positivos de Na +. (cationes) e iones Cl negativos (aniones). Los solutos iónicos conducen la electricidad bastante bien suponiendo que podamos disolverlos en agua; son electrolitos fuertes. El NaCl se disuelve espontáneamente en agua, pero este no es el caso de todos los solutos iónicos. Retirar los iones positivos de Na + del Cl negativo Los iones requieren una cantidad sustancial de energía. Después de todo, ¡los opuestos se atraen! La razón por la que el NaCl se disuelve en el agua es que las atracciones de agua – Na + y agua – Cl son más fuertes y “triunfan” sobre las atracciones de Na + – Cl .

NaCl disolviéndose en agua

Muchos compuestos iónicos se disolverán en agua, mientras que otros no, o se disolverán solo en pequeña medida. Para los compuestos insolubles, las atracciones catión-anión son más fuertes que las atracciones agua-catión y agua-anión. Si tuviéramos una muestra de un soluto iónico ligeramente soluble y tratáramos de disolverlo en agua, solo se disolvería una fracción muy pequeña de la muestra. De hecho, los solutos iónicos solo se disuelven en la medida en que se disocian en iones.

En otras palabras, si solo puede disolver un poco de la muestra, solo puede ionizar un poco de la muestra. Por esta razón, los compuestos iónicos se consideran electrolitos débiles si no son muy solubles en agua. Por ejemplo, la sal Ca (OH) 2 es solo ligeramente soluble en agua. La única especie que esperamos encontrar disuelta en una solución de Ca (OH) 2 / agua es una pequeña cantidad de iones Ca 2+ y OH . El resto del Ca (OH) 2 que ponemos en el recipiente eventualmente se hundirá hasta el fondo del recipiente.

Resumen de la lección

Hemos descrito solutos covalentes e iónicos y electrolitos débiles versus fuertes. Los solutos covalentes tienen enlaces químicos covalentes entre sus átomos constituyentes. Muchos solutos covalentes son electrolitos débiles en el agua porque solo una pequeña fracción de ellos se disocia en iones; En esta lección, los ácidos del jugo de limón son ejemplos de electrolitos débiles. Un soluto covalente como el azúcar no se disocia en iones en absoluto cuando se disuelve en agua, por lo que no es un electrolito . No aumentará la conductividad eléctrica del agua. Finalmente, los solutos iónicos como la sal de mesa, NaCl, son electrolitos fuertes.porque se disocian en sus iones constituyentes cuando se disuelven en agua. La excepción es cuando un compuesto iónico no es muy soluble. Dicho compuesto es un electrolito débil porque solo se libera una pequeña cantidad de iones en la solución acuosa.

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