Soluciones de iones inorgánicos

 

Los iones pequeños desorganizan la estructura del agua líquida.

 

La interacción electrostática entre el ion y el dipolo de agua conlleva a una orientación de las moleculares de agua con respecto al ion, los puentes de Hidrógeno entre las moleculares de agua se debilitan y rompen a medida que se alejan de su geometría natural. En la estructura hidratada final, cada ion es rodeado por moléculas de agua orientadas de tal forma que la carga parcial contraria rodea al ion (ver figura). El número de moléculas de agua que intervienen en la primera capa de hidratación depende del tamaño y carga del ion.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Figura: representación de la disposición de un ion (anion) en una solución acuosa.

 

 

La entalpía asociada con la hidratación del ion es siempre negativa (DH < 0), este valor es más negativo para iones multivalentes que para monovalentes.

 

 

 

Ion

DH de hidratación

KJ mol-1

H+

Li+

Na+

K+

Ca2+

Al3+

-1071

--548

-485

-385

-1715

-4807

 

 

Tabla: valor de entalpía de hidratación para algunos iones sencillos.

 

 

El DH es cuantificable y atribuible a la combinación de la primera y segunda capa de hidratación, así como a la energía de los puentes de Hidrógeno perdida cuando la estructura del agua en el bulto es perturbada. Este decremento es una consecuencia de remover moléculas de agua del bulto en donde la entropía es elevada a la capa de hidratación del ion donde el agua debe estructurarse. El número de microestados en el bulto es mucho mayor que el número de posiciones alrededor del ion, la entalpía y entropía de solvatación dependen de la identidad del ion, no únicamente de su carga o tamaño.

 

Remover las moléculas de agua de las capas de hidratación de los iones inorgánicos es un proceso endotérmico. Por ejemplo el cotransporte de agua a través de las membrana biológicas con un número de especies cargadas.

 

 

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Dr. Edgar Vázquez-Contreras

Instituto de Química, UNAM

 

 

 

 

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Última actualización: 15 de Octubre de 2003

 

 

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