Potencial Ionico PDF

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Resumen Potencial Iónico
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Potencial Iónico  

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Los iones en solución atraen a las moléculas de agua; los cationes atraen a los extremos negativos de los dipolos de agua; los aniones a los extremos positivos El número de moléculas de agua que pueden rodear a un ion dado depende del tamaño de éste; mientras más grande sea el tamaño del ion mayor será el número de moléculas de agua que podrá agruparse en su entorno. El grado de hidratación del ión depende también de la intensidad de la carga sobre su superficie. La hidratación de un ion es proporcional a su carga (z), e inversamente proporcional a su radio (r). El factor z/r se conoce con el nombre de potencial iónico (ϕ ) En cierto grado, el potencial iónico es una medida de electronegatividad, puesto que cuanto más pequeño sea el radio de un ion positivo, y más elevada su carga, su óxido será más ácido, es decir removerá de la solución los iones OH- y producirá más hidrogeniones Otra manera de visualizar la electronegatividad es compararla con el grado de polarización del catión con respecto al anión, y poder evaluar el grado de covalencia o ionicidad del enlace. Así, el grado de polarización de un anión será más intenso si el catión tiene una carga alta; y el campo de polarización del catión será también más intenso si el catión es pequeño, puesto que permite que su carga pueda ser llevada más cerca del anión. Quienes poseen poco poder polarizador forman enlaces iónicos más puros En los halogenuros el enlace será covalente si ϕ > 4,84, pero si ϕ < 4,84, la unión será iónica en grado predominante. Estos valores cambian con el tamaño del anión; éste es tanto más polarizable cuanto mayor es su radio. La polarización consiste en una deformación del ion, cuyas cargas electrónicas negativas se desplazan hacia un polo, esta deformación favorece la coparticipación de las órbitas entre anión y catión, y el carácter direccional propio del enlace covalente La polarización produce coloración en el compuesto, porque el dipolo resultante posee un período de oscilación característico que le permite absorber una determinada frecuencia de la radiación luminosa. La concentración de carga positiva sobre la superficie de un catión repele a los protones en las moléculas de agua coordinadas. Si la repulsión es suficientemente grande, algunos de estos protones pueden ser separados, con lo cual neutralizan la carga sobre el catión central y dan como resultado la precipitación de un hidróxido insoluble Con fuerzas repulsivas muy elevadas, es decir, con potenciales iónicos muy altos, todos los protones son expulsados de las moléculas de agua atraídas y se forma un anión oxácido. El potencial iónico de un elemento particular determina en gran medida su orden de depositación durante la formación de rocas sedimentarias, y tiene además gran

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influencia en todos los procesos formativos de minerales que ocurren en medios acuosos. Elementos con bajo potencial iónico, tales como Na, Ca y Mg, permanecen en solución durante el proceso de meteorización y transporte Elementos con potencial iónico intermedio son precipitados por hidrólisis, siendo sus iones asociados con grupos hidroxilos procedentes de las soluciones acuosas Elementos con potencial iónico aún más elevado forman aniones conteniendo oxígeno, los cuales son a su vez solubles Cuando se proyectan los elementos sobre un diagrama, en el cual los radios iónicos son las ordenadas y la carga iónica las abscisas, el campo queda dividido en tres partes: cationes solubles, elementos hidrolizables, y elementos de aniones complejos solubles

El hierro al estado ferroso es estable en solución (ϕ = 2,7), de modo que la precipitación del hierro ha de ser precedida por su oxidación al estado férrico, con un potencial mucho más elevado (ϕ = 4,7). El manganeso es estable en solución como Mn2+ (ϕ = 2,5), y es precipitado en forma hidratada tetravalente (ϕ = 6,7). Ciertos elementos menos comunes y tetravalentes se concentran en sedimentos hidrolizados, disminuyendo su potencial iónico dentro de los límites indicados. La liberación de iones de la estructura silicatada es función del potencial iónico de los cationes y de su solubilidad en las condiciones de pH de las aguas naturales. En general, las reacciones geoquímicas están regidas, en gran medida, por el potencial iónico de los elementos. Si imaginamos la carga de un ion distribuida en toda su superficie, entonces el potencial iónico (ϕ ) representa la densidad de distribución de la carga en toda la superficie, factor que al mismo tiempo es una medida del poder polarizante del catión respecto al anión. Goldschmidt (1933) fue el primero en señalar la relación entre el potencial iónico y el comportamiento de los elementos en los ambientes acuosos naturales.

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Grupo I: Cationes Solubles. Cationes de bajo potencial iónico (ϕ < 3,0), con cargas no mayores de 2 y radios relativamente grandes, se mantienen en solución aun a pH elevado. Estos cationes (Na+, Ca2+, Mg2+) desarrollan un campo electrostático débil, atraen dipolos de agua y forman iones solvatados, unidos íntimamente al agua fluyen con ella. Cuando ϕ...