Electrolitos: Fundamentos y Clasificación

El agua es esencialmente un mal conductor de la electricidad, pero hay compuestos químicos que, al ser disueltos en ella, la convierten en un excelente conductor; otros solutos solo acrecientan débilmente su conductividad; mientras que otros no la mejoran ni ligeramente (como glucosa, urea, etc.).

Se clasifican en:

  • Fuertes
  • Débiles
  • No electrolitos

Electrolitos Fuertes

Estos electrolitos, en disolución acuosa, se encuentran totalmente disociados en iones, es decir, en átomos o grupos de átomos dotados de carga positiva (cationes) o negativa (aniones). Entre los electrolitos fuertes se distinguen dos situaciones bien distintas:

  1. Compuestos iónicos: Ya en estado sólido, están constituidos exclusivamente por iones que se sitúan en los nidos de la red cristalina característica del compuesto. Estos iones, que en la red sólida están firmemente unidos por fuerzas electrostáticas, se disocian unos de otros al ser introducido el compuesto en un disolvente de las características físicas y químicas del agua.

  2. Compuestos covalentes que reaccionan con agua: Se trata de compuestos que, en estado puro, antes de ser disueltos en agua, carecen de iones. Son compuestos en cuyas moléculas los átomos se unen por enlaces covalentes y que, al disolverse en agua, reaccionan con ella produciendo los iones.

Las dos clases de electrolitos fuertes que se han descrito experimentan en el agua una disociación total.

Electrolitos Débiles

Son compuestos que no experimentan en el agua más que una disociación parcial. Esta limitada extensión de la disociación iónica se debe a que solo una pequeña fracción de moléculas del soluto reacciona con el agua. Es muy importante destacar el hecho de que las concentraciones de las moléculas no disociadas y de las especies iónicas presentes en la disolución electrolítica se mantienen constantes. Esta situación se trata de un equilibrio de disociación iónica, y la magnitud de esta disociación se denomina grado de disociación (α).

Ácidos y Bases Fuertes

Al disolver un ácido fuerte, como el HCl, en el agua tienen lugar simultáneamente dos reacciones: la disolución del ácido (total) y la disociación del agua (en muy pequeña extensión).

Ácidos y Bases Débiles

Las disoluciones acuosas de ácidos o bases débiles presentan un equilibrio entre la parte disociada y la parte sin disociar, y este está regido por la constante de equilibrio.

Grado de Disociación

Se entiende por grado de disociación de un ácido o de una base débil a la fracción de moles disociados, es decir, la razón entre los moles disociados (x) y los moles inicialmente disueltos del ácido o de la base (c) por litro de disolución.

Volumetría: Métodos y Conceptos Clave

La volumetría es un método de análisis cuantitativo que consiste en determinar el volumen de una solución de concentración conocida que se requiere para la reacción cuantitativa con un volumen dado de la solución de la sustancia que se analiza. La solución de concentración conocida tiene que ser una disolución patrón o una disolución valorada.

Valoración o Titulación

Es el proceso de adición de un volumen medido de la disolución de concentración conocida para que reaccione con el constituyente buscado.

Disolución Patrón

Es la disolución de concentración conocida. Puede prepararse de forma directa o calcular su concentración por normalización con un patrón tipo primario (P.T.P.).

Punto de Equivalencia

Es el punto estequiométrico en el cual el número de equivalentes de una sustancia cuya cantidad se quiere determinar es igual al número de equivalentes del reactivo patrón.

Punto Final

El punto final se aprecia por un cambio brusco de alguna propiedad del sistema reaccionante, tal como un cambio de color en la disolución producido por un indicador o la aparición de un precipitado. El punto final debe coincidir con el punto de equivalencia, ya que el punto final es una manifestación física del punto de equivalencia.

Indicador

Es un reactivo auxiliar que se añade en algunas valoraciones para reconocer el punto final mediante el cambio de color del mismo. El indicador, si está correctamente elegido, debe virar lo más cerca posible del punto de equivalencia.

Error de Titulación

Es la diferencia que hay entre el volumen de disolución patrón necesario para alcanzar el punto de equivalencia y el volumen gastado para llegar al punto final.

Precisión de una Medida

Una medida será más precisa cuanto menor sea su error relativo.

Exactitud de una Medida

Una medida será más exacta cuanto menor sea su error absoluto.

Fidelidad de un Aparato

Un aparato es fiel cuanto a igual intensidad de magnitud tiene el mismo comportamiento.

Sensibilidad y Selectividad en Ensayos Analíticos

La sensibilidad de un ensayo analítico queda determinada en forma cuantitativa por la cantidad mínima de sustancia detectable en el mismo. Se refiere a cuando a más estímulo, se desvía hacia el registrador.

La selectividad atiende al número de sustancias con las que un reactivo dado puede reaccionar. Por este aspecto, los reactivos químicos pueden clasificarse en:

  • Generales: Son aquellos reactivos que reaccionan con un gran número de sustancias.
  • Selectivos: Los que actúan sobre un número limitado de iones.
  • Específicos: Los que solo actúan sobre un ion.

Clasificación de Productos Químicos por Pureza

Los productos químicos pueden clasificarse, atendiendo al grado de pureza de su fabricación, en:

  • Puros o técnicos
  • Purísimos
  • Para análisis (p.a.)

Tratamiento de la Muestra para Análisis Cualitativo

En una muestra inorgánica, previo al análisis, hay que realizar las siguientes operaciones fundamentales:

  • Preparación de la Muestra

    • Toma de muestra
    • Examen de la muestra
    • División de la muestra

  • Ensayos por Vía Seca

    • A la llama
    • Con perla de bórax
    • Ensayos espectroscópicos

  • Análisis por Vía Húmeda

    • Disolución o disgregación de la muestra
    • Determinación de cationes y aniones