8/17/2019 La Hidratación de Los Cationes

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La hidratación de los cationes

Al escribir de ecuaciones químicas para las reacciones de iones en solucionesescribimos a menudo iones como si fueran partículas simples en solución: porejemplo, se puede escribir de iones de sodio como Na o tal vez como Na (ac).Pero a! reacción de"nida entre iones ! mol#culas del disolvente polar, a$ua.%ado que el &tomo de o'í$eno de la mol#cula de a$ua es muco m&s

electrone$ativo que los &tomos de idró$eno, cada enlace es un enlacecovalente polar en el cual los electrones de enlace son (en promedio) m&scerca al &tomo de o'í$eno que el &tomo de idró$eno, dando lu$ar a una car$aparcial ne$ativa en el o'í$eno ! una car$a positiva parcial en el idró$eno.%esde * no es una mol#cula lineal, que tiene un e'tremo con car$a ne$ativaparcial ! una car$a parcial positiva "nal. +omo las car$as opuestas se atraen,un ion positivo se colocan en a$ua se rodea de mol#culas de a$ua, con elo'í$eno termina acia dentro, acia el ion. Por el contrario un ion ne$ativo serodea de mol#culas de a$ua, con el idró$eno termina acia adentro. osproductos de estas reacciones se denominan iones idratados.a atracción de car$as opuestas es realmente una fuerza fuerte. -i nos vamosa undir mol de cationes $aseosos en el a$ua, ellos forman iones idratados

! liberan una $ran cantidad de ener$ía, lo que llamamos la ener$ía deidratación del catión. /ner$ías de idratación de un n0mero de cationesaparecen en la 1abla * muestran que la ener$ía de idratación de un catióndepende de la car$a ! el radio del catión, como se esperaba cualitativamentede la le! +oulomb, ! tambi#n depende de la electrone$atividad del elemento.atimer observó que si la electrone$atividad del metal no es demasiado$rande, las ener$ías de idratación de los iones met&licos se danapro'imadamente por la ecuación.

en la que 2 es la car$a en el catión ! r es el radio catiónico.No se intenta en la ecuación atimer3s para incluir los efectos de laelectrone$atividad, pero el e'amen de los datos para los metales de Paulin$electrone$atividades (4p) ma!or que .5 muestra que sus ener$ías deidratación son sustancialmente m&s altos que los de los iones de radiocomparable ! car$a en la parte izquierda de la tabla. 1ales metales tienenelectrone$atividades dentro de alrededor de dos unidades de la del o'í$eno, loque su$iere que para estos metales no a! sólo una atracción electrost&ticaentre el ión met&lico ! el e'tremo ne$ativo de la mol#cula de a$ua, pero quetambi#n puede aber al$0n $rado de enlace covalente la formación, en el que

un par de electrones no compartidos en el a$ua es compartida con el ionmet&lico.

Cationes Acidos

-i la atracción del ion met&lico fot el e'tremo ne$ativo del dipolo del a$ua es losu"cientemente fuerte, la propia mol#cula de a$ua se ve afectada. A medidaque los pares de electrones no compartidos de la mol#cula de a$ua se tira m&s

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cerca del ion met&lico los electrones en los enlaces mover m&s cerca delo'í$eno para compensar al$o de su p#rdida de la densidad de electrones.-ecuentemente, el idró$eno termina con un ma!or car$a positiva, lo que aceque se asemeje m&s a un ion de idró$eno. 6inalmente, el 7 puede disociarcompletamente, viviendo un $rupo idró'ido unido al metal ! uni#ndose amol#culas de disolvente a$ua para acer un ion idronio: la solución se vuelve

&cida.

os n0meros simples en valores de p8a son m&s f&ciles de comparar de unvistazo que son los n0meros e'ponenciales en los valores de 8a, pero unaconsecuencia importante de tomar ne$ativo los valores de p en la que losdiversos cationes idro'i intermedios ser&n predominante. Afortunadamentepara la ma!oría de los metales de los ran$os predominio de los cationes idro'iintermedios son estrecas, !a que son para el cromo. Por lo tanto, porsimplicidad, podemos i$norar los cationes idro'o intermedios ! centrarse ensólo el catión de metal ori$inal en solución ! su idró'ido u ó'ido como unprecipitado, tal como se muestra para el cromo.

-e puede demostrar que un idró'ido de metal u ó'ido de precipitar&n a un pque es bastante cercano al valor de p8a del ion met&lico:

/l p e'acto en el que el ó'ido o idró'ido precipitado se convierte en la formapredominante del metal no depende de al$una manera de la concentración, sinembar$o. 9uestra los efectos sobre los ran$os de predominio de las diferentesespecies de cromo como ;< ;= 9. /n $eneral, las re$iones predominio deespecies solubles se e'panden con el aumento de la dilución, mientras que lasde contrato especie insoluble. Puesto que la concentración est&ndar es de ,9, utilizaremos esa concentración total en nuestros dia$ramas predominio.>eoquímica ! químicos ambientales suelen utilizar concentraciones totales

muco m&s bajos, pero los mismos principios ! apro'imadamente a las mismasconclusiones se aplican en ambos casos.