Analisis Cualitativo Del Agua.

Fundamentos básicos de un análisis cualitativo del agua. Solvatación

Solvatación de un ión de sodio con agua La solvatación es el proceso de interacción entre las moléculas de un solvente y las de un soluto formando agregados. Algunos de estos agregados son estables y tienen un número determinado de moléculas de solvente y otras no. Soluciones en agua Cuando el solvente es el agua, al proceso se le llama hidratación. Cualquier soluto covalente polar puede interactuar con solventes polares. Cuando un cristal de un compuesto iónico como el cloruro de sodio se introduce en agua, las moléculas de agua que son polares se auto orientan con relación a los iones de la superficie del cristal de cloruro de sodio. La fuerza de atracción entre las moléculas de agua y los iones superficiales del cloruro de sodio es suficientemente intensa para causar que los iones abandonen sus posiciones en el cristal y que se muevan a situarse entre moléculas de agua, a tal proceso se le llama solvatación de ambos iones. La naturaleza polar de las moléculas de agua es importante cuando se usa como solvente. El agua disuelve con facilidad a muchos compuestos iónicos debido a la hidratación de los iones. Un ion hidratado es un agregado formado por un ion y una o más moléculas de agua. Por ejemplo:

Otros ejemplos de hidratos son: •

cloruro de magnesio (II) hexahidratado.

•

sulfato de cobre (II) pentahidratado.

•

sulfato de calcio dihidratado o yeso.

El sulfato de cobre (II) pentahidratado de color azul, al calentarlo se deshidrata formando el sulfato de cobre (II) anhídro que es color blanco. Hidrólisis La hidrólisis es una reacción química del agua con una sustancia. Entre las sustancias que pueden sufrir esta reacción se encuentran numerosas sales, que al ser disueltas en agua, sus iones constituyentes se combinan con los iones hidronio u oxonio, H3O+ o bien con los iones hidroxilo, OH-, o ambos. Dichos iones proceden de la disociación o autoprotólisis del agua. Esto produce un desplazamiento del equilibrio de disociación del agua y como consecuencia se modifica el valor del pH. Las sales de los ácidos débiles o bases débiles se hidrolizan por acción del agua, dependiendo, el grado de la reacción, de la debilidad del ácido o la base. Es decir, cuanto más débil sea el ácido o la base, mayor es la hidrólisis. Tipo de reacción química en la que una molécula de agua, con fórmula H2O, reacciona con una molécula de una sustancia AB, en la que A y B representan átomos o grupos de átomos. En la reacción, la molécula de agua se descompone en los fragmentos H+ y OH-, y la molécula AB se descompone en A+ y B-. A continuación, estos fragmentos se unen proporcionando los productos finales AOH y HB. A este tipo de reacción se le conoce a menudo como doble descomposición o intercambio. De interés especial es la hidrólisis de diversas sales que origina disoluciones ácidas o básicas.

Mecanismo de ionización del agua, para la formación de Hidronio H3O+: El átomo de oxígeno, fuertemente electronegativo, ocupa el centro de la molécula del agua, angular y polarizada. Las cargas parciales negativas de una molécula atraen electrostáticamente a las positivas de la otra. Una fuerza atractiva arranca un catión hidrógeno de una molécula y lo acerca a la otra.- En el H + hay un orbital 1s vacío, capaz de alojar un par de electrones, aportados por el átomo de oxígeno. Así se constituye un enlace covalente coordinado, engendrado una nueva entidad: el catión hidronio. El catión hidronio está formado por un catión hidrógeno combinado con una molécula de agua. H+ + H2O

H30+

La estructura del catión hidronio se refleja en los diagramas de puntos y de rayas. En el espacio, la molécula de agua queda insertada dentro de un tetraedro imaginario. El catión hidrógeno coordinado se ubica en un vértice. Desde luego, su carga positiva se comunica a toda la agrupación. __________________________________________________________________ Además, yo considero, hay procesos físicos también responsables de este fenómeno (disociación) de la mayor cantidad de sustancias, en agua: Las fuerzas electrostáticas (diferencia entre la fuerza electrostatica del agua y la fuerza de la sustancia en ella). La ley de Coulomb es válida sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realiza a velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello llamada fuerza electrostática.

Dadas dos cargas puntuales y separadas una distancia, estas se atraen o repelen entre sí con una fuerza cuya magnitud esta dada por:

De esta manera se analiza entorno a épsilon; La constante épsilon determina cómo de fuerte es la atracción entre dos objetos cargados eléctricamente si las cargas son de diferente signo (positiva una y negativa otra) o la repulsión si son del mismo signo (las dos positivas o las dos negativas). Tiene un valor bastante minúsculo:

Sin embargo, al trabajar con ella, se utiliza su valor inverso, la constante de Coulomb:

Obsérvese que esto satisface la tercera de la ley de Newton debido a que implica que fuerzas de igual magnitud actúan sobre y . La ley de Coulomb es una ecuación vectorial e incluye el hecho de que la fuerza actúa a lo largo de la línea de unión entre las cargas. __________________________________________________________________

Este, la polaridad del agua, sus enlaces covalentes y sus fuerzas electrostáticas, son en general el principio primado, por el cual el agua posee, como ningunas otras sustancias, la capacidad de disolver y disociar a muchas otras sustancias polares.