Por que substâncias formadas por ligação iônica conduzem eletricidade quando dissolvidas em água?

Por que substâncias formadas por ligação iônica conduzem eletricidade quando dissolvidas em água?
As substâncias apresentam diferentes tipos de propriedades de acordo com suas ligações químicas

As substâncias possuem características diferentes, em razão do tipo de ligação química existente entre os átomos de seus elementos, entre outros motivos.

Existem três tipos de ligações químicas, que são: iônica, covalente e metálica, sendo que as principais características ou propriedades de cada uma são:

Substâncias iônicas:

  • A atração entre seus íons acaba produzindo aglomerados com formas geométricas bem definidas, denominados retículos cristalinos;
  • São sólidas na temperatura ambiente;
  • Apresentam elevados pontos de fusão e ebulição;
  • São duras e quebradiças;
  • Conduzem corrente elétrica quando dissolvidas na água e quando fundidas.

Substâncias moleculares:

  • Em condições ambientes podem ser encontradas nos três estados físicos: gasoso, líquido e sólido;
  • Pontos de fusão e ebulição menores que os das substâncias iônicas;
  • Quando puras, não conduzem corrente elétrica.

Substâncias metálicas:

  • Possuem brilho metálico característico;
  • São boas condutoras de eletricidade e calor;
  • Possuem densidade elevada;
  • Possuem pontos de fusão e ebulição elevados;
  • São maleáveis e apresentam ductibilidade;
  • Apresentam resistência à tração.

Para distinguir se determinadas substâncias do nosso dia a diasão iônicas, moleculares ou metálicas, podem-se analisar essas características e compará-las. Duas propriedades bem eficazes nesse sentido, por exemplo, são os pontos de fusão e ebulição. Vejamos como podemos usá-los para definir o tipo de ligação química existente em cada substância:

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Objetivo:

Observar os estados físicos de substâncias moleculares, iônicas e metálicas sob as mesmas condições de temperatura e pressão.

Materiais e Reagentes:

  • Tampa de lata de leite em pó;
  • Parafusos e martelo;
  • 5 colheres pequenas;
  • 5 g de cada uma das substâncias a seguir: enxofre em pó (S8), naftaleno (naftalina triturada – C10H8), cloreto de sódio (sal de cozinha – NaCl), sacarose (açúcar refinado – C12H22O11) e sulfato de cálcio (giz em pó – CaSO4);
  • Suporte com tela para aquecimento;
  • Lamparina a álcool e fósforos.

  Procedimento experimental:

  1. Bata nos parafusos com o martelo sobre a tampa da lata, fazendo cinco cavidades, porém sem perfurar;
  2. Coloque cada amostra com uma colher diferente em uma das cavidades separadas;
  3. Leve para aquecer;
  4. Anote as observações.

Resultados e Discussão:

Peça aos alunos para fazerem uma tabela colocando em ordem cronológica as substâncias que sofreram modificações. Forneça para eles uma tabela com a temperatura de fusão e de ebulição dessas substâncias e peça para eles compararem com os dados obtidos.

Por fim, eles devem chegar à conclusão de qual é a ligação que une os átomos de cada uma das substâncias e indicar quais características observadas durante o experimento apontaram para tais resultados.


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Doutora em Química (UFRJ, 2018)
Mestre em Química (UFRJ, 2012)
Graduada em Química (UFRJ, 2010)

Ouça este artigo:

O químico sueco Svante Arrhenius realizou diversos experimentos para observar a passagem de corrente elétrica em soluções aquosas e, com base nas suas observações, concluiu que para tal fenômeno ocorrer, deveriam haver partículas carregadas (íons) nestas soluções. A partir dessa conclusão, em 1889, ele estabeleceu a Teoria da Dissociação Iônica (também conhecida como Teoria da Dissociação Eletrolítica) que lhe rendeu o prêmio Nobel de Química em 1903 “em reconhecimento dos extraordinários serviços prestados ao avanço da química através de sua teoria da dissociação eletrolítica”.

Segundo Arrhenius, uma substância, ao ser dissolvida em água, divide-se em partículas menores. Quando essa divisão forma moléculas, a solução não conduz energia, e quando forma íons, a solução se torna condutora. É importante ressaltar que quando Arrhenius publicou sua teoria, os prótons, nêutrons e elétrons ainda não eram conhecidos, então ele designou os “íons” como partículas carregadas eletricamente positivas e negativas, em igual quantidade, resultando em uma solução eletricamente neutra.

Arrhenius percebeu também que quanto maior a concentração de íons em solução, maior é a velocidade com que se deslocam e consequentemente, maior a condutividade elétrica da solução. Mais tarde, foi comprovado também que a dissociação é um processo reversível e dependente da diluição, sendo praticamente completa em soluções muito diluídas. Este fato está de acordo com a Lei da Diluição de Ostwald, proposta no final do século XIX.

Se considerarmos que para haver dissociação iônica a substância a ser dissolvida em água deve ser iônica, este fenômeno só ocorrerá em bases e sais. A Teoria ácido-base de Arrhenius foi desenvolvida observando-se esses íons presentes em solução.

Segundo Arrhenius, base é toda substância que em solução aquosa, sofre dissociação iônica, liberando como único ânion os íons OH‒ (hidroxila).

Exemplo: NaOH  + H2O → Na+ + OH‒

Os ácidos não sofrem dissociação iônica, mas sim dissociação eletrolítica pois, por serem compostos moleculares, precisam sofrer ionização para liberar íons em solução.

Exemplo: HCl + H2O → H3O+ + Cl‒

A formação dos sais se dá por um processo de neutralização que consiste na união dos íons hidrogênio e hidroxila para formação de água e ocorre quando unimos uma base e um ácido.

Exemplo: NaOH + HCl → NaCl + H2O

Resumidamente, dizemos que dissociação iônica é a separação dos íons de uma substância iônica, quando ela se dissolve em água. A função da água na dissociação iônica é separar os íons já existentes no aglomerado iônico (retículo cristalino) – esse fenômeno é conhecido como solvatação. Já na ionização, a água atua como reagente, sendo determinante para a formação dos íons.

Bibliografia:

Atkins, P.W., Jones, L., Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente 5ª ed., Porto Alegre: Ed. Bookman, 2012.

Usberco J., Salvador E., Química Geral, 12ª.ed., São Paulo: Saraiva, 2006.

http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/linha%20tempo/Arrhenius/pdf_LT/LT_arrhenius.pdf

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/quimica/dissociacao-ionica/

Por que os compostos iônicos só conduzem corrente elétrica em meio aquoso é no estado líquido?

Ao ser dissolvido em um solvente, o composto iônico sofre o fenômeno da dissociação (liberação dos íons que o formam). Quando o NaCl, por exemplo, é dissolvido na água, ele dissocia-se no cátion Na+ e no ânion Cl-. Como temos a presença de íons no solvente, é possível conduzir corrente elétrica por essa mistura.

O que explica a boa condução de eletricidade dos compostos iônicos?

Para que haja condução de corrente elétrica é necessária a presença de elétrons livres, com mobilidade. Os compostos iônicos não conduzem corrente na fase sólida (quando os elétrons estão firmemente ligados uns aos outros), mas conduzem na fase líquida ou em solução aquosa, quando os íons adquirem mobilidade.

Por que a mistura de água é de cloreto de sódio conduz eletricidade?

A) o cloreto de sódio é um composto iônico e sua solução aquosa conduz corrente elétrica, devido à presença de moléculas de NaCl. A sacarose é um composto covalente e sua solução aquosa tem viscosidade muito alta, diminuindo a condutividade da água.

Qual composto abaixo conduz corrente elétrica quando dissolvido em água?

O NaOH conduz corrente elétrica em solução aquosa porque sofre dissociação iônica, e não ionização.