Soluciones Electrolíticas y No Electrolíticas

Las sustancias que experimentan un cambio físico o químico en la solución para producir iones que pueden conducir electricidad se llaman electrolitos. Si una sustancia produce iones en solución, es decir, si el compuesto sufre una disociación del 100%, entonces la sustancia es un electrolito fuerte. La disociación completa se indica mediante una sola flecha hacia delante. Por ejemplo, los compuestos iónicos solubles en agua, como el cloruro de sodio, se disocian en cationes de sodio y aniones de cloruro en solución acuosa.

Otros ejemplos de electrolitos fuertes son los hidróxidos de los metales del grupo 1 y del grupo 2, y ácidos fuertes como el HCl y el HNO₃.

Si sólo una pequeña fracción de la sustancia se disocia en iones, es decir, si el compuesto sufre una disociación parcial en solución, se denomina electrolito débil. La disociación parcial se indica mediante una flecha reversible. Por ejemplo, los ácidos débiles como el ácido acético se ionizan parcialmente en el agua para dar iones de acetato e iones de hidronio.

Otros ejemplos de electrolitos débiles son las sales poco solubles como el AgCl y el PbCl₂, y bases débiles como el amoníaco.        

La atracción electrostática entre un ión y una molécula con un dipolo – llamada atracción ión-dipolo – juega un papel importante en la disolución de compuestos iónicos en el agua. Cuando los compuestos iónicos se disuelven en el agua, los iones en el sólido se separan y se dispersan uniformemente a través de la solución porque las moléculas de agua rodean y solvatan los iones, reduciendo las fuertes fuerzas electrostáticas entre ellos.

Las soluciones de compuestos covalentes conducen la electricidad porque las moléculas de soluto reaccionan químicamente con el solvente para producir iones. Por ejemplo, el cloruro de hidrógeno puro es un gas que consiste en moléculas covalentes de HCl. Este gas no contiene iones. Sin embargo, una solución acuosa de HCl es un buen conductor, lo que indica que existe una concentración apreciable de iones dentro de la solución.

Debido a que el HCl es un ácido, sus moléculas reaccionan con el agua, transfiriendo iones H+ para formar iones hidronio (H₃O⁺) e iones cloruro (Cl⁻):

Esta reacción es esencialmente 100% completa para el HCl (un electrolito fuerte). Asimismo, los ácidos y bases débiles que sólo reaccionan parcialmente generan concentraciones relativamente bajas de iones cuando se disuelven en agua y se clasifican como electrolitos débiles.     

Las sustancias que no producen iones cuando se disuelven en el agua se denominan no electrolíticas. Tales sustancias se disuelven como moléculas neutras en solución, cada una rodeada de moléculas de agua. Por ejemplo, un compuesto molecular como la sacarosa se disuelve en el agua como moléculas intactas.

En resumen, las sustancias pueden identificarse como fuertes, débiles o no electrolíticas midiendo la conductancia eléctrica de una solución acuosa que contiene la sustancia. Para conducir la electricidad, una sustancia debe contener especies cargadas y de movilidad libre. La más familiar es la conducción de electricidad a través de cables metálicos, en cuyo caso las entidades móviles cargadas son electrones. Las soluciones también pueden conducir electricidad si contienen iones disueltos, aumentando la conductividad a medida que aumenta la concentración de iones. Aplicar un voltaje a electrodos sumergidos en una solución permite evaluar la concentración relativa de iones disueltos, ya sea cuantitativamente, midiendo el flujo de corriente eléctrica, o cualitativamente, observando el brillo de una bombilla incluida en el circuito. 

Este texto ha sido adaptado de Openstax, Química 2e, Sección 11.2: Electrolitos.