n este
proyecto hablare del intercambio iónico, en donde iones son intercambiados por dos electrolitos
o entre una disolución de electrolitos y un complejo. Este término también es
utilizado para referirse a procesos de separación, purificación, y
descontaminación de disoluciones que contienen dichos iones, empleando para
ello sólidos poliméricos o minerales dentro de dispositivos llamados
intercambiadores de iones, “se define al intercambio iónico como a los procesos
reversibles por los cuales las partículas sólidas del suelo adsorben iones de
la fase acuosa liberando al mismo tiempo otros iones en cantidades
equivalentes, estableciendo un equilibrio entre ambas fases”.
Electrolito, Ion, Anión
y Catión
*Un electrolito es
cualquier sustancia que contiene iones libres, es decir, los que se comportan como
un medio conductor eléctrico.
*Un ion es una partícula que está constituida por un átomo o
molécula que no es electrónicamente neutra. Un ion conformado por un solo átomo
se denomina ion monoatómico, a diferencia de uno conformado por dos o más
átomos, que se denomina un ion poli
atómico.
Los iones
cargados negativamente producidos por haber más electrones que protones, se
conocen como aniones (que son atraídos por el ánodo) y los cargados
positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones, se conocen como
cationes (los que son atraídos por el cátodo). Los cationes también son
descritos como un estado de oxidación positivo.
Teoría del
intercambio iónico
Existen
tres teorías que tratan de explicar el porqué de este proceso:
Red cristalina. Esta teoría considera a las partículas de los minerales como “solidos
iónicos”, los iones de los bordes están débilmente retenidos por los que pueden
abandonar la estructura y pueden cambiarse con los de la solución del suelo.
Doble capa eléctrica. Esta teoría considera el contacto entre el sólido y la fase liquida
como un condensador plano, entre el metal (solido) y el electrolito (la disolución),
existe una diferencia de potencial que atrae a los iones de la solución del
suelo, es decir, se forma una doble capa eléctrica formada por los iones del sólido
y los atraídos en la solución.
Membrana semipermeable. Esta teoría explica como la inter fase solido-liquido actúa como
una membrana semipermeable que deja pasar los iones de la solución y a los de
la superficie de las partículas, pero no a los del interior de los materiales.
Básicamente
las tres teorías son compatibles y simplemente se trata de enfoques distintos,
es decir, iones débilmente retenidos para la teoría cristalina, desequilibrios eléctricos
para la teoría de la doble capa eléctrica y diferentes concentraciones para la teoría
de la membrana semipermeable.
Visita al
laboratorio
En
nuestro experimento se utilizó el siguiente material:
*Ácido acético
*Agua
*Cable (cobre)
*Pinzas electricistas
*Manguera de látex
*Tira de cobre
*Tira de zinc
*Voltímetro
*2 vasos de precipitado
Procedimiento
Primer paso. Se conectaron los cables a las tiras del zinc y a la tira de
cobre pero cada uno en un cable distinto.
Segundo paso. Se vertieron 200 mil de ácido en cada uno de los vasos de
precipitado (el ácido se fue reduciendo con agua para hacer diferentes pruebas).
Tercer paso. Se le coloco un puente
doble colocando un cable de cobre dentro de cada bazo tocando solo las puntas dentro de los bazos
para creas un circuito cerrado el otro puente se crea con la manguera de látex
con agua dentro para que el cambio iónico se dé por estos 2 medios.
Cuarto paso. Se colocó la tira de zinc y de cobre en cada bazo y se dejó
reposar por un minuto para que la reacción se de en cada elemento.
Quinto paso. Se colocaron las puntas de los cables en las puntas del
voltímetro para observar cual era el voltaje total en cada prueba.
Al
introducir el tubo de látex dentro del ácido se tuvieron que hacer varios intentos ya que en la manguera se le
quedaban burbujas y esto no nos sirve para poder lograr el intercambio de iones.
Pruebas
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Acido(mililitros)
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Manguera y
cobre(voltaje)
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Manguera(voltaje)
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Cobre(voltaje)
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Primera
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200ml
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.808 volt
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.100 volt
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.700 volt
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Segunda
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100ml(agua)
100ml(acido)
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.400 volt
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.50 volt
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.350 volt
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Tercera
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50ml(agua)
50ml(acido)
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.250 volt(sin
movimiento)
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.10 volt(sin
movimiento)
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.150 volt(sin
movimiento)
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Cuarta
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25ml(agua)
25ml(acido)
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.400 volt(con movimiento)
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.80 volt(con movimiento)
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.240 volt(con movimiento)
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En los últimos
experimentos vimos que las lecturas de
la tercera y cuarta prueba el cobre y el
zinc se estabilizaban, pero al mover los cables asían que subieran las
lecturas en el voltímetro ya que al
mover los cables se acelera la reacción.