iinteRcambio iiOniko

E

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	Acido(mililitros)	Manguera y cobre(voltaje)	Manguera(voltaje)	Cobre(voltaje)
Primera	200ml	.808 volt	.100 volt	.700 volt
Segunda	100ml(agua) 100ml(acido)	.400 volt	.50 volt	.350 volt
Tercera	50ml(agua) 50ml(acido)	.250 volt(sin movimiento)	.10 volt(sin movimiento)	.150 volt(sin movimiento)
Cuarta	25ml(agua) 25ml(acido)	.400 volt(con movimiento)	.80 volt(con movimiento)	.240 volt(con movimiento)

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.