10. Metales y electrólitos


Corresponde a la sesión de GA 5.10 LOS CONDUCTORES

Las sustancias que permiten el paso de la corriente eléctrica reciben el nombre de conductores, algunos ejemplos de éstas son: los metales, el grafito, el suelo, los cuerpos húmedos, el cuerpo humano y los electrólitos, estos últimos son sustancias que en solución acuosa conducen la corriente eléctrica.

Las sustancias que no permiten el paso de la corriente eléctrica reciben el nombre de aislantes o dieléctricos, algunos ejemplos son: vidrio, madera, cristal, porcelana, seda, parafina, etcétera.

Existen conductores de primera clase que conducen directamente el flujo de electrones y conductores de segunda clase, como los electrólitos, que conducen la corriente eléctrica a través del movimiento de los iones entre los polos.

La corriente eléctrica que hace funcionar aparatos como el televisor, la radio, etcétera, se produce en las centrales eléctricas y es conducida hasta las ciudades a través de alambres metálicos.

La capacidad que tienen los metales para formar alambres (ductilidad), de conducir el calor y la electricidad, se debe al arreglo que presentan los iones metálicos al formar cristales.

Los cristales presentan un acomodo simétrico de átomos, iones o moléculas. En un cristal metálico se forman redes de iones positivos o "cationes",. en donde los electrones más externos pueden moverse fácilmente, este movimiento mantiene unido al cristal metálico, a esta unión se le llama enlace metálico, el cual es muy fuerte.

Para hacer circular una carga eléctrica a través de un alambre metálico se requiere de energía (que puede ser suministrada por una pila), los electrones entran por una terminal, empujan a otros electrones, éstos a otros y así sucesivamente hasta que los electrones del extremo opuesto son expulsados del alambre; de esta forma, la conductividad metálica se interpreta como el movimiento de electrones a través de un metal. Otra forma de conducir la electricidad es mediante los electrólitos.

Los electrólitos son sustancias que, al disolverse en agua, son capaces de conducir la electricidad, ejemplos de éstos son las sales, los ácidos y las bases.

Algunos óxidos, al disolverse en agua, forman bases o ácidos y por lo tanto conducen la corriente eléctrica.

Existen sustancias que no conducen la electricidad al disolverse en agua, éstas reciben el nombre de no electrólitos.

Esa es la diferencia entre un electrólito y un no electrólito, que al disolverse en agua, el primero produce iones en solución y el segundo no.

Cuando en una solución se ha formado un número suficiente de iones, ésta es capaz de conducir la corriente eléctrica.

Para determinar si una sustancia en solución es un electrólito o no electrólito, se utiliza un sencillo aparato, constituido por un par de electrodos conectados a un foco, una pila y un vaso de precipitados.

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Svante Arrhenius (1859-1927) explicó que cuando un electrólito se disuelve en agua se disocia dando lugar a partículas, unas con carga positiva y otras con carga negativa, denominadas iones.

Al pasar una corriente eléctrica a través de la solución, los iones se mueven hacia los electrodos con carga opuesta, de tal manera que los iones positivos, llamados cationes, se dirigen hacia el electrodo negativo o cátodo y los iones negativos llamados aniones, se dirigen hacia el electrodo positivo o ánodo, este movimiento permite el flujo de la corriente eléctrica.

Existen electrólitos fuertes y débiles, esto se debe al grado de ionización o disociación que alcanza una sustancia en solución; por ejemplo: en una solución 1 M (molar), un electrólito fuerte está ionizado aproximadamente un 100%, mientras que en una solución 1 M de un electrólito débil, éste se encuentra menos ionizado.

La mayoría de las sales solubles, los ácidos sulfúrico, nítrico, clorhídrico, bromhídrico, perclórico y los hidróxidos de sodio, potasio, calcio y bario son ejemplos de electrólitos fuertes.

Los ácidos acético, carbónico, nitroso, sulfuroso, sulfhídrico, oxálico, fluorhídrico y el hidróxido de amonio, son ejemplos de electrólitos débiles.

La transmisión de los impulsos nerviosos se realiza mediante ondas o señales eléctricas de autopropagación, éste es un proceso electroquímico, la velocidad máxima de propagación es de 6 km. por minuto (un flujo de electrones en la corriente eléctrica alcanza una velocidad de 150 000 km. por segundo); en este proceso intervienen iones de sodio y de potasio.


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