Porque as mobilidades iônicas do H^+ e do OH^- são tão altas em soluções aquosas quando comparadas com íons de mesma carga e tamanho.

Passo 1

Então, a gente recebeu uma pergunta sobre por que os íons H^+ (próton) e OH^- (hidróxido) têm mobilidades iônicas tão altas em soluções aquosas, especialmente quando a gente compara com outros íons que têm a mesma carga e tamanho. Vamos explorar isso usando conceitos de química física, focando na mobilidade iônica e nos fatores que influenciam essa propriedade.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é mobilidade iônica. Mobilidade iônica refere-se à velocidade com que um íon se move através de um solvente sob a influência de um campo elétrico. Em soluções aquosas, essa mobilidade depende de vários fatores, como o tamanho do íon, a carga e a interação com as moléculas de água.

Passo 3

Agora, por que os íons H^+ e OH^- têm mobilidades tão altas? Para isso, precisamos considerar como esses íons interagem com a água. Diferente de outros íons, o H^+ não existe livremente na água; ele se associa fortemente com moléculas de água, formando o íon hidrogênio ( H3O^+). Mas, ao invés de se mover apenas atravessando a água, o próton pode “saltitar” de uma molécula de água para outra através do que chamamos de mecanismo de Grotthuss. Esse processo envolve a transferência rápida de prótons entre as moléculas de água, permitindo uma migração muito eficiente e rápida do íon H^+.
Já o íon OH^-, o hidróxido, também forma fortes ligações com as moléculas de água, mas sua mobilidade é alta devido à capacidade de formar uma rede de ligações de hidrogênio que facilita seu movimento através da solução.

Resposta

As mobilidades iônicas do H^+ e do OH^- são tão altas em soluções aquosas porque eles podem se mover de forma extremamente eficiente através do mecanismo de transferência de prótons (como o mecanismo de Grotthuss no caso do H^+) e pela formação de redes de ligações de hidrogênio que facilitam seu deslocamento rápido na solução.

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