Porque as mobilidades iônicas do
e do
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
(próton) e
(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
e
têm mobilidades tão altas? Para isso, precisamos considerar como esses íons interagem com a água. Diferente de outros íons, o
não existe livremente na água; ele se associa fortemente com moléculas de água, formando o íon hidrogênio (
). 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
.
Já o íon
, 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
e do
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
) e pela formação de redes de ligações de hidrogênio que facilitam seu deslocamento rápido na solução.