Soluções Eletrolíticas e Não Eletrolíticas

As substâncias que sofrem uma alteração física ou química na solução para produzirem iões que podem conduzir a eletricidade são chamadas eletrólitos. Se uma substância produz iões em solução, ou seja, se o composto sofrer uma dissociação de 100%, então a substância é um eletrólito forte. A dissociação completa é indicada por uma única seta para a frente. Por exemplo, compostos iónicos solúveis em água, como o cloreto de sódio, dissociam-se em catiões de sódio e aniões cloreto em solução aquosa.

Outros exemplos de eletrólitos fortes são hidróxidos dos metais do grupo 1 e do grupo 2, e ácidos fortes como HCl e HNO₃.

Se apenas uma pequena fração da substância se dissociar em iões, isto é, se o composto sofrer uma dissociação parcial em solução, chama-se eletrólito fraco. A dissociação parcial é indicada por uma seta reversível. Por exemplo, ácidos fracos como o ácido acético ionizam parcialmente em água para fornecer iões acetato e iões de hidrónio.

Outros exemplos de eletrólitos fracos são sais pouco solúveis como AgCl e PbCl₂, e bases fracas como amoníaco.        

A atração eletrostática entre um ião e uma molécula com um dipolo – chamada atração ião-dipolo – desempenha um papel importante na dissolução de compostos iónicos na água. Quando os compostos iónicos se dissolvem em água, os iões no sólido separam-se e dispersam-se uniformemente por toda a solução, uma vez que as moléculas de água rodeiam e solvatam os iões, reduzindo as fortes forças eletrostáticas entre eles.

As soluções de compostos covalentes conduzem a eletricidade porque as moléculas de soluto reagem quimicamente com o solvente para produzir iões. Por exemplo, o cloreto de hidrogénio puro é um gás constituído por moléculas de HCl covalentes. Este gás não contém iões. No entanto, uma solução aquosa de HCl é um condutor muito bom, indicando que existe uma concentração apreciável de iões na solução.

Como o HCl é um ácido, as suas moléculas reagem com água, transferindo iões H para formar iões de hidrónio (H₃O⁺) e iões cloreto (Cl⁻):

Esta reação é essencialmente 100% completa para HCl (um eletrólito forte). Da mesma forma, ácidos e bases fracos que apenas reagem parcialmente geram concentrações relativamente baixas de iões quando dissolvidos em água e são classificados como eletrólitos fracos.     

Substâncias que não produzem iões quando dissolvidas em água são chamadas não eletrolíticas. Estas substâncias dissolvem-se como moléculas neutras em solução, cada uma rodeada por moléculas de água. Por exemplo, um composto molecular como a sacarose dissolve-se em água como moléculas intactas.

Resumindo, as substâncias podem ser identificadas como fortes, fracas ou não eletrolíticas através da medição da condutância elétrica de uma solução aquosa contendo a substância. Para conduzir a eletricidade, uma substância deve conter espécies livremente móveis e carregadas. A mais familiar é a condução da eletricidade através de fios metálicos, sendo que, nesse caso, as entidades móveis carregadas são eletrões. As soluções também podem conduzir eletricidade se contiverem iões dissolvidos, com a condutividade a aumentar à medida que a concentração de iões aumenta. A aplicação de uma tensão nos elétrodos imersos em uma solução permite avaliar a concentração relativa de iões dissolvidos, quer quantitativamente, através da medição do fluxo de corrente elétrica, quer qualitativamente, observando a luminosidade de uma lâmpada incluída no circuito. 

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 11.2: Electrolytes.