Como se explica a condutibilidade elétrica de soluções aquosas contendo substâncias iônicas

Uma solução é capaz de conduzir corrente elétrica? Por que levamos um choque maior quando estamos molhados do que quando estamos secos? O que é "água de bateria"? Questões como essas nos remetem à mesma resposta: eletrólitos.

A corrente elétrica, como sabemos, é o fluxo ordenado de elétrons, ou seja, os elétrons se movimentando de um ponto a outro. Para isso acontecer, duas coisas são fundamentais: uma diferença de potencial, capaz de atrair os elétrons e um meio de propagação que permita sua passagem.

Os eletrólitos são soluções que permitem a passagem dos elétrons, mas isso não garante que eles possam trafegar livremente. Nos eletrólitos os elétrons trafegam "presos" aos íons. Existem eletrólitos fortes, que praticamente não impedem a passagem dos íons, eletrólitos médios, que apresentam alguma resistência à corrente, eletrólitos fracos, que se opõem fortemente - mas permitem - a passagem da corrente, e os não-eletrólitos, soluções que não permitem que a corrente elétrica os atravesse.

Como funciona o eletrólito?

Quando aplicamos uma diferença de potencial em um material, o pólo positivo começa a atrair os elétrons desse material que, chegando ao pólo, caminham pelo circuito até chegar na outra ponta, o pólo negativo, onde podem ser reinseridos no material. Está complicado? Vamos pensar diretamente nos eletrólitos que a explicação ficará mais clara.

Pense em uma solução de cloreto de sódio em água. Sabemos o sal irá se dissociar em íons Na+ e Cl-. Quando mergulhamos dois fios na solução, um ligado ao pólo positivo e um ao negativo de uma pilha, o positivo começa a atrair os íons de carga negativa - no caso o cloreto (Cl-) - por possuírem cargas elétricas opostas.

Ao atingir o pólo positivo, o elétron excedente do íon é capturado pelo pólo fazendo com que o Cl- se transforme em Cl. O pólo negativo atraiu os íons sódio (Na+) e o elétron capturado percorre todo o circuito até chegar ao pólo negativo, encontrando então o íon. Como o íon é positivo, ele tem falta de elétrons, portanto ele captura o elétron "disponível" no pólo negativo e também deixa de ser um íon, neutralizando-se.

Cloreto de sódio

Acredito que esse exemplo tornou o mecanismo mais compreensível, mas gostaria de ressaltar que no caso do NaCl não é exatamente assim que acontece. Você poderá perguntar: então por que esse exemplo, já que não é bem assim? A idéia é que você entenda primeiramente o mecanismo. Para fins didáticos, o cloreto de sódio é um ótimo exemplo, pois estamos muito habituados a ele.

Você percebeu que - para uma solução permitir a condução de corrente - uma coisa parece fundamental: a presença de íons na solução. Os íons são as "caronas" que citei anteriormente, são eles que permitirão o fluxo eletrônico.

Qualquer solução tem íons?

Não. Nem todas as substâncias quando em solução libera íons. Compostos iônicos como os sais e bases já são formadas por íons e, quando em solução, os deixam livres, em um processo que chamamos de dissociação. Compostos como os ácidos, que não possuem íons quando em solução sofrem um processo que chamamos de ionização e passando a possuí-los, embora livres. Substâncias moleculares que não sofram ionização não liberarão nenhum tipo de íon quando em solução.

Dessa forma, podemos dizer que:

• Substâncias iônicas, quando em solução ou quando fundidas (líquidas), liberam íons, portanto conduzem corrente elétrica.

• Substâncias moleculares, quando em solução, se sofrerem ionização, liberam íons e conduzem corrente elétrica. Se não sofrerem ionização não conduzem corrente.

• Substâncias iônicas ou moleculares, quando no estado sólido não liberam íons e não conduzem corrente elétrica.

Para que uma solução seja um eletrólito é necessária a existência de íons livres.

Respondendo às questões iniciais:

1) Por que levamos um choque maior quando estamos molhados do que quando estamos secos?

R.: Porque, quando molhados, os sais existentes em nossa pele, resultado da transpiração, formam um eletrólito forte, facilitando a passagem da corrente elétrica.

2) O que é "água de bateria"?

R.: É um eletrólito capaz de permitir a troca de elétrons entre as placas que constituem a bateria. Normalmente são soluções ácidas.

Os íons são átomos em desequilíbrio elétrico e apresentam carga positiva ou negativa.

Os arranjos entre compostos iônicos formam substâncias iônicas, também chamadas de compostos iônicos. A união entre os íons acontece em consequência das forças de atração eletrostática, que ocorrem a todo o momento ao nosso redor, onde existem cargas elétricas de sinais opostos atraindo-se.

A atração entre os íons produz aglomerados com formas geométricas definidas que recebem o nome de retículos cristalinos. Nesse retículo, cada ânion atrai simultaneamente vários cátions e cada cátion também atrai simultaneamente vários ânions.

Exemplo de substância iônica

O cloreto de sódio (o sal de cozinha) é um exemplo de substância iônica formada por inúmeros aglomerados iônicos. O arranjo entre os cátions sódio (Na+) e os ânions cloreto (Cl-) atrai fortemente esses íons por terem cargas contrárias, formando, assim, a substância cloreto de sódio, que é um retículo cristalino em formato geométrico cúbico. Os sais e outros grupos de minerais possuem íons que formam compostos iônicos e, consequentemente, substâncias iônicas.

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As principais características desses compostos devem-se à existência do retículo iônico.

Propriedades das substâncias iônicas:

• Apresentam alto ponto de fusão (PF) e ponto de ebulição (PE);

• São sólidas à temperatura ambiente (25 °C) e apresentam forma definida;

• Quebram-se facilmente quando são submetidas a impactos, e produzem faces planas, e são, portanto, cristais duros e quebradiços;

• O melhor solvente dessas substâncias é a água;

• Conduzem corrente elétrica no estado líquido (fundido) e quando estão dissolvidas em água. Essa propriedade decorre da existência de íons com liberdade de movimento.

Por Líria Alves
Graduada em Química

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