Cuando hablamos de elementos conductores de electricidad, lo primero que se nos viene a la mente son los metales. Sin embargo, hay otros elementos que también pueden conducir electricidad, como son el agua y la sal. Pero ¿por qué? En este artículo hablaremos de las propiedades físicas y químicas de estas dos sustancias y cómo es que se convierten en conductores de electricidad.
Los iones y la conductividad eléctrica
Para entender por qué el agua y la sal pueden conducir electricidad, es necesario conocer la estructura de los átomos y las moléculas. Los átomos se componen de un núcleo central de protones y neutrones, rodeado por electrones que se encuentran en órbita alrededor del núcleo. Los electrones tienen carga negativa y los protones carga positiva, por lo que los átomos son eléctricamente neutros.
Sin embargo, algunos átomos tienen una estructura que les permite ganar o perder electrones con facilidad, creando iones con carga eléctrica positiva o negativa. En el caso del agua, por ejemplo, cada molécula se compone de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. El oxígeno tiene una mayor capacidad para atraer los electrones hacia sí, lo que le confiere una carga ligeramente negativa. Los hidrógenos, por su parte, tienen una carga ligeramente positiva.
Si se aplica una carga eléctrica externa a una solución de agua, los iones positivos y negativos se moverán hacia los electrodos con una carga opuesta. En este proceso se produce la conducción de electricidad. Por lo tanto, el agua puede conducir electricidad si contiene iones disueltos.
Las sales y los electrolitos
Las sales, como el cloruro de sodio (NaCl), son compuestos que se disocian en agua formando iones con carga eléctrica. En el caso de la sal, se disocia en iones de sodio (Na+) y cloruro (Cl-) que se mueven libremente en la solución.
Cuando se agrega sal a una solución de agua, la cantidad de iones disueltos aumenta, lo que incrementa la conductividad eléctrica. Es decir, la sal aumenta la capacidad del agua para conducir electricidad, ya que proporciona más iones que pueden moverse libremente en la solución.
Por otro lado, si se disuelve un compuesto no iónico como el azúcar en agua, no se forman iones y por lo tanto la solución resultante no es conductora de electricidad. El azúcar no es un electrolito y no puede conducir electricidad en solución acuosa.
La electrólisis del agua
La electrólisis del agua es un proceso que permite obtener hidrógeno y oxígeno a partir de la descomposición del agua en sus componentes básicos mediante una corriente eléctrica. Este proceso fue descubierto por William Nicholson y Anthony Carlisle en 1800.
Cuando se somete una solución de agua a un flujo de corriente eléctrica, se produce la descomposición del agua en sus dos componentes básicos. En el catódico, los iones hidrógeno adquieren electrones formando moléculas de gas hidrógeno (H2), mientras que en el ánodo los iones oxígeno pierden electrones formando moléculas de oxígeno (O2). Este proceso requiere una cantidad significativa de energía eléctrica para que se produzca una cantidad suficiente de hidrógeno y oxígeno.
¿Por qué las soluciones salinas son más conductoras que el agua dulce?
La conductividad eléctrica de una solución depende de la concentración de iones en la solución. Las soluciones salinas contienen una mayor cantidad de iones que las soluciones de agua dulce, lo que les permite conducir electricidad con mayor facilidad.
El agua de mar, por ejemplo, contiene una gran cantidad de iones debido a la presencia de sales disueltas. La concentración de iones en agua de mar es de aproximadamente 35 gramos de sal por litro de agua. En comparación, el agua dulce tiene una concentración de iones mucho menor, por lo que su capacidad para conducir electricidad es mucho más limitada.
La ósmosis inversa
La ósmosis inversa es un proceso que se utiliza para purificar agua de mar y hacerla apta para el consumo humano. El proceso consiste en forzar la solución de agua de mar a través de una membrana semipermeable que permite el paso de agua pero no de iones ni de moléculas más grandes.
Al aplicar presión a la solución de agua de mar, se forza a los iones y otras partículas a través de la membrana semipermeable, haciendo que el agua salga del otro lado más pura. Debido a que la ósmosis inversa requiere una gran cantidad de energía eléctrica para funcionar, este proceso no es adecuado para el tratamiento de grandes volúmenes de agua.
El agua y la sal en la vida cotidiana
Tanto el agua como la sal son sustancias que se utilizan diariamente en diferentes contextos. El agua se utiliza como disolvente en muchas aplicaciones, desde el hogar hasta la industria alimentaria y los procesos químicos. Por su parte, la sal se utiliza como condimento en la cocina y como conservante en la industria alimentaria.
En la industria química, la sal se utiliza como reactivo en la producción de cloro y en otros procesos que requieren un agente oxidante. La sal también se utiliza como fundente en la producción de metales y en la fabricación de vidrio y cerámica.
En resumen, tanto el agua como la sal son sustancias que pueden conducir electricidad debido a la presencia de iones disueltos. La cantidad de iones presentes en la solución es lo que determina la conductividad eléctrica de la solución. Las soluciones salinas son más conductoras que el agua de mar, lo que se explica por la mayor cantidad de iones presentes en la solución. La electrólisis del agua es un proceso que permite obtener hidrógeno y oxígeno a partir de la descomposición del agua mediante una corriente eléctrica. La ósmosis inversa es un proceso que se utiliza para purificar el agua de mar y hacerla adecuada para el consumo humano.
