El potencial iónico es la relación entre la carga eléctrica ( z ) y el radio ( r ) de un ion . [1]
Como tal, esta relación es una medida de la densidad de carga en la superficie del ion; por lo general, cuanto más densa es la carga, más fuerte es el enlace formado por el ion con iones de carga opuesta. [2]
El potencial iónico da una indicación de qué tan fuerte o débilmente el ion será atraído electrostáticamente por iones de carga opuesta; y en qué medida el ion será repelido por iones de la misma carga.
Victor Moritz Goldschmidt , el padre de la geoquímica moderna, descubrió que el comportamiento de un elemento en su entorno podía predecirse a partir de su potencial iónico y lo ilustró con un diagrama (gráfico del radio iónico desnudo en función de la carga iónica). [3] Por ejemplo, la solubilidad del hierro disuelto depende en gran medida de su estado redox. Fe2+
con un potencial iónico menor que el Fe3+
es mucho más soluble porque ejerce una fuerza de interacción más débil con OH-
ion presente en el agua y exhibe una tendencia menos pronunciada a la hidrólisis y precipitación . En condiciones reductoras, el Fe (II) puede estar presente en una concentración relativamente alta en el agua anóxica , similar a las encontradas para otras especies divalentes como Ca2+
y Mg2+
. Sin embargo, una vez que el agua subterránea anóxica se bombea desde un pozo profundo y se descarga a la superficie, entra en contacto con el oxígeno atmosférico. Entonces Fe2+
se oxida fácilmente a Fe3+
y este último se hidroliza y precipita rápidamente debido a su menor solubilidad debido a una mayor relación z / r.
Millot (1970) también ilustró la importancia del potencial iónico de los cationes para explicar la alta o baja solubilidad de los minerales y el comportamiento expansivo (hinchamiento / encogimiento) de los materiales arcillosos . [4]
El potencial iónico de los diferentes cationes ( Na+
, K+
, Mg2+
y Ca2+
) presentes en la capa intermedia de minerales arcillosos también contribuyen a explicar sus propiedades de hinchamiento / contracción. [5] Los cationes más hidratados como el Na+
y Mg2+
son responsables de la hinchazón de la esmectita, mientras que el K menos hidratado+
y Ca2+
Causar el colapso de la capa intermedia. En illite , la capa intermedia está totalmente colapsada debido a la presencia del K mal hidratado.+
.
El potencial iónico también es una medida del poder de polarización de un catión .
El potencial iónico podría utilizarse como criterio general para la selección de adsorbentes eficientes para elementos tóxicos . [6]
Ver también
Referencias
- ^ "Potencial iónico" . A Dictionary of Earth Sciences 1999, publicado originalmente por Oxford University Press 1999 . Consultado el 17 de abril de 2017 .Mantenimiento de CS1: ubicación ( enlace )
- ^ Railsback, Bruce. "Potencial iónico" (PDF) . Consultado el 16 de julio de 2020 .
- ^ Kauffman, George B. (1997). "Victor Moritz Goldschmidt (1888 - 1947): Un homenaje al fundador de la geoquímica moderna en el cincuentenario de su muerte". El educador químico . 2 (5): 1–26. doi : 10.1007 / s00897970143a . ISSN 1430-4171 . S2CID 101664962 .
- ^ Millot, Georges (1970). Geología de las arcillas: meteorización - sedimentología - geoquímica . Springer Science & Business Media. doi : 10.1007 / 978-3-662-41609-9 . ISBN 978-3-662-41611-2.
- ^ Delville, Alfred; Laszlo, Pierre (1990). "El origen del hinchamiento de las arcillas por el agua". Langmuir . 6 (7): 1289–1294. doi : 10.1021 / la00097a017 . ISSN 0743-7463 .
- ^ Li, Ronghui; Yang, Weiyi; Su, Yu; Li, Qi; Gao, Shian; Shang, Jian Ku (2014). "Potencial iónico: un criterio material general para la selección de adsorbentes de arsénico altamente eficientes". Revista de ciencia y tecnología de materiales . 30 (10): 949–953. doi : 10.1016 / j.jmst.2014.08.010 . ISSN 1005-0302 .