LIQUIDOS IONICOS

El hielo fundido(agua) y el NaCl fundido son claros e incoloro, sus viscosidades y conductividades térmicas no son muy diferentes

La diferencia entre las sales fundidas y el hielo fundido radica en los valores de la conductividad específica

La mayoría de las sales fundidas se parecen al agua y cerca de sus puntos de fusión tienen conductividades térmicas y tensiones superficiales del mismo orden de magnitud que las del agua, estas sales fundidas son estables entre los 300 y 1250 oC

Sin embargo hay sales que son líquidos a temperaturas más bajas

Otra clase de líquidos iónicos son los óxidos fundidos

En la disolución acuosa los iones + y – están separadas por las masas de agua se desplazan en sentidos opuestos. En los líquidos iónicos no hay agua en la que floten los iones; los iones se rozan entre sí

Como se forma un líquido iónico un líquido iónico simple nace de la fusión de una red

iónica o por condensación de un vapor de iones.

Para una sal fundida se dispone de modelos basados en la red cristalina y en la fase gaseosa.

Estos dos modelos pretenden explicar el aumento de volumen durante la fusión por la aparición de espacios vacíos.

El modo de explicar estos espacios vacíos es lo que diferencia unos de otros.

• Los iones se encuentran casi a las mismas distancias internucleares en una sal fundida que en el cristal iónico.

cristal sal fundidaLiCl 2.66 2.47KCl 3.26 3.10

Las distancias estan expresadas en amstrong.

• Cuando se funde una red iónica, se observa que se producen aumentos entre el 10 y 25% en el volumen del sistema.

Sistema % aumentoNaCl 25KCl 17NaNO3 11

A consecuencia de este cambio de volumen durante la fusión se producen vacios llamados vacantes,huecos,volumen libre,etc.

El modelo de las vacantes trata a una sal fundida como un cristal iónico con defectos de Schottky, que se producen cuando los iones del retículo cristalino se desplazan hasta la superficie del cristal.

El movimiento hasta la superficie explica la expansión del volumen y la creación de puntos vacantes dentro del sistema justifica la existencia de espacio vacío.

• En el modelo de los huecos, se considera que el espacio vacío surge de la aparición de fluctuaciones de densidad local generadas técnicamente. Los huecos que constituyen el espacio hueco son de tamaños y situación establecidos al azar. Es importante tener en cuenta que los huecos están cambiando constantemente de tamaño, formándose huecos nuevos y desapareciendo otros existentes. Además, los huecos pueden desplazarse según un mecanismo que consiste en que un ión salte al hueco dando origen a un nuevo hueco en el punto que ha abandonado.

• La teoría de las celdas se basa en considerar el espacio disponible para el movimiento de una partícula. La transcisión del estado gaseoso al estado líquido va acompañada por una reducción drástica de su territorio. En fase gaseosa una partícula dispone de todo el volumen del recipiente que lo contiene, en el estado líquido la partícula queda confinada a una celda. Sin embargo, dentro de la celda la partícula dispone de un volumen libre para su movimiento. La teoría de las celdas excluye la ocupación múltiple de las mismas y por ello no puede explicar el aumento de volumen durante la fusión.

• La teoría del volumen libre en el líquido no admite que las celdas y los volúmenes libres sean iguales para todas las partículas. Es el líquido como conjunto el que dispone de un cierto volumen libre y se presenta una distribución de los volúmenes libres en las celdas. Por tanto, las celdas se dilatan y se contraen y la distancia media entre las partículas no es necesario que aumente para explicar el incremento del volumen libre líquido, que justifica el incremento de volumen durante la fusión.

Formación de un hueco Furth consideró que un hueco de una sal fundida se comporta de

forma semejante a una burbuja en un líquido. Sobre la superficie de la burbuja actúa una presión neta o resultante.

Transporte en las sales fundidas

• No hay gradiente de concentración en un electrólito líquido puro por carecer de disolvente.

• El campo de interacción ión-ión es una constante en un electrólito puro líquido.

Autodifusión de electrólitos líquidos puros

• Supongamos que en un electrólito de cloruro sódico líquido se sustituye iones Na+ por un isótopo radiactivo del sodio, vamos a comprobar la electroneutralidad y la difusón del trazador por la existencia de un gradiente de concentración para iones trazadores.

Viscosidad y conductividad

• La viscosidad de las sales fundidas o electrólitos líquidos puros varían con la temperatura y están dados por las siguientes ecuaciones respectivamente.

η = ηo e+E/RT