Hidratación de iones

Si las atracciones electrostáticas existentes entre los iones conforman el enlace iónico, ¿cuál será la fuerza impulsora que permite que gran parte de los compuestos iónicos se disuelvan en el agua. Dicha fuerza es la formación de interacciones ion- dipolo, con las moléculas de agua. Estas moléculas son polares: los átomos de oxígeno son parcialmente negativos y los átomos de hidrógeno parcialmente positivos. En el proceso de disolución podemos imaginarnos que los extremos oxigenados de las moléculas de agua rodean a los cationes y los lados hidrogenados de otras moléculas de agua rodean a los aniones. Si las interacciones ion-dipolo son más fuertes que la suma de las atracciones iónicas y las fuerzas intermoleculares de las moléculas de agua, entonces se provoca la disolución.

Es importante entender que los compuestos iónicos solamente se disuelven cuando las interacciones ion-dipolo establecidas con el disolvente son muy intensas en comparación con el enlace iónico. Por lo tanto, el disolvente mismo debe ser bastante polar. Entre los líquidos comunes tan sólo el agua es lo bastante polar como para poder disolver los compuestos iónicos.

Cuando un compuesto de tipo iónico cristaliza de una solución acuosa, se suelen quedar moléculas de agua añadidas en el cristal sólido. Estos compuestos iónicos de agua simplemente se encuentran en los huecos de la red cristalina, pero en la mayor parte de los hidratos, las moléculas de agua se encuentran estrechamente asociadas con el anión o con el catión, por lo general con el último mencionado. Así por ejemplo, el cloruro de aluminio cristaliza como hexahidrato de cloruro de aluminio, AlCl3. 6 H2O. De hecho, las seis moléculas de agua se encuentran organizadas en una distribución tetraédrica en torno al ion aluminio, con los átomos de oxígeno orientados hacia el mismo. Es por lo tanto, el compuesto sólido que se representa con más exactitud como [Al (OH2)6]+3 . 3 Cl-, cloruro de hexaacuoaluminio, y aniones cloruro.

Por lo general existe una correlación del grado de hidratación de los iones en fase sólida con la carga y el tamaño que tengasn los iones. Así, por ejemplo, las sales de tipo binarias simples de los metales alcalinos, como puede ser el cloruro de sodio, son anhidras porque la carga de ambos iones es pequeña. La cristalización de un ion con carga +3 de una solución acuosa siempre da por resultado un ion hexahidratado en la red cristalina. Es decir, el catión pequeño y fuertemente cargado causa que la interacción ion-dipolo sea particularmente intensa. El grado de hidratación de los aniones también depende de la carga y del tamaño. Los oxoaniones de carga más grandes casi siempre se encuentran hidratados, aunque no en la medida en que lo está los aniones. Por poner un ejemplo, podemos decir, que el sulfato de zinc, ZnSO4, es un heptahidrato: seis de las moléculas de agua se encuentran asociadas con el ion zinc y la séptima con el ion sulfato. Así por lo tanto, el compuesto se representa con mayor exactitud como [Zn (OH2)6]2+.[SO4(H2O)]2-. Muchos otros sulfatos metálicos dipositivos forman heptahidratos con la misma estructura del compuesto del zinc.