• ¿Cuál es la diferencia (si la hay) entre una sal mineral, un mineral disuelto y un ion mineral?

A sal, en química, se refiere a cualquier iónico compuesto (IUPAC, 1990). Por ejemplo, la sal de mesa, el cloruro de sodio, es un ion iónico. compuesto compuesto de sodio (Na⁺) y cloruro (Cl^-) iones. A mineral se refiere a compuestos químicos formados naturalmente en las rocas o la Tierra, no producidos por procesos de vida. Por lo tanto, sales minerales son compuestos iónicos de origen natural, e incluyen la sal de mesa, así como muchas otras sales que se encuentran o se utilizan en el agua de elaboración, como el sulfato de magnesio (Sales de Epsom).

Un mineral disuelto se refiere a la sustancia mineral disuelta en agua. Cuando una sal se disuelve en agua, se disocia ; sus iones positivos y negativos se separan por completo. El cloruro de sodio disuelto en agua ya no existe como compuesto ; en cambio, existe como iones de sodio y cloruro individuales disueltos en agua. Un ion mineral se refiere a cualquiera de estos iones.

• ¿Son todas las sales minerales también compuestos?

Un compuesto es cualquier sustancia formada por dos o más elementos químicos unidos químicamente. En las sales minerales sólidas, los elementos involucrados están unidos por enlaces iónicos , un tipo de enlace químico, por lo que estos se consideran compuestos. Cuando las sales se disuelven en agua, los enlaces iónicos se rompen y los iones se disocian , por lo que los elementos químicos ya no se consideran compuestos .

• Las sales de mesa se disocian en agua. ¿Eso también es cierto para las sales minerales?

Sí, todas las sales se disocian completamente cuando se disuelven en agua. La sal de mesa es un ejemplo de sal mineral.

Algunas sales son más solubles que otras, sin embargo, una sal menos soluble (como carbonato de calcio) podría solo parcialmente disolverse. En este caso, algunos de los iones disolverse en agua y completamente disociar, pero algunos seguirán siendo sólidos. Pequeñas partículas de sólido carbonato de calcio puede extenderse por el agua y crear una suspensión, haciendo que el líquido se vuelva turbio. O el sólido restante carbonato de calcio puede depositarse en las superficies, formando cal.

• ¿Están los iones minerales unidos a moléculas individuales de H ₂ O o flotan libremente entre las moléculas de H ₂ O?

Cuando se disuelven en agua, los iones se unen a varias moléculas de agua mediante enlaces de hidrógeno . Los enlaces de hidrógeno son bastante débiles, por lo que se rompen y reforman fácilmente. Esto permite que el ion se mueva a través del agua, uniéndose a diferentes moléculas de agua a medida que avanza.

• ¿Cómo los iones 'multivalentes', como los iones de calcio y magnesio, forman enlaces diferentes de los enlaces iónicos ordinarios?

Los iones multivalentes tienen más de una carga; por ejemplo, un átomo de calcio pierde dos electrones para convertirse en un ion, por lo que ha dos cargas positivas (escrito Ca²⁺). Los iones multivalentes forman enlaces iónicos exactamente de la misma manera que los iones monovalentes como el sodio (Na⁺) hacen, excepto que cada ion multivalente necesita dos cargas negativas para equilibrio fuera. Por lo tanto, en el cloruro de calcio (CaCl₂), cada ión de calcio se une a dos iones de cloruro, ya que cada ión de cloruro tiene una sola carga negativa (Cl^-).

• Cuando el agua disuelve el magnesio y el calcio del lecho de roca, ¿esos elementos ingresan al agua simplemente como Mg ²⁺ y Ca ²⁺ , o se unen inmediatamente con algún otro elemento?

El magnesio y el calcio se encuentran en el lecho rocoso solo como sales minerales, por ejemplo, como carbonato de calcio y sulfato de magnesio. En las sales minerales, estos elementos están presentes como cationes (Mg²⁺ y Ca²⁺⁾ unido a diferentes aniones. en este caso, esos iones son cloruro (Cl^-) y sulfato (SO₄^2-). Cuando el agua atraviesa el lecho rocoso, algunas de estas sales disolverse en el agua y los iones disociar. Tanto los cationes calcio / magnesio como los aniones respectivos disolverse en el agua.

• Es el "2" en Mg²⁺ diferente del '2' en H₂O?

Si. En química, los números escritos en subíndices (p. Ej., En la abreviatura H₂O) te dicen qué número de átomos de ese elemento están presentes en un compuesto. Entonces, en el caso del agua, el '2' le dice que H₂O contiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

Números escritos en superíndice (p. Ej., En la abreviatura Mg²⁺) le indican el número de cargas que tiene un ion. El magnesio pierde dos electrones para formar un ión, por lo que gana dos cargas positivas. El cloruro recoge un electrón para convertirse en ión, por lo que gana una carga negativa (C^-). Porque los cargos deben equilibrio en una sal, el cloruro de magnesio consta de dos iones de cloruro por cada ion de magnesio, por lo que se escribe como MgCl₂.

• ¿Tiene la dureza permanente algún potencial para formar incrustaciones, por ejemplo, en el caso de las calderas de vapor de las máquinas de café expreso?

La cal se compone principalmente de carbonato de calcio, que está formado por bicarbonato de calcio disuelto que se descompone cuando se hierve el agua. Cuando esto sucede, el carbonato de calcio insoluble se precipita de la solución y forma un depósito sólido llamado cal .

Debido a que hervir el agua elimina el bicarbonato de calcio del agua, se conoce como dureza temporal .

La dureza permanente se refiere a otras sales de calcio y magnesio disueltas en agua que no se eliminan al hervir. Porque estos no El resultado de una reacción que une dos sustancias disueltas en una solución para formar un sólido insoluble. Como resultado de convertirse en un sólido, la sustancia recién formada "precipita", es decir, cae al fondo del recipiente. "class =" glossaryLink "target =" _ self "> precipitan cuando se hierve el agua, no contribuyen significativamente a la formación de cal.

• ¿Qué significa el término "energía de enlace"? ¿Significa disolver el poder?

La energía de unión se refiere a la fuerza de un enlace químico; una alta energía de unión forma un vínculo que es difícil de romper. En su artículo sobre el efecto de los cationes en la extracción (Hendon y col., 2014), el químico Christopher Hendon se refiere a cómo los iones metálicos disueltos Ca²⁺ y Mg²⁺ se unen a los compuestos aromatizantes del café. Debido a que estos iones se disuelven en agua, unirse fuertemente a los compuestos de sabor ayuda a atraerlos hacia el agua ₂ — los enlaces fuertes que se forman con los iones disueltos ayudan a romper los enlaces más débiles que unen los compuestos de sabor a la superficie del grano de café.

• ¿Hay alguna diferencia entre dureza general y dureza total?

No, los términos y conceptos son sinónimos.

• ¿Deberían las mediciones de sólidos disueltos totales (TDS) ser iguales a las mediciones de dureza general (GH) ?

La dureza se refiere a la concentración de iones metálicos multivalentes en el agua, generalmente expresada como equivalentes de calcio. En otras palabras, se refiere a las partes por millón de esta cantidad de iones si asumió que todos eran calcio. Para una solución que contiene partes iguales de calcio y cloruro de magnesio, las mediciones de TDS y GH diferirían ligeramente porque la medición de GH trataría todos los cationes como si fueran calcio, mientras que el TDS debería tener en cuenta los diferentes tamaños de los iones de magnesio y calcio.

Muchos otros sólidos típicamente disueltos en agua, como el cloruro de sodio, no contribuyen a la dureza; contribuirían al TDS pero no a la GH. Como resultado, en el agua potable, la medición de TDS suele ser bastante diferente de la medición de GH.

• Entiendo que la dureza de carbonatos (KH) no es realmente una medida del contenido mineral sino, en cambio, la medida del potencial de amortiguación creado por los iones cargados negativamente. ¿Significa eso que puedo restar mis valores de KH de mis valores de GH para estimar la dureza permanente de mi agua?

KH (dureza de carbonato o dureza temporal) es una medida de los iones de carbonato y bicarbonato en el agua. Estos iones se eliminan cuando el agua hierve, formando depósitos de carbonato de calcio (cal ). La dureza restante se llama dureza permanente. La dureza permanente y la dureza temporal, sumadas, son la dureza total o dureza general (GH) . Por lo tanto, la diferencia entre dureza total (GH) y dureza temporal (KH) es exactamente su dureza permanente.

• ¿Cómo se une el catión H + con H ₂ O? ¿Forma su propio enlace iónico con el lado negativo de la parte de oxígeno de la molécula de agua?

En el agua, los átomos de hidrógeno y oxígeno forman enlaces covalentes. En este tipo de enlace, los átomos de hidrógeno y oxígeno comparten dos electrones, en lugar de que un átomo pierda un electrón y un átomo gane uno. Cuando un ácido se disuelve en agua, los iones de hidrógeno se liberan del enlace ácido covalentemente a las moléculas de agua para formar iones ^{H₃O +.}

En la molécula de H₂O, cada átomo de hidrógeno aporta un electrón al enlace; el otro proviene del átomo de oxígeno. En el ^{ion H₃O +} , ambos electrones en el enlace provienen del átomo de oxígeno, pero se comparten entre los átomos de oxígeno e hidrógeno, formando un enlace covalente coordinado.

Referencias

CH Hendon, L Colonna-Dashwood y M Colonna-Dashwood. 2004. “El papel de los cationes disueltos en la extracción de café”, Revista de química agrícola y alimentaria . doi: 10.1021 / jf501687c (https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jf501687c)

Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), 1990. Nomenclatura de Química Inorgánica de la IUPAC , 3d ed. (el Libro Rojo ), p.118. Real Sociedad de Química. ISBN 0-632-02494-1