Pregunta 153 · FIR 2024 · Química analítica y validación

Especialidad: Química analítica y validación · Del examen FIR 2024 (convocatoria 2023/24, examen del 20 de enero de 2024) · Preguntas FIR de Química analítica y validación 2024

Enunciado

153. Siendo $c_i$ y $z_i$ , respectivamente, la concentración y la carga de los iones presentes en una disolución, la fuerza iónica ( $I$ ) de dicha disolución se calcula como:

$I = \sum (c_i^2 \times z_i)$
$I = \frac{1}{2} \sum (c_i^2 \times z_i)$
$I = \sum (c_i \times z_i^2)$
$I = \frac{1}{2} \sum (c_i \times z_i^2)$

Solución

Según la plantilla definitiva del Ministerio de Sanidad

Siendo $c_i$ y $z_i$ , respectivamente, la concentración y la carga de los iones presentes en una disolución, la fuerza iónica ( $I$ ) de dicha disolución se calcula como:

Respuesta correcta: 4. $I = \frac{1}{2}\sum(c_i \times z_i^2)$ .

Por qué es esta y no las demás lo ves al responderla aquí, y sin límites con Premium

Por qué es la correcta y por qué no las otras

La fuerza iónica mide la intensidad del campo eléctrico que crean todos los iones de una disolución. Se define como I = ½ Σ ci·zi². La carga va al cuadrado porque el efecto electrostático depende de su magnitud, no de su signo: cationes y aniones suman siempre en positivo. Un ion divalente pesa cuatro veces más que uno monovalente. El factor ½ evita contar dos veces la sal, que aporta a la vez cationes y aniones. Así, para un electrolito 1:1 como el NaCl, I coincide con la concentración molar. Esta I es la que entra en la ley límite de Debye-Hückel: log γ± = −A|z+z−|√I.

Por qué no las otras

1. Eleva la concentración al cuadrado y deja la carga lineal. Con z lineal, cationes y aniones se restarían. Además falta el factor ½. Es una inversión de exponentes.
2. Incluye el ½, pero eleva al cuadrado la concentración en lugar de la carga. Los aniones restarían y la contribución no sería proporcional a la cantidad de iones.
3. La parte ci·zi² es correcta, pero falta el ½. Con esta expresión, una disolución de NaCl 0,1 M daría I = 0,2 en vez de 0,1. Duplica el valor real.

Clave para el FIR: Fuerza iónica: I = ½ Σ ci·zi². La carga va al cuadrado y está el factor ½. Para electrolitos 1:1, I = c; para MgSO4, I = 4c. Entra en Debye-Hückel como √I.

Respóndela aquí como en el examen: corrección al momento y la explicación de por qué es la correcta y por qué no las demás.

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