La regla de Ephraim-Fajans es una regla empírica enunciada tras realizar observaciones de la solubilidad de distintas sales, especialmente tras el estudio de los haluros alcalinos, y establece que sales con iones de radio próximo son relativamente poco solubles.[1][2][3][4]
La regla se nombra en reconocimiento de F. Ephraim y del físicoquímico estadounidense de origen polaco Kasimir Fajans (1887–1975).[5][6]
En la siguiente tabla[7] se muestran datos de solubilidad (en agua a 18ºC. Datos en mol/1000 g H2O) de sales de haluros alcalinos en agua. Pese a que algunos datos corresponden a sales hidratadas, en ella se observan las regularidades determinadas por la regla de Ephraim-Fajans.
En la tabla se observa que en los haluros de cationes de pequeño radio (Li+ y Na+) el mínimo de solubilidad se da en los fluoruros y crece al aumentar el radio del anión. En haluros de aniones voluminosos, tales como los ioduros, las sales menos solubles son las de los cationes también voluminosos (Rb+ y Cs+). De esta manera la solubilidad de los haluros de cesio sigue el orden inverso a las de litio.
Justificación analítica
La tendencia a solubilizarse de una sal está relacionada con la energía de la red cristaliza de la sal. Esta se relaciona con la energía de ionización de los iones (ΔHUo) y la de hidratación o disolución en un disolvente (ΔHLo= ΔHL+o+ ΔHL-o, suma correspondiente a la solvatación del catión y anión, respectivamente.) La entalpía total de disolución (ΔsolHo) será la correspondiente a la suma de ambos procesos:
ΔsolHo =(ΔHL+o+ ΔHL-o)+ΔHUo
Un modelo aproximado, basado en la teoría electrostática, consiste en suponer que los iones se comportan como esferas cargadas de radio y carga , que pasan del vacío a un medio dieléctrico con constante dieléctrica. Mediante el desarrollo de este modelo y empleando el modelo de Born-Landé, se llega a una expresión de la siguiente manera:[8]
El primer sumando (ΔHLo) es negativo y el segundo ((ΔHUo) positivo. La sales solubles liberan mucho calor (ΔHLo es muy negativo). Según esta ecuación las sales serán poco solubles con valores absolutos bajos del primer sumando y altos del segundo. Estudiando el primer término se puede observar que para sales con la misma carga neta, el valor del primer término tendrá un mínimo valor absoluto mínimo cuando r+ = r–, lo cual justifica la regla empírica de Ephraim-Fajans.[7]
Fajans, K. (1923). "Struktur und Deformation der Elektronenhüllen in ihrer Bedeutung für die chemischen und optischen Eigenschaften anorganischer Verbindungen". Naturwiss. 11 (10): 165–72. Bibcode:1923NW.....11..165F. doi:10.1007/BF01552365.
Fajans, K.; Joos, G (1924). "Molrefraktion von Ionen und Molekülen im Lichte der Atomstruktur". Z. Phys. 23: 1–46. Bibcode:1924ZPhy...23....1F. doi:10.1007/BF01327574.
Fajans, K. (1924). "". Z. Kristallogr. 61 (1): 18–48. doi:10.1524/zkri.1924.61.1.18
F. Ephraim. Inorganic Chemistry, 6.ª ed., Londres, 1954, pp. 58-61.
K. Fajans. Teoría cuanticular del enlace químico. Rev. Soc. Química México, 7(1): 6-28, 1963 el 4 de marzo de 2016 en Wayback Machine..
R.E. Holmen, W.B. Lake. Kasimir Fajans (1887-1975). The man and his work. Bull. Hist. Chem. 6, 1990
↑ Ríos, E.G. Química Inorgánica (1994). Editorial Reverté, S.A
regla, ephraim, fajans, regla, ephraim, fajans, regla, empírica, enunciada, tras, realizar, observaciones, solubilidad, distintas, sales, especialmente, tras, estudio, haluros, alcalinos, establece, sales, iones, radio, próximo, relativamente, poco, solubles, . La regla de Ephraim Fajans es una regla empirica enunciada tras realizar observaciones de la solubilidad de distintas sales especialmente tras el estudio de los haluros alcalinos y establece que sales con iones de radio proximo son relativamente poco solubles 1 2 3 4 La regla se nombra en reconocimiento de F Ephraim y del fisicoquimico estadounidense de origen polaco Kasimir Fajans 1887 1975 5 6 En la siguiente tabla 7 se muestran datos de solubilidad en agua a 18ºC Datos en mol 1000 g H2O de sales de haluros alcalinos en agua Pese a que algunos datos corresponden a sales hidratadas en ella se observan las regularidades determinadas por la regla de Ephraim Fajans Li Na K Rb CsF 0 11 1 06 15 9 2 H2O 12 7 24 2 1 5 H2O Cl 18 5 1 H2O 6 14 4 6 7 34 10 9Br 19 7 2 H2O 8 6 2 H2O 5 6 6 4 5 8I 12 1 3 H2O 11 9 1 H2O 8 35 7 2 2 9En la tabla se observa que en los haluros de cationes de pequeno radio Li y Na el minimo de solubilidad se da en los fluoruros y crece al aumentar el radio del anion En haluros de aniones voluminosos tales como los ioduros las sales menos solubles son las de los cationes tambien voluminosos Rb y Cs De esta manera la solubilidad de los haluros de cesio sigue el orden inverso a las de litio Justificacion analitica EditarLa tendencia a solubilizarse de una sal esta relacionada con la energia de la red cristaliza de la sal Esta se relaciona con la energia de ionizacion de los iones DHUo y la de hidratacion o disolucion en un disolvente DHLo DHL o DHL o suma correspondiente a la solvatacion del cation y anion respectivamente La entalpia total de disolucion DsolHo sera la correspondiente a la suma de ambos procesos DsolHo DHL o DHL o DHUoUn modelo aproximado basado en la teoria electrostatica consiste en suponer que los iones se comportan como esferas cargadas de radio r displaystyle r y carga Z displaystyle Z que pasan del vacio a un medio dielectrico con constante dielectrica e r displaystyle varepsilon r Mediante el desarrollo de este modelo y empleando el modelo de Born Lande se llega a una expresion de la siguiente manera 8 D s o l H o N A Z 2 e 2 2 r Z 2 e 2 2 r 1 1 e r N A A Z Z e 2 r r 1 1 n displaystyle Delta rm sol H rm o N rm A left frac Z 2 e 2 2r frac Z 2 e 2 2r right left 1 frac 1 varepsilon r right frac N rm A AZ Z e 2 r r left 1 frac 1 n right donde N A displaystyle N rm A es el numero de Avogadro e displaystyle e la carga del electron y n displaystyle n en coeficiente de Born en honor a Max Born 1882 1970 A displaystyle A es la constante de Madelung en honor a Erwin Madelung El primer sumando DHLo es negativo y el segundo DHUo positivo La sales solubles liberan mucho calor DHLo es muy negativo Segun esta ecuacion las sales seran poco solubles con valores absolutos bajos del primer sumando y altos del segundo Estudiando el primer termino se puede observar que para sales con la misma carga neta el valor del primer termino tendra un minimo valor absoluto minimo cuando r r lo cual justifica la regla empirica de Ephraim Fajans 7 Vease tambien EditarReglas de FajansReferencias Editar Fajans K 1923 Struktur und Deformation der Elektronenhullen in ihrer Bedeutung fur die chemischen und optischen Eigenschaften anorganischer Verbindungen Naturwiss 11 10 165 72 Bibcode 1923NW 11 165F doi 10 1007 BF01552365 Fajans K Joos G 1924 Molrefraktion von Ionen und Molekulen im Lichte der Atomstruktur Z Phys 23 1 46 Bibcode 1924ZPhy 23 1F doi 10 1007 BF01327574 Fajans K 1924 II Die Eigenschaften salzartiger Verbindungen und Atombau Z Kristallogr 61 1 18 48 doi 10 1524 zkri 1924 61 1 18 F Ephraim Inorganic Chemistry 6 ª ed Londres 1954 pp 58 61 K Fajans Teoria cuanticular del enlace quimico Rev Soc Quimica Mexico 7 1 6 28 1963 Archivado el 4 de marzo de 2016 en Wayback Machine R E Holmen W B Lake Kasimir Fajans 1887 1975 The man and his work Bull Hist Chem 6 1990 a b Rios E G Quimica Inorganica 1994 Editorial Reverte S A N Bjerrum 1929 Neuere Anschauungen uber Elektrolyte Ber Deuts Chem Ges 5 1091 1103 Datos Q16624726Obtenido de https es wikipedia org w index php title Regla de Ephraim Fajans amp oldid 117766037, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,
