¿Por qué algunas sustancias al disolverse en agua conducen electricidad y otras no?

El Misterio de la Conductividad Eléctrica en el Agua: ¿Por Qué la Sal Sí, y el Azúcar No?

Desde experimentos sencillos en el laboratorio escolar hasta complejas aplicaciones industriales, la conductividad eléctrica del agua es un fenómeno fundamental en la química y la física. Pero, ¿por qué el agua pura, en sí misma un mal conductor, se transforma en una vía para la corriente eléctrica cuando le añadimos ciertas sustancias, mientras que otras parecen no hacer diferencia? La clave reside en la capacidad de una sustancia para generar iones al disolverse.

El agua, en su estado puro, se compone principalmente de moléculas de H₂O. Estas moléculas tienen una ligera polaridad, es decir, una distribución desigual de carga eléctrica. Sin embargo, esta polaridad no es suficiente para permitir un flujo significativo de electrones y, por lo tanto, el agua pura es un mal conductor de electricidad.

La magia ocurre cuando disolvemos ciertas sustancias, como la sal común (cloruro de sodio, NaCl). A diferencia de lo que podríamos pensar a simple vista, la sal no se disuelve simplemente “desapareciendo” en el agua. En realidad, experimenta un proceso llamado disociación iónica. La estructura cristalina del NaCl se rompe por la fuerza atractiva de las moléculas de agua, liberando los iones que la componen: iones sodio (Na⁺), con carga positiva, y iones cloruro (Cl⁻), con carga negativa.

Estos iones son los verdaderos responsables de la conductividad eléctrica. Al estar cargados eléctricamente, pueden moverse libremente dentro del agua. Cuando aplicamos un voltaje (una diferencia de potencial) a través de esta disolución salina, los iones Na⁺ se desplazan hacia el electrodo negativo (cátodo), mientras que los iones Cl⁻ se dirigen hacia el electrodo positivo (ánodo). Este movimiento de partículas cargadas constituye una corriente eléctrica. En esencia, los iones actúan como portadores de carga, cerrando el circuito y permitiendo que la electricidad fluya.

Ahora bien, ¿qué sucede con sustancias como el azúcar (sacarosa, C₁₂H₂₂O₁₁)? A diferencia de la sal, el azúcar es un compuesto molecular, lo que significa que sus átomos están unidos por enlaces covalentes. Cuando el azúcar se disuelve en agua, las moléculas individuales de sacarosa se separan unas de otras, dispersándose en la disolución. Sin embargo, no se forman iones. Las moléculas de sacarosa permanecen intactas y neutras, sin carga eléctrica neta.

Como no hay iones presentes que puedan transportar la carga, la disolución de azúcar en agua sigue siendo un mal conductor de electricidad. Aunque las moléculas de azúcar interactúan con las moléculas de agua, esta interacción no implica la liberación de partículas cargadas.

En resumen, la conductividad eléctrica de una disolución acuosa depende crucialmente de la presencia de iones libres. Las sustancias que se disocian en iones al entrar en contacto con el agua (como las sales, los ácidos y las bases) se conocen como electrolitos y producen disoluciones conductoras. En cambio, las sustancias que se disuelven sin formar iones (como el azúcar, el alcohol y muchas sustancias orgánicas) se conocen como no electrolitos y sus disoluciones no conducen la electricidad.

Este principio tiene importantes implicaciones en diversos campos, desde la purificación del agua (donde se mide la conductividad para determinar la presencia de impurezas iónicas) hasta la electroquímica y la biología (donde la conducción iónica es esencial para la función nerviosa y muscular). Entender por qué algunas sustancias son electrolitos y otras no nos permite controlar y manipular las propiedades eléctricas de las disoluciones acuosas para una amplia gama de aplicaciones.