Si hierves una sustancia iónica, ¿el vapor contendrá iones o se asociarán con las moléculas?

respuesta pertinente a sistemas que contienen solo sales inorgánicas o fluidos iónicos (no agua u otro disolvente dieléctrico)

No estoy seguro, así que debería callarme. El líquido puro de alta frecuencia está completamente asociado, por lo que puede almacenarse sin riesgo de corrosión en un recipiente de acero inoxidable (sin embargo, el agua definitivamente cambiará la situación). El vapor de HF forma dímeros eléctricamente neutros y polímeros de orden superior. Sospecho que lo mismo será cierto para las sales iónicas fundidas, como el NaCl (sé que la fase de vapor sobre el NaCl fundido contiene dímeros de NaCl). Sin embargo, el NaCl fundido es eléctricamente conductor. Dudo que la conductividad se deba a que la sal actúe como un metal (intercambio de electrones), por lo que la conductividad se debería a la transferencia de iones (es decir, la asociación de cationes y aniones específicos es transitoria). Si la movilidad de iones es el mecanismo para la transferencia de carga, entonces la existencia de iones es una cuestión de marco de tiempo, por ejemplo, en el marco de tiempo pico-segundo pueden existir iones en el líquido. Dudo que la densidad de la fase de vapor pueda alcanzar un valor suficientemente alto para soportar un mecanismo similar de transferencia de iones, por lo que sospecho que la respuesta corta es “no”.

Respuesta original pertinente a soluciones acuosas :

Asumiré que está preguntando sobre hervir una solución acuosa de una sustancia iónica. El soluto se ioniza porque la constante dieléctrica del agua líquida es suficientemente alta en un amplio rango de temperaturas para que las moléculas de agua puedan aislar los iones entre sí. La constante dieléctrica del agua varía de aproximadamente 78 a 300 K a aproximadamente 4 en el punto crítico. Por lo tanto, los solutos iónicos como NaCl y HCl se disocian casi completamente en agua a 300 K y se asocian más cerca del punto crítico del agua líquida (647 K) porque las moléculas de agua ya no pueden aislar el catión y el anión entre sí (es decir, cuando la temperatura se acerca al punto crítico una fracción progresivamente más grande del soluto iónico ocurre como el soluto eléctricamente neutro en el líquido en lugar de como iones). Simultáneamente, a medida que se acerca el punto crítico, proporcionalmente más particiones de soluto iónico en la fase de vapor.

La constante dieléctrica del vapor de agua varía de aproximadamente 1 a 4 en el mismo rango, de modo que el vapor de agua tiene poca capacidad de aislamiento en todo el rango de temperaturas a las que está en equilibrio con el agua líquida, por lo que los solutos iónicos en vapor de agua tienden a estar en la forma de moléculas eléctricamente neutras. Sin embargo, debido a que los solutos iónicos neutros eléctricamente pueden ser polares, algunos solutos iónicos forman dímeros o polímeros de orden superior en la fase de vapor de H2O.

Tendrás un vapor que consiste en pares de iones. La temperatura de ebullición es lo suficientemente alta para separar los pares entre sí (interacciones dipolo-dipolo, cayendo relativamente rápido con la distancia) pero no los dos iones en un par (los pares de carga-contra-carga que atraen incluso en distancias relativamente grandes).

Tenga en cuenta que incluso una sal simple como cloruro de sodio no se describe correctamente como un sólido iónico puro. Las propiedades del sólido muestran que una mezcla de naturaleza covalente e iónica de la unión proporciona una mejor descripción.