E5 Difusión y Movilidad Iónica (Efecto de Alcalino Mixto)

Tópico

El transporte iónico dentro de este vidrio sigue, en su forma matemática, el mismo marco que ya emplea, con el mismo propósito, otro modelo de este conjunto, el que describe el transporte iónico de un cerámico: la relación de Nernst-Einstein, que vincula el coeficiente de difusión de cada ion móvil con la conductividad iónica que ese mismo ion produce, y la dependencia de Arrhenius, que describe cómo esa conductividad iónica aumenta con la temperatura. Que este vidrio comparta esa misma forma matemática con ese cerámico hace que, en ambos casos, un aumento de temperatura produzca, según esa misma dependencia de Arrhenius, un aumento comparable de la conductividad iónica.

Cuando este vidrio contiene un único óxido alcalino como portador de la carga iónica móvil, su conductividad iónica queda determinada únicamente por la concentración y la movilidad de ese ion alcalino dentro de la red, y esa conductividad iónica pura sirve como referencia frente a la que se compara cualquier otra composición de este mismo vidrio. Que este vidrio contenga solo un tipo de ion alcalino, en lugar de una mezcla de varios, hace que su conductividad iónica se mantenga cerca de esa conductividad iónica pura, sin ninguna anomalía adicional.

Que este vidrio contenga, en cambio, una mezcla de dos óxidos alcalinos distintos, en lugar de uno solo, hace que su conductividad iónica ya no se ubique en la interpolación lineal que cabría esperar entre las conductividades iónicas puras de cada óxido alcalino por separado, sino muy por debajo de ella: esta reducción anómala y marcadamente no lineal de la conductividad iónica es, precisamente, el efecto de alcalino mixto. Que la proporción entre ambos óxidos alcalinos se acerque a una mezcla equitativa, en lugar de estar dominada por uno solo de ellos, hace que este efecto de alcalino mixto sea, típicamente, más pronunciado, y que la conductividad iónica caiga más por debajo de esa interpolación lineal esperada.

Por eso este modelo, con el transporte iónico y el efecto de alcalino mixto con los que se abrió, señala una anomalía que es característica y distintiva de este vidrio frente a un cerámico cristalino: que este vidrio carezca de la periodicidad estructural que sí tiene ese cerámico hace que la mezcla de dos óxidos alcalinos distintos, moviéndose dentro de una misma red desordenada, interfiera entre sí de una manera que la mezcla equivalente dentro de una red cristalina periódica no reproduce, y que esa interferencia sea, en definitiva, la que produce este mismo efecto de alcalino mixto, sin contraparte en ese cerámico cristalino.

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