Disociación del agua

Disociación del agua
La capacidad del agua para ionizarse es ligera pero fundamental para la vida. El agua puede actuar como ácido y como base, su ionización se puede representar como una transferencia intermolecular de protones que forma un ión hidronio (H3O+) y un ión hidroxilo (OH-):






Las moléculas de agua tienen una leve tendencia a ionizarse (disociarse) en iones hidrógeno(H+) e iones hidroxilo (OH-). El H+ se combina inmediatamente con una región cargada negativamente de otra molécula de agua para formar un ion hidronio (H3O+). Sin embargo, se utiliza por comodidad H+ en lugar de la expresión más exacta H3O+. En el agua pura, el número de moléculas que se ionizan es muy pequeño. Esta ligera tendencia del agua a disociarse es contrarrestada por la de los ioneshidrógeno e hidroxilo a unirse y formar nuevamente agua.
El protón transferido en realidad se integra con un grupo de moléculas de agua. Los protones
existen en solución no solo como H3O+, sino también como multímeros del tipo H5O2+
(el ión hidronio unido a una molécula de agua), H7O3+ (el ión hidronio unido a dos moléculas de agua), pero lo que se acostumbra es representar al protón como H+, aúncuando de hecho esté altamente hidratado.
Puesto que los iones hidronio e hidroxilo se recombinan de manera continua para formar
moléculas de agua, no se puede decir que un hidrógeno u oxígeno individual esté presente como ión o como parte de una molécula de agua. Por cada ión de hidrógeno e hidroxilo en el agua pura
hay 1.8 miles de millones de moléculas de agua.
Cada molécula de agua sedisocia en un ión hidrógeno y otro hidroxilo, por lo que las concentraciones en el agua pura son exactamente iguales (0.0000001 que también se expresa 1 x 10 -7 moles por litro de cada ión). Cuando son las mismas concentraciones de los dos iones, esta es una solución neutra, es decir no es ácida ni básica (alcalina).
Para calcular esta concentración, se hizo de la siguiente manera:
Los corchetesrepresentan las concentraciones molares y k es la constante de disociación.
Debido a que un mol de agua pesa 18 gramos, por lo tanto un litro que es equivalente a 1000
gramos, contiene 1000/18 = 55.56 mol. Así que el agua pura es 55.56 molar. Puesto que la
probabilidad de que un hidrógeno en agua pura exista como un ión hidrógeno es de 1.8 x 10-9
, la concentración molar de los iones H+(o deiones OH-) en agua pura, es el producto de la probabilidad que es 1.8 x 10-9 por la concentración molar del agua que es 55.56 mol/L. El resultado es 1.0 x 10-7 mol/L.
Un ácido es una sustancia que al estar en solución se disocia para producir iones hidrógeno.
Al disociarse una molécula de agua produce un ion hidrógeno.
Una base se define como un aceptor de protones. El ion hidroxilo puedeactuar como base al
aceptar un protón (H+) para formar agua. También son consideradas bases aquellas sustancias
que liberan grupos OH-. Por cada molécula de agua, se libera un grupo OH-. Por lo tanto, el agua
actúa tanto como ácido y como base.
El grado de acidez de una molécula se acostumbra expresarlo en términos de pH. Este se define como el logaritmo negativo (en base 10) de laconcentración de iones de hidrógeno, expresada en moles por litro. Esta definición la introdujo Sorensen en 1909.


Este valor (7) es considerado neutro dado que la concentración de iones H+ es semejante a la
concentración de iones OH-.



La escala de pH permite medir la concentración de iones hidrógeno de 10-14 M (molar) hasta
1.0M (molar) y se basa en la disociación del agua. El pH del plasmasanguíneo tiene un valor de
7.35-7.45 y es muy importante conservar este valor dentro de límites muy estrechos.




Las soluciones neutras (pH = 7) son las que tienen la misma concentración de H+ y OH-. Las
soluciones ácidas (tienen valores de pH inferiores a 7) son las que tienen mayor concentración de H+que de OH-, en cambio, las soluciones básicas (tienen valores de pH superiores a 7)...