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EQUILIBRIO ácido – BASE.

1. Introducción.
Desde los primeros días de la química experimental, los científicos han reconocido a los ácidos y las bases por sus propiedades características. A fines del siglo XIX, el químico sueco Svante Arrhenius definió a los ácidos como sustancias que se ionizan en agua para formar iones hidrógeno o protones (H+) y a las bases como sustancias que se ionizanen agua para formar aniones hidroxilo (OH-). Sin embargo, estas definiciones fueron mejoradas a principios del siglo XX, cuando los químicos comprobaron que podían describir a los ácidos y las bases sustentándose en la capacidad de los iones y las moléculas de donar y aceptar protones. Estas nuevas definiciones son mucho más amplias y útiles para comprender el comportamiento de ácidos y bases.2. Ácidos y bases de Brønsted-Lowry.

En 1923 el químico danés Johannes Brønsted y el químico inglés Thomas Lowry propusieron, en forma independiente, que los ácidos se definieran en términos de su capacidad para transferir protones. De acuerdo con sus definiciones, un ácido es una sustancia (molécula o ion) que puede transferir un protón a otra sustancia. De la misma manera, una base es unasustancia que puede aceptar un protón.
El ácido fluorhídrico es un ácido de Brønsted-Lowry ya que dona un protón al agua:

HF(ac) + H2O(l)H3O+(ac) + F(ac)

En esta reacción un ácido de Brønsted-Lowry (HF) cede un protón a una base de Brønsted-Lowry (H2O). Un ácido y una base siempre actúan conjuntamente para transferir un protón. Es decir, una sustancia puede actuar como ácido siempre ycuando otra sustancia se comporte simultáneamente como base.
Una extensión de la definición de Brønsted-Lowry es el concepto de par conjugado ácido-base, que puede definirse como un ácido y su base conjugada o como una base y su ácido conjugado. La base conjugada de un ácido de Brønsted-Lowry es la especie que resulta cuando el ácido pierde un protón (ejemplo 1). Por otro lado, el ácidoconjugado de una base de Brønsted-Lowry es el producto de la unión de un protón a una base de Brønsted-Lowry (ejemplo 2).

Ejemplo 1:
HF(ac) + H2O(l) F(ac) + H3O+(ac)
Ácido Base Base Ácido
conjugada conjugado
Ejemplo 2:
NH3(ac) + H2O(l)NH4+(ac) + OH(ac)
Base Ácido Ácido Baseconjugado conjugada


3. Propiedades ácido-base del agua.
El agua es un pobre conductor de la corriente eléctrica porque contiene muy pocos iones que permiten conducir la electricidad, de hecho, el agua pura se compone casi exclusivamente de moléculas de H2O. Sin embargo, el agua se ioniza en iones H3O+ y OH- en un grado muy reducido, proceso que describe la siguiente reacción:H2O(l) + H2O(l) H3O+(ac) + OH(ac)

Este tipo de reacción, en la que una molécula transfiere un protón a otra molécula de la misma clase se denomina autoprotólisis o autoionización. La constante de equilibrio de la autoprotólisis del agua es:

Kw = [H3O+ [OH

La expresión resultante se denomina constante de autoprotólisis del agua y se la simboliza como Kw.
En agua pura, a 25 ºC, lasconcentraciones de los iones H3O+ y OH son iguales y se encuentra que [H3O+ = 1,0 x 10-7 M y [OH = 1,0 x 10-7 M. De esta manera, a partir de la definición de Kw a 25 ºC:

Kw = (1,0 x 10-7) (1,0 x 10-7) = 1,0 x 10-14

Independientemente de que se trate de agua pura o de una solución de especies disueltas, la siguiente relación se cumple siempre a 25 ºC:

Kw = [H3O+ [OH = 1,0 x 10-14Debido a que Kw es una constante de equilibrio, el producto de las molaridades de H3O+ y OH es siempre igual a Kw. Se puede incrementar la concentración de los iones H3O+ agregando un ácido, en cuyo caso la concentración de OH deberá disminuir para que el valor de Kw se mantenga constante. Por otro lado, al aumentar la concentración de OH por el agregado de una base, la concentración de los...