quimica inorganica

Química Inorgánica  2013
 

  PRÁCTICA 11 Reacciones químicas en solución acuosa 
Objetivos 
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Estudio del comportamiento químico de iones de metales de transición 3d en 
solución acuosa 
Estudio del comportamiento químico de los halógenos frente al agua 
Realización de reacciones ácido base y redox que ejemplifican el comportamiento 
químico de iones 3d y halógenos Introducción 
Reacciones en solución acuosa 
El  agua  es  un  compuesto  de  gran  importancia  tanto  por  su  relevancia  para  los  procesos 
biológicos  como  industriales.  Muchas  de  las  reacciones  que  tienen  lugar  a  nuestro 
alrededor involucran sustancias disueltas en agua y utilizan ésta como medio de reacción. 
Esta  posición  destacada  del  agua  se  deriva  en  primer  lugar de  su  abundancia  y  fácil 
accesibilidad. Se presenta en estado líquido en un amplio rango de temperaturas (el cual 
incluye  la  temperatura  ambiente  de  la  mayor  parte  de  los  puntos  del  planeta)  y  además 
tiene  una  alta  constante  dieléctrica  por  lo  que  puede  disolver  un  gran  número  de 
sustancias,  especialmente  las  iónicas  De  todo  ello  se  deriva  que sea  un  solvente  de  bajo 
costo, apropiado para proporcionar un medio de reacción a numerosos procesos químicos. 
Reacciones ácido‐base 
Un  conjunto  importante  de  reacciones  que  se  dan  en  solución  acuosa,  puede  ser 
clasificada como reacciones ácido‐base. Hay múltiples definiciones ácido‐base, cada uno de 
los  cuales  tiene  utilidad  aplicada  al  sistema  o  a  la  reacción química  que  se  considere. 
Siendo  el  agua  un  solvente  protónico,  que  se  disocia  parcialmente  liberando  iones 
hidrógeno,  resulta  muy  útil  la  definición  ácido‐base  de  Brönsted‐Lowry  para  sistematizar 
estas reacciones en medio acuoso. 
Cationes en solución acuosa 
Todo  catión  presente  en  solución  acuosa  (acuocatión),  está  rodeado  por  un  número de moléculas de agua. Estas  moléculas constituyen  lo que se denomina  la primera esfera 
coordinación del catión. El índice de coordinación (número de átomos de oxígeno unidos al 
ion metálico) es muy variable, predominando el 6. En iones metálicos  con alto estado de 
oxidación y tamaño pequeño, se da con cierta frecuencia el índice 4. Entre el ion metálico 
central  y  las  moléculas  de  agua  se establece  un  enlace  cuyas 
características dependen del ion en particular. En el caso de iones 
de metales del bloque s el enlace entre las moléculas de agua y el 
ion es electrostático, del tipo ion‐dipolo. En el caso de los iones de 
los  metales  de  transición,  se  trata  de  un  enlace  que  podemos 
considerar  covalente,  en  el  que  el  átomo  de  oxígeno  de  cada molécula de agua aporta dos electrones (covalente coordinado). De todos modos, y dada 
alta  polaridad  de  la  molécula  de  agua,  este  enlace  tiene  fuerte  contribución  iónica. 
Independientemente  del  tipo  de  enlace  establecido,  al  formarse  el  enlace  M‐O,  se 
los enlaces O‐H  en la molécula de agua y esta puede perder uno o los dos hidrógenos en 

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forma  de  iones  hidrógeno,  comportándose  como  ácido  de  Brönsted‐Lowry.  En  el  primer 
caso, la molécula de agua da origen a un ion hidróxido, y en el segundo, a un ion óxido. 
A continuación se plantean equilibrios generales, que se dan en las soluciones acuosas de 
un  ion  de  carga  n+.  Las  fórmulas  encerradas  entre  paréntesis  rectos  incluyen  el  ion metálico y las especies presentes en la primera esfera de coordinación. El número x indica 
el  número  de  moléculas  de  agua  (que  no  han  perdido  protones)  unidas  directamente  al  
ión central M. 
[M(H2O)x]n+ →  [M(H2O)x‐1OH](n‐1)+ + H+ 
[M(H2O)x‐1OH](n‐1)+ →   [M(H2O)x‐2(OH)2](n‐2)+ + H+ 
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