AGUA Y SU IONIZACION

Ionización del agua: ácidos y bases
En el agua líquida hay una leve tendencia a que un átomo de hidrógeno salte del
átomo de oxígeno al que está unido covalentemente, al otro átomo de oxígeno al
que se encuentra unido por un puente de hidrógeno. En esta reacción se
producen dos iones: el ion hidronio (H3O+) y el ion hidróxido (OH-). En cualquier
volumen dado de agua pura se encuentraionizado de esta forma un número
pequeño, pero constante, de moléculas de agua. El número es constante porque
la tendencia del agua a ionizarse se contrapesa con la tendencia de los iones a
reunirse. Así, aunque algunas moléculas están ionizándose, un número igual de
otras moléculas está formándose; este estado se conoce como equilibrio
dinámico.
Cuando el agua se ioniza, un núcleo de hidrógeno (osea, un protón) se desplaza
del átomo de oxígeno al cual se encuentra unido covalentemente, al átomo de
oxígeno con el que establece un puente de hidrógeno. Los iones resultantes son el
ion hidróxido cargado negativamente y el ion hidronio cargado positivamente. En
este diagrama, las esferas grandes representan al oxígeno y las pequeñas al
hidrógeno.

En el agua pura, el número de iones H+iguala exactamente al número de iones
OH- ya que ningún ion puede formarse sin el otro cuando solamente hay
moléculas de H2O presentes. Sin embargo, cuando una sustancia iónica o una
sustancia con moléculas polares se disuelve en el agua, pueden cambiar los
números relativos de los iones H+ y OH-.
Por ejemplo, cuando el ácido clorhídrico (HCl) se disuelve en agua, se ioniza casicompletamente en iones H+ y Cl-; como resultado de esto, una solución de HCl
(ácido clorhídrico) contiene más iones H+ que OH-. De modo inverso, cuando el
hidróxido de sodio (NaOH) se disuelve en agua, forma iones Na+ y OH-; así, en
una solución de hidróxido de sodio en agua hay más iones OH- que H+.
Una solución es ácida cuando el número de iones H+ supera al número de iones
OH-, de modo contrario, unasolución es básica -o alcalina- cuando el número de
iones OH- supera al número de iones H+. Así, un ácido es una sustancia que
provoca un incremento en el número relativo de iones H+ en una solución, y una
base es una sustancia que provoca un incremento en el número relativo de iones
OH-.

Los ácidos y bases fuertes son sustancias, tales como el HCl y el NaOH, que se
ionizan casicompletamente en agua, dando como resultado incrementos
relativamente grandes en las concentraciones de iones H+ y OH-, respectivamente.
Los ácidos y bases débiles, por contraste, son aquellos que se ionizan sólo
ligeramente, dando como resultado incrementos relativamente pequeños en la
concentración de iones H+ u OH-.
Dada la fuerte tendencia de los iones H+ y OH- a combinarse y la débil tendenciadel agua a ionizarse, la concentración de los iones OH- disminuirá siempre a
medida que la concentración de los iones H+ se incremente (como, por ejemplo,
cuando se añade HCl al agua), y viceversa. En otras palabras, si un ácido y una
base de fuerzas comparables se añaden en cantidades equivalentes, la solución
no tendrá un exceso ni de iones H+ ni de OH-.
Muchos de los ácidos importantes enlos sistemas vivos deben sus propiedades
ácidas a un grupo de átomos llamado grupo carboxilo, que incluye un átomo de
carbono, dos átomos de oxígeno y un átomo de hidrógeno (simbolizado como COOH). Cuando se disuelve en agua una sustancia que contiene un grupo
carboxilo, algunos de los grupos -COOH se disocian y producen iones hidrógeno.
Así, los compuestos que contienen grupos carboxilo sondadores de iones
hidrógeno, o ácidos. Son ácidos débiles, sin embargo, porque el grupo -COOH se
ioniza sólo levemente.
Entre las bases más importantes de los sistemas vivos se encuentran los
compuestos que contienen al grupo amino (-NH2). Este grupo tiene una tendencia
débil a aceptar iones hidrógeno, formando por lo tanto el grupo -NH3+. En tanto los
iones hidrógeno son eliminados de la...