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Publicado: 4 de diciembre de 2014
Equilibrio químico en soluciones del Agua
Aunque se dice que el agua pura es una sustancia no conductora de la electricidad, en realidad tiene una conductividad muy pequeña, que puede medirse con aparatos muy sensibles. Esta conductividad indica que en agua pura deben existir iones, pero en concentraciones muy pequeñas. Esto significa que el agua debe estar disociada en la forma que se ve en laimagen, proceso conocido como autoionización del agua:
Imagen 12 Elaboración propia
Teniendo en cuenta que la concentración del agua es prácticamente constante (1000 gramos de agua por litro y 18 gramos por mol son 55,5 mol/litro), puede incluirse en la constante de equilibrio, que se expresa entonces en la forma:
Kw = [H3O+] [OH-] = 10-14 a 25 ºC
Esta constante, Kw, se llama productoiónico del agua. Vas a suponer que siempre trabajas con agua y con disoluciones a 25 ºC.
Para que te has una idea, se ionizan solamente 2 de entre 555 millones de moléculas de agua. En consecuencia, la reacción contraria (neutralización) entre los iones OH- y H3O+ para formar agua se realizará de forma prácticamente total.
Fíjate en que en agua pura las dos concentraciones iónicas deben ser iguales,al formarse igual cantidad de H3O+ que de OH-, siendo cada una de 10-7, ya que su producto es de 10-14.
Al disolver un ácido en agua pura, la disolución se vuelve ácida, y ya no es cierto que [OH-] = [H3O+]: como el ácido aporta iones H3O+ a la disolución, aumentará la [H3O+] (será mayor de 10-7), con lo cual el equilibrio de disociación del agua se desplazará hacia la izquierda, de acuerdo conel principio de Le Chatelier. Por tanto, disminuirá la [OH-] (se hará menor que 10-7), de tal forma que el producto de ambas concentraciones, Kw, permanezca constante.
De forma análoga, si en agua pura se disuelve una base (disolución básica), aumentará la concentración de iones OH- y disminuirá, en la misma proporción, la concentración de iones H3O+, de forma que Kw también permanezca constante.Fíjate en que ni [OH-] ni [H3O+] pueden ser cero, ya que entonces sería Kw = 0. Esto significa que en disoluciones ácidas siempre hay presentes iones OH-, aunque en una concentración muy pequeña, y lo mismo ocurre con los iones H3O+ en disoluciones básicas.
Las constantes en los pares ácido-base conjugados
La relación existente entre [OH-] y [H3O+] en disolución acuosa también relaciona lasconstantes de acidez, Ka, y de basicidad, Kb, de cualquier par ácido-base conjugados.
Observa las expresiones en el par ácido acético (CH3COOH) y su base conjugada, ión acetato (CH3COO-).
CH3COOH(aq) + H2O ↔ CH3COO-(aq) + H3O+(aq)
CH3COO-(aq) + H2O ↔ CH3COOH(aq) + OH-(aq)
Esta relación permite calcular Kb a partir de Ka, o viceversa. Por ello, hay tablas con valores de la constante deacidez o basicidad de las sustancias, pero no de sus bases o ácidos conjugados.
EQUILIBRIO IONICO DEL AGUA
Las sustancias de acuerdo a su capacidad de disociación se pueden clasificar en no electrolitos y electrolitos.
No electrolitos son sustancias que no se disocian enagua ej. El azúcar, sus moléculas se mantienen como unidades.
Los electrolitos son sustancias que se descomponen en iones cuandose disuelven en agua.
Los electrolitos fuertes son aquellos sussustancias que se disuelven o disocian totalmente en agua Ej.: las sales, los ácidos y las bases.
NaCl Na+ + Cl-
HCl H+ + Cl-
NaOHNa+ + OH-
Los electrolitos débiles son sustancias que se disocian parcialmente y la disolución es reversible ej. El agua H2 O H+ + OH-
El agua es una sustancia que seautoioniza en muy pocacantidad, por lo que se considera un electrolito débil.
En un litro de agua (1000ml) están contenidos 55.56 moles de cada 500millones de moléculas de agua una se disocia enprotones ( H+ ) y iones hidróxido (OH-) en la misma proporción, pero solo los protones se asocian a una molécula de agua para formar los iones hidronios así:
H2O + H2O H3O+ + OH _
El agua es una sustancia anfótera al...
Aunque se dice que el agua pura es una sustancia no conductora de la electricidad, en realidad tiene una conductividad muy pequeña, que puede medirse con aparatos muy sensibles. Esta conductividad indica que en agua pura deben existir iones, pero en concentraciones muy pequeñas. Esto significa que el agua debe estar disociada en la forma que se ve en laimagen, proceso conocido como autoionización del agua:
Imagen 12 Elaboración propia
Teniendo en cuenta que la concentración del agua es prácticamente constante (1000 gramos de agua por litro y 18 gramos por mol son 55,5 mol/litro), puede incluirse en la constante de equilibrio, que se expresa entonces en la forma:
Kw = [H3O+] [OH-] = 10-14 a 25 ºC
Esta constante, Kw, se llama productoiónico del agua. Vas a suponer que siempre trabajas con agua y con disoluciones a 25 ºC.
Para que te has una idea, se ionizan solamente 2 de entre 555 millones de moléculas de agua. En consecuencia, la reacción contraria (neutralización) entre los iones OH- y H3O+ para formar agua se realizará de forma prácticamente total.
Fíjate en que en agua pura las dos concentraciones iónicas deben ser iguales,al formarse igual cantidad de H3O+ que de OH-, siendo cada una de 10-7, ya que su producto es de 10-14.
Al disolver un ácido en agua pura, la disolución se vuelve ácida, y ya no es cierto que [OH-] = [H3O+]: como el ácido aporta iones H3O+ a la disolución, aumentará la [H3O+] (será mayor de 10-7), con lo cual el equilibrio de disociación del agua se desplazará hacia la izquierda, de acuerdo conel principio de Le Chatelier. Por tanto, disminuirá la [OH-] (se hará menor que 10-7), de tal forma que el producto de ambas concentraciones, Kw, permanezca constante.
De forma análoga, si en agua pura se disuelve una base (disolución básica), aumentará la concentración de iones OH- y disminuirá, en la misma proporción, la concentración de iones H3O+, de forma que Kw también permanezca constante.Fíjate en que ni [OH-] ni [H3O+] pueden ser cero, ya que entonces sería Kw = 0. Esto significa que en disoluciones ácidas siempre hay presentes iones OH-, aunque en una concentración muy pequeña, y lo mismo ocurre con los iones H3O+ en disoluciones básicas.
Las constantes en los pares ácido-base conjugados
La relación existente entre [OH-] y [H3O+] en disolución acuosa también relaciona lasconstantes de acidez, Ka, y de basicidad, Kb, de cualquier par ácido-base conjugados.
Observa las expresiones en el par ácido acético (CH3COOH) y su base conjugada, ión acetato (CH3COO-).
CH3COOH(aq) + H2O ↔ CH3COO-(aq) + H3O+(aq)
CH3COO-(aq) + H2O ↔ CH3COOH(aq) + OH-(aq)
Esta relación permite calcular Kb a partir de Ka, o viceversa. Por ello, hay tablas con valores de la constante deacidez o basicidad de las sustancias, pero no de sus bases o ácidos conjugados.
EQUILIBRIO IONICO DEL AGUA
Las sustancias de acuerdo a su capacidad de disociación se pueden clasificar en no electrolitos y electrolitos.
No electrolitos son sustancias que no se disocian enagua ej. El azúcar, sus moléculas se mantienen como unidades.
Los electrolitos son sustancias que se descomponen en iones cuandose disuelven en agua.
Los electrolitos fuertes son aquellos sussustancias que se disuelven o disocian totalmente en agua Ej.: las sales, los ácidos y las bases.
NaCl Na+ + Cl-
HCl H+ + Cl-
NaOHNa+ + OH-
Los electrolitos débiles son sustancias que se disocian parcialmente y la disolución es reversible ej. El agua H2 O H+ + OH-
El agua es una sustancia que seautoioniza en muy pocacantidad, por lo que se considera un electrolito débil.
En un litro de agua (1000ml) están contenidos 55.56 moles de cada 500millones de moléculas de agua una se disocia enprotones ( H+ ) y iones hidróxido (OH-) en la misma proporción, pero solo los protones se asocian a una molécula de agua para formar los iones hidronios así:
H2O + H2O H3O+ + OH _
El agua es una sustancia anfótera al...
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