Page 720 - Quimica - Undécima Edición

690 CAPÍTULO 15 Ácidos y bases

Tal vez este resultado parezca extraño a primera vista, pero al adicionar las dos ecuaciones
observamos que la suma corresponde a la autoionización del agua.
2
1
) 1 ( C H 3 COOH(ac) Δ H (ac) 1 CH 3 COO (ac) K a
2
2
) 2 ( C H 3 COO (ac) 1 H 2 O(l) Δ CH 3 COOH(ac) 1 OH (ac) K b
2
1
) 3 ( H 2 O(l) Δ H (ac) 1 OH (ac) K w
Este ejemplo ilustra una de las reglas de los equilibrios químicos : cuando dos reac-
ciones se suman para originar una tercera reacción, la constante de equilibrio de la terce-
ra reacción es el producto de las constantes de equilibrio de las dos reacciones que se han
adicionado (vea la sección 14.2). Así, para cualquier par conjugado ácido-base siempre se
cumple que

K a K b 5 K w 1 ( 1 . 5 ) 2

Al expresar la ecuación (15.12) como

K w K w
K a 5 K b 5
K b K a
llegamos a una conclusión importante: cuanto más fuerte es un ácido (mayor K a ), su base
conjugada será más débil (menor K b ), y viceversa (vea las tablas 15.3 y 15.4).
Podemos utilizar la ecuación (15.12) para calcular la K b de la base conjugada
2
(CH 3 COO ) del CH 3 COOH como sigue. Tomamos el valor de K a del CH 3 COOH de la
tabla 15.3 y escribimos
K w
K b 5
K a
1.0 3 10 214
5
1.8 3 10 25
5 5.6 3 10 210

Revisión de conceptos
Considere los siguientes dos ácidos y sus constantes de ionización:

H C O O H K a 5 1.7 3 10 24
H C N K a 5 4.9 3 10 210
2 2
¿Cuál base conjugada es más fuerte: HCOO o CN ?

15.8 Ácidos dipróticos y polipróticos

El tratamiento de los ácidos dipróticos y polipróticos es más complicado que el de los
ácidos monopróticos porque dichas sustancias pueden ceder más de un ion hidrógeno por
molécula. Estos ácidos se ionizan por etapas , es decir, pierden un protón cada vez. Se
puede escribir una expresión de la constante de ionización para cada etapa de ionización.
Como consecuencia, a menudo deben utilizarse dos o más expresiones de la constante de
equilibrio para calcular las concentraciones de las especies en la disolución del ácido. Por
ejemplo, para el ácido carbónico, H 2 CO 3 , escribimos
1
2
[H ][HCO 3 ]
1
2
H 2 CO 3 (ac) Δ H (ac) 1 HCO 3 (ac K a 1 5
[H 2 CO 3 ]
2
De arriba abajo: H 2 CO 3 , HCO 3 , 1 22
22
y CO 3 . 2 1 22 [H ][CO 3 ]
HCO 3 (ac) Δ H (ac) 1 CO 3 (ac) K a 2 5 2
[HCO 3 ]