Page 731 - Quimica - Undécima Edición

15.10 Propiedades ácido-base de las sales 701

– +

Al(H O) 3+ + H O Al(OH)(H O) 2+ + H O +
2
3
2
2
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6
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Figura 15.7 Las seis moléculas de H 2 O que rodean de manera octaédrica al ion Al . La atracción que el pequeño ion Al
ejerce sobre los pares sin compartir en los átomos de oxígeno es tan grande que se debilitan los enlaces OOH en una molécula
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de H 2 O adherida al catión metálico, lo que permite la pérdida de un protón (H ) a expensas de una molécula de H 2 O que se
aproxima. Esta hidrólisis del catión metálico vuelve ácida la disolución.
o simplemente
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NH 4 (ac) Δ NH 3 (ac) 1 H (ac)
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Observe que esta reacción también representa la hidrólisis del ion NH 4 . Debido a que se
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producen iones H , el pH de la disolución disminuye. La constante de equilibrio (o cons-
tante de ionización) para este proceso está dada por
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[NH 3 ][H ] K w 1.0 3 10 214 210
K a 5 1 5 5 25 5 5.6 3 10 Por coincidencia, el valor numérico de
[NH 4 ] K b 1.8 3 10 K a en NH 4 es el mismo que el de K b en
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CH 3 COO .
y podemos calcular el pH de una disolución de cloruro de amonio siguiendo el mismo
procedimiento utilizado en el ejemplo 15.13.
En principio, todos los iones metálicos reaccionan con el agua para producir una
disolución ácida. Sin embargo, debido a que la proporción de hidrólisis es mayor para los
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cationes metálicos pequeños y con carga elevada, como Al , Cr , Fe , Bi y Be ,
por lo general despreciamos la interacción con el agua de los iones de los metales alcali-
nos y de la mayoría de los metales alcalinotérreos, ya que es relativamente pequeña.
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Cuando se disuelve en agua el cloruro de aluminio (AlCl 3 ) , los iones Al toman la forma
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hidratada Al(H 2 O) 6 (fi gura 15.7). Considere un enlace entre el ion metálico y un átomo
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de oxígeno de una de las seis moléculas de agua en el Al(H 2 O) 6 :
H
m88
Al m88 O
H
m88
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El ion Al cargado positivamente atrae la densidad electrónica hacia él, aumentando la
polaridad de los enlaces OOH. Como consecuencia, los átomos de H tienen mayor ten-
dencia a ionizarse que los de las moléculas de agua que no están implicadas en la hidra-
tación. Podemos escribir el proceso de ionización resultante como
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Al(H 2 O) 6 (ac) 1 H 2 O(l) Δ Al(OH)(H 2 O) 5 (ac) 1 H 3 O (ac) El Al hidratado tiene las característi-
cas de un donador de protones y, por
lo tanto, de un ácido de Brønsted en
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o simplemente Al(H 2 O) 6 (ac) Δ Al(OH)(H 2 O) 5 (ac) 1 H (ac) esta reacción.