Page 242 - Libro Hipertextos Quimica 1

MANEJO CONOCIMIENTOS
PROPIOS DE LAS CIENCIAS NATURALES

2. Equilibrio iónico

del agua

En una porción de agua pura, una pequeña parte de las moléculas se pre-
sentan disociadas y en equilibrio con las restantes no disociadas, consti-
tuyendo lo que se conoce como el equilibrio iónico del agua. Veamos.

2.1 Ionización del agua

El agua pura posee una reducida capacidad para conducir la electrici-
dad, por lo que se clasifica como un electrólito débil. Esta propiedad se
debe a la presencia de iones, en muy bajas concentraciones, que sólo
Figura 9. El agua químicamente pura es muy pueden provenir de la ionización de parte de las moléculas de agua.
estable, solo una pequeñísima parte de sus
moléculas experimenta el proceso de disociación. Durante el proceso de disociación o ionización del agua, algunas mo-
léculas actúan como ácidos y otras como bases, propiciando un intercam-
bio de protones, según el modelo Brönsted-Lowry, como se representa a
continuación:
H O 1 H O H O 1 1 OH .
2
2 (l) 2 (l) 3 (ac) (ac)
La disociación del agua representa una situación de equilibrio:
HO OH

3
K e
HO 2
2
Temperatura (K) K w En la cual, la proporción de moléculas disociadas es muy baja: cerca
273 1,4 ? 10 215 de una por cada quinientos millones de moléculas (figura 9). Por esta
283 3,0 ? 10 215 razón, la concentración de H O puede considerarse prácticamente
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293 6,8 ? 10 215 constante, con lo cual podemos aplicar el principio de un sistema en
298 1,0 ? 10 214 equilibrio heterogéneo, donde el valor de K depende únicamente de las
e
concentraciones de los iones. De esta manera obtenemos que:
333 9,5 ? 10 214
K ? 3H O4 5 3H O 4 ? 3OH 4.
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2
Figura 10. Valores K para diferentes temperaturas. e 2 3
w
En donde K ? 3H O4 da lugar a una nueva constante llamada constante
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2
e
del producto iónico del agua:
K 5 3H O 4 ? 3OH 4 5 3H 4 ? 3OH 4
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2
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w 3
A una temperatura de 25 °C, K tiene un valor de 1,0 ? 10 214 (figura 10).
w
Dado que la concentración de iones H O y OH en el equilibrio es la
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2
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misma, tenemos que:
K 5 3H O 4 ? 3OH 4 5 1,0 ? 10 214
2
1
3
w
De donde, 3H O 4 5 3OH 4 5 1,0 ? 10 mol/L.
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3
Según esto, las concentraciones de H O y OH deben ser inversamente
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3
proporcionales, para que el valor de K se mantenga constante a una
w
misma temperatura. De modo que el aumento de una, implica la dismi-
nución de la otra. Por ejemplo, si a un volumen de agua le adicionamos
1. Analiza la tabla de la figura 2.
EJERCICIO ¿Cómo interpretas la variación en el una pequeña cantidad de un ácido, la concentración de iones H O se
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valor de K ?
verá incrementada. Según el principio de Le Châtelier, esto causa un
w
2. ¿Qué ocurre con el equilibrio iónico
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cierta cantidad de iones OH se combinarán con una parte de los iones
del agua químicamente pura desplazamiento del equilibrio, por exceso de iones H O , por lo que una
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cuando se le adicionan 0,0020 H O , formando nuevamente agua. De esta manera, la disminución en
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moles de NaOH? la concentración de OH compensa el incremento de H O .
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