Este documento trata sobre la ionización del agua. Explica que el agua se ioniza débilmente en iones hidronio (H3O+) e iones hidróxido (OH-), y que la constante de equilibrio para esta ionización es 1.8x10-16 M. También define conceptos clave como el producto iónico del agua, la escala pH, y las constantes Ka y pKa para ácidos y bases débiles.
2. Ionización
• Ionización es un concepto que se utiliza en el ámbito de la química
para nombrar al proceso y a las consecuencias de ionizar.
• El verbo ionizar, por su parte, hace referencia a la disociación de una
molécula en diferentes iones o a la transformación de una molécula o
de un átomo en un ion.
• La ionización, por lo tanto, es un procedimiento a través del cual se
generan iones (un átomo o una molécula que dispone de carga
eléctrica a partir de ganar o de perder una cierta cantidad de
electrones)
3. • Potencial de ionización o Energía de Ionización; es la energía mínima
necesaria para sacar un electrón de un átomo cuando éste se
encuentra en estado gaseoso y eléctricamente neutro.
• El potencial de ionización (PI) es la energía que hay que suministrar a
un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para arrancarle
el electrón más débil retenido.
4. ionización del agua
• El agua pura es un electrolito débil que se
disocia en muy baja proporción en sus iones
hidronio o hidrógeno H3O+ (también escrito
como H+) e hidróxido o hidróxilo OH–.
• Dos moléculas polares de agua pueden ionizarse
debido a las fuerzas de atracción por puentes de
hidrógeno que se establecen entre ellas
5. • El agua no es un líquido químicamente puro, ya que se trata de una
solución iónica que siempre contiene algunos iones H3O+ y OH–.
El producto [H+]•[OH-]= 10–14 se denomina producto iónico del
agua. Ese valor constituye la base para establecer la escala de pH, que
mide la acidez o alcalinidad de una disolución acuosa; es decir, su
concentración de iones [H+] o [OH–], respectivamente.
6. • El grado de ionización del agua en el equilibrio es pequeño. La
constante de equilibrio para la ionización reversible del agua se puede
calcular experimentalmente 1.8x10-16 M. Asimismo la concentración
de agua a 25°C puede ser determinada a partir de la densidad del
agua: 55.5 M
7. • Kw es la constante de producto iónico del agua
8. • Cuando existen concentraciones exactamente iguales de H+ y OH-, tal
como sucede en el agua pura, se dice que la solución está a pH
neutro:
9. pH
• La sigla pH significa "potencial de hidrógeno"
• El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. Lo que
el pH indica exactamente es la concentración de iones hidronio (o
iones hidrógeno) — [H3O+] o solo [H+]— presentes en determinadas
sustancias.
• Se define como el logaritmo negativo de la concentración de protones
10.
11. • Los ácidos y bases débiles (que no están completamente ionizados)
son frecuentes en los sistemas biológicos y juegan papeles
importantes en el metabolismo y su regulación.
• La magnitud de la disociación está determinada por la constante de
acidez Ka. Podemos calcular el pH si Ka es conocida.
• Análogamente al pH, definimos pKa como menos el logaritmo de Ka.
Cuanto más fuerte es la tendencia a disociar un protón, más fuerte es
el ácido y menor su pKa