3 QUIMICA Schaum

IONIZACIÓN DEL AGUA 279
El agua puede actuar como un ácido o como una base, según las circunstancias. La capacidad para actuar como
ácido o como base se indica diciendo que el agua es un anfótero. El agua se comporta como base en la ecuación (17-3)
y como ácido en la ecuación (17-4). Observe que el H + individual (un protón) se convierte en el ion hidronio, H 3 O + ,
que es un protón hidratado (H 3 O + es H + + H 2 O) porque el protón individual en realidad no existe en disolución.
Cuando se escribe la ecuación de la constante de equilibrio para un equilibrio acuoso se puede usar el ion hidrógeno,
H + , o la forma hidratada, H 3 O + . Aunque el protón está hidratado en una disolución acuosa (igual que el hidróxido),
el uso de H + o de H 3 O + depende de la persona que resuelva el problema, y del problema mismo. Es común omitir el
agua en ambos lados de la ecuación, para mantener visualmente simple el planteamiento del problema. Mientras que
el agua esté en su estado estándar (líquido), no se incluye en la ecuación de K y, en consecuencia, no es necesaria en
la ecuación química.
La fuerza de los ácidos se puede comparar en función de su valor de K a : cuanto más fuerte sea el ácido, mayor es
su valor de K a . Esta afirmación también se aplica a las bases y su valor de K b : cuanto mayor sea el valor de K b , más
fuerte será la base. También, la fuerza de los ácidos y las bases se debe a la magnitud de su valor de K respectivas en
disolventes diferentes al agua. Por ejemplo, el HNO 3 es un ácido fuerte en agua y es un ácido débil en etanol; en etanol,
el valor de K a es mucho menor que en agua.
Concepto de Lewis
Los ácidos y las bases, de acuerdo con el concepto de Lewis, presentan una imagen todavía más general que los dos
conceptos anteriores. El ácido de Lewis es una estructura que tiene afinidad por pares de electrones, y puede aceptar
un par de electrones, compartiéndolos. Una base de Lewis es una estructura que proporciona el par de electrones.
Observe el uso de la palabra estructura; quiere decir que el ácido o la base de Lewis no necesariamente debe ser un
compuesto. En realidad, en el concepto de Lewis se pueden manejar partes de un compuesto. Un ejemplo de una parte
de un compuesto es el grupo amino, −NH 2 , que se incluye como la parte “amino” de los aminoácidos. El nitrógeno
tiene un par de electrones no compartido, que puede compartir, lo que hace que el grupo amino sea una base. Además,
por definición, el ion hidrógeno es el ácido, y no la molécula de ácido acético.
ácido acético
etilamina
Otros ácidos de Lewis pueden ser los iones de los metales de transición, que pueden reaccionar con ligantes (bases) y
formar complejos. Otras sustancias, a las que les faltan electrones, como el BF 3 , pueden reaccionar con una base como
NH 3 para formar compuestos, como el siguiente:
IONIZACIÓN DEL AGUA
Como el agua es anfiprótica (puede comportarse como un ácido y liberar H + , y como una base liberando OH − ), toda
disolución acuosa se caracteriza por su autoionización, el proceso en el que una molécula de H 2 O transfiere un protón
a otra molécula de agua. Siempre se produce la autoionización del agua, haya o no otros ácidos o bases en disolución.
A la reacción siguiente se le asigna una K especial:
2H 2 O H 3 O OH K w [H ][OH ] (17-5)