3 QUIMICA Schaum

HIDRÓLISIS 281
HIDRÓLISIS
Una sal que contiene al menos un ion que sea el conjugado de un ácido débil o de una base débil participa en una
reacción ácido-base con agua. Examine el CH 3 CO 2 Na, una sal obtenida por la reacción de una base fuerte, NaOH, con
un ácido débil, CH 3 CO 2 H. El ion acetato, en el acetato de sodio, es la base conjugada del ácido acético, un ácido débil.
El ion acetato es una base y puede aceptar un protón de un ácido o del disolvente (agua):
CH 3 CO 2 H 2O
CH 3 CO 2 H OH
K b
[CH 3 CO 2 H][OH ]
[CH 3 CO 2 ] (17-7)
A la reacción anterior se le llama hidrólisis (literalmente, descomposición por medio del agua). El resultado de este
proceso es la formación de una disolución de acetato de sodio en agua, que es básica, porque se produce un exceso de
OH − ; el OH − liberado en la reacción anterior se adiciona al agua pura (neutra). Observe que la reacción (17-5) es la
suma de las reacciones (17-3) y (17-7). Entonces, las constantes de equilibrio para estas tres reacciones deben relacionarse
como sigue (vea el problema 16.14):
K w K a K b se reorganiza en la forma K b K w
K a
(17-8)
Una ecuación del tipo de la (17-8) se aplica a la hidrólisis de cualquier especie que sea la base conjugada de un
ácido que tenga una constante de ionización K a . Algunos ejemplos son CN − , HS − , SCN − y NO 2 − . Como la hidrólisis
es la inversa de la disociación de un ácido, la tendencia hacia la hidrólisis es contraria a la tendencia del ácido conjugado
hacia la ionización. Cuanto más débil sea el ácido, mayor será la dificultad de eliminar un protón, y será más fácil
para su anión (su base conjugada) unirse a un protón del agua (es decir, hidrolizarse). Esta relación matemática es la
proporción inversa entre la K a del ácido y la K b de la base conjugada. El ácido acético es un ácido moderadamente
débil, y el ion acetato se hidroliza en poca cantidad. El HCN es un ácido muy débil, y el ion cianuro, CN − , se ioniza
en gran cantidad. Por otro lado, el ion cloruro no participa en la reacción de hidrólisis. La razón es que su ácido conjugado,
HCl, es un ácido fuerte y no puede existir en cantidad apreciable en una disolución acuosa, porque el Cl − es
una base extremadamente débil.
Hay un ejemplo claro de un catión que se comporta como un ácido. El NH 4
+ puede perder un protón (el cuarto
hidrógeno, que en realidad es un núcleo de hidrógeno, H + ) y forma la base conjugada, NH 3 . Debido a esto, una disolución
de cloruro de amonio, NH 4 Cl, es ácida:
NH 4 H 2O
NH 3 H 3 O
Para el NH 4
+ se puede obtener K a a partir de K b del NH 3 , su base conjugada, si se reorganiza la ecuación (17-8).
K a
K w
K b
Muchos cationes de metales pesados se hidrolizan hasta cierto punto en disolución acuosa, en reacciones que se
caracterizan por su constante de equilibrio, K a . Por ejemplo,
Fe 3 H 2 O Fe(OH) 2 H K a [Fe(OH)2 ][H ]
[Fe 3 ]
(17-9)
Esta reacción a veces se escribe con las formas hidratadas de los iones, para indicar que el ion férrico, como los
ácidos neutros, muestra su acidez perdiendo un protón:
Fe(H 2 O) 3
6
Fe(H 2 O) 5 (OH) 2 H
Las dos ecuaciones, la (17-9) y la inmediatamente anterior, son equivalentes.