3.1 Desplazamiento del equilibrio del agua

Al disolver un ácido en agua pura, la disolución se vuelve ácida, y ya no es cierto que [OH-] = [H3O+]: como el ácido aporta iones H3O+ a la disolución, aumentará la [H3O+] (será mayor de 10-7), con lo cual el equilibrio de disociación del agua se desplazará hacia la izquierda, de acuerdo con el principio de Le Chatelier. Por tanto, disminuirá la [OH-] (se hará menor que 10-7), de tal forma que el producto de ambas concentraciones, Kw, permanezca constante.

H2O + H2O ↔ H3O+ + OH-

Esta influencia que ejercen los iones H3O+ sobre la concentración de los iones OH- es un caso particular del fenómeno que ya conoces llamado efecto del ión común. En este caso, el H3O+ es el ión común entre el agua y el ácido: al aumentar la [H3O+], disminuye la autoionización del agua.

De forma análoga, si en agua pura se disuelve una base (disolución básica), aumentará la concentración de iones OH- y disminuirá, en la misma proporción, la concentración de iones H3O+, de forma que Kw también permanezca constante.

En resumen, las disoluciones acuosas son neutras, ácidas o básicas, cuando:

Icono IDevice Actividad
Disolución acuosa A cualquier temperatura A 25 ºC, en mol L-1
Neutra [H3O+] = [OH-]
[H3O+] = [OH-] = 10-7
Ácida [H3O+] > [OH-]

[H3O+] > 10-7
[OH-] < 10-7

Básica [H3O+] < [OH-] [H3O+] < 10-7
[OH-] > 10-7

Fíjate en que ni [OH-] ni [H3O+] pueden ser cero, ya que entonces sería Kw = 0. Esto significa que en disoluciones ácidas siempre hay presentes iones OH-, aunque en una concentración muy pequeña, y lo mismo ocurre con los iones H3O+ en disoluciones básicas.

La relación existente entre [OH-] y [H3O+] en disolución acuosa también relaciona las constantes de acidez, Ka, y de basicidad, Kb, de cualquier par ácido-base conjugados.

Observa las expresiones en el par ácido acético (CH3COOH) y su base conjugada, ión acetato (CH3COO-).

CH3COOH(aq) +
H2O CH3COO-(aq)
+ H3O+(aq)
CH3COO-(aq) +
H2O CH3COOH(aq)
+ OH-(aq)


Esta relación permite calcular Kb a partir de Ka, o viceversa. Por ello, hay tablas con valores de la constante de acidez o basicidad de las sustancias, pero no de sus bases o ácidos conjugados.

En el tema siguiente utilizarás esta relación cuando veas los procesos de hidrólisis.

Icono de iDevice Ejemplo o ejercicio resuelto
Conocidos los ácidos HA (Ka= 3,6 10-6), HB (Ka= 2,5 10-3) y HC (Ka= 1,2 10-12), justifica:

a) Cuál es el ácido más debil.
b) Cuál es el que posee la base conjugada más débil.
c) El carácter fuerte o débil de A-.


Icono de IDevice de pregunta AV - Pregunta de Elección Múltiple
Si una disolución es neutra, necesariamente se cumple que:
  
[H3O+] = 10-7.
[OH-] = 0.
Las concentraciones de H3O+ y de OH- son diferentes.
[H3O+] = [OH-].