Presentación del ZINC
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documento ZINC
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viernes, 8 de noviembre de 2013
ION HIDRONIO H+ & CATIÓN OXIDRILO OH-
H+
El ion hidronio es un catión
que se forma en el agua cuando éste se encuentra en presencia de
cationes H^+ (hidrógeno). Dichos cationes no se encuentran libremente,
pues son muy reactivos y se solvatan con gran facilidad con las moléculas de agua que circulan alrededor de éste. Por lo general, se conoce
como ácido a todo compuesto que sirva como fuente de cationes, pero
como el agua se comporta también como un ácido (y como una base si fuese
necesario, pues el agua es anfótera), así el hidronio se encuentra
también en el agua pura. Los iones hidronios se encuentran en agua pura
en una concentración de 10^-7 M. Sin presencia de especies ácidas o
básicas, los iones se forman a través de la reacción de dos moléculas de
agua, siguiendo la reacción: 2 H2O → H3O^+ + OH^-
La constante de esta reacción es de Kw = 10–14 (constante conocida como producto iónico del agua).
El hidronio es muy ácido; a 25 °C, su pKa = –1,7. Es también
la especie más ácida que puede existir en agua, asumiendo una cantidad
suficiente de disolvente para darse la reacción. La acidez del hidronio
es el estándar implícito a la hora de medir la acidez de otras especies:
un ácido fuerte
debe ser mejor dador de hidronios que el agua pura, de otra forma una
gran proporción del ácido existirá en disolución en un estado de
no-ionización, como es el caso de los llamados ácidos débiles.
Frente a los hidronios procedentes de la autodisociación del agua, los
procedentes de los ácidos fuertes tienen una vida media larga y su
concentración es elevada, comparable a la del ácido que los ha formado.
OH-
Hidroxilo u oxhidrilo es también el nombre usado para referirse al anión OH-, uno de los iones poliatómicos más simples y más importantes que se encuentra en los hidróxidos. Este ion esta formado por un oxígeno y un hidrógeno y su carga eléctrica es -1. .
El
grupo hidroxilo (también llamado oxhidrilo) OH- es un grupo funcional
compuesto de 1 átomo de oxígeno y también 1 de hidrógeno, característico
de los alcoholes. Tiene una carga formal (número de oxidación) de –1
unidad, es sigma-aceptor y pi-dador, y puede eliminarse por ejemplo por
sustitucion nucleofílica, dando lugar a un anión hidróxido.
PH & pOH
PH
El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias.
La sigla significa "potencial hidrógeno".
Este término fue acuñado por el químico danés S. P. L. Sørensen (1868-1939), quien lo definió como el opuesto del logaritmo en base 10 (o el logaritmo del inverso) de la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:
![\mbox{pH} = -\log_{10} \left[ \mbox{a}_{H^+} \right]](http://upload.wikimedia.org/math/e/8/4/e848c73dfb8ed8216892207b39eacc2d.png)
En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion
hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración molar del
ion hidrógeno.
Por ejemplo, una concentración de [H3O+] = 1 × 10–7 M (0,0000001) es simplemente un pH de 7 ya que: pH = –log[10–7] = 7
La escala de pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas
las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la
concentración es mayor, porque hay más iones en la disolución) y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución.
pOH
En el estudio de la química ácido-base, se define el pOH como el logaritmo negativo en base 10 de la actividad de los aniones hidróxilo , o también en términos de concentración de éstos, expresado como
![\mbox{pOH} = -\log_{10} \left[ \mbox{a}_{OH^-} \right] = -\log_{10} \left[ \mathrm{OH^-} \right].](http://upload.wikimedia.org/math/4/e/9/4e985815751f7ac06e26e52012d3dbeb.png)
Por ejemplo, si en una disolución se tiene una concentración [OH-] = 1×10-7 M (0,0000001 M), ésta tiene un pOH de 7 ya que : pOH = -log10[10-7] = 7
Dado que tiene la misma definición que pH,
pero aplicado a la concentración de aniones hidroxilo, cumple las
mismas propiedades que éste; típicamente tiene un valor entre 0 y 14 en
disolución acuosa, pero en este caso son ácidas las disoluciones con pOH
mayores a 7, y básicas las que tienen pOH menores a 7, puesto que en
términos de concentración de reactivos, si el pH tiene un valor pequeño,
significa que tiene una alta concentración de iones hidronio con
respecto a la disolución neutra, y en esa misma proporción, pero al
contrario, se produce por desequilibrio químico que tenga poca concentración de aniones hidroxilo, luego un pOH con un valor alto.
Así, considerando que el agua pura (disolución neutra) tiene un pH = pOH = 7 se cumple que:
Así, considerando que el agua pura (disolución neutra) tiene un pH = pOH = 7 se cumple que:
pH + pOH = 14
El pH mide las concentraciones de los iones hidronio, mientras que el pOH mide las concentraciones de los aniones hidroxilo o iones hidróxido.
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