La Constante de Disolución del Agua Kw

Nov 8, 2017

La Constante de Disolución del Agua Kw

El agua (H2O) tiene la propiedad de que puede disociarse en sus iones. Esto quiere que el agua está formada por una mezcla de (H2O) y sus iones (H3O+) y (OH–):

H2O ↔ H3O+ + OH–

El agua tiene la propiedad de que esta disociación es muy débil. Su producto iónico se mantiene constante de manera que podemos establecer una constante de disociación para el agua o que denominaremos KW y cuyo valor a 25ºC viene dado por la siguiente fórmula:

Kw = [H3O+]·[OH–] = 1,0 · 10-14

 

En el agua pura las concentraciones de los iones (H3O+) y (OH–) es la misma, es decir, es igual a 10-7. Esto nos permite deducir que el pH del agua es:

 pH = -log [H3O+] = -log [10-7] = 7

Nota: la constante de disociación del agua KW también se conoce como producto iónico del agua.

Ejemplos Aplicados de la Constante KW:

  • Ejemplo 1: calcular las concentraciones [H3O+] y [OH–] en agua pura.
    • Partiendo de la reacción de disociación del agua:
      H2O  ↔ H3O+ + OH–
      1-x
      		x x

      Tenemos que [H3O+] = [OH–] = x

    • Kw = [H3O+]·[OH–] = x2 = 1,0 · 10-14 → x = 1,0 · 10-7
    • [H3O+] = [OH–] = 1,0 · 10-7 M
  • Ejemplo 2: calcular las concentraciones [H3O+] y [OH–] en una disolución 0,1 M de ácido clorhídrico HCl.
    • Al ser un ácido fuerte está completamente disociado:
      HCl  → H3O+ + Cl–
      0,1
      		0,1 0,1

      Por lo tanto [H3O+] = 0,1 M

    • Kw = [H3O+]·[OH–]= 0,1 · [OH–]= 1,0 · 10-14
    • [OH–] = 1,0 · 10-13 M
  • Ejemplo 3: calcular las concentraciones [H3O+] y [OH–] en una disolución 0,05 M de hidróxido de sodio NaOH.
    • Al ser una base fuerte está completamente disociado:
      NaOH  → Na+ + OH–
      0,05
      		0,05 0,05

      Por lo tanto [OH–] = 0,05 M

    • Kw = [H3O+]·[OH–] = [H3O+] · 0,05 = 1,0 · 10-14
    • [H3O+] = 2,0 · 10-13 M
  • Ejemplo 4: calcular las concentraciones [H3O+] y [OH–] en una disolución 1 M de amoníaco NH3 (Kb = 1,8 · 10-5).
    • Al ser una base débil la reacción de disociación es:
      NH3 + H2O  ↔ NH4+ + OH–
      1-x
      		x x

      Kb = [NH4+ ] [OH–] / [NH3] = x2 / (1 – x) = 1,8 · 10-5

    • Suponemos que x es despreciable frente a 1, entonces:
    • [OH–] = x = 4,2 · 10-3
    • Kw = [H3O+]·[OH–] = [H3O+] · 4,2 · 10-3 = 1,0 · 10-14
    • [H3O+] = 2,4 · 10-12
      • x2 = 1,8 · 10-5
      • x = 4,2 · 10-3

More from my site

Entradas Relacionadas