Disociación de ácidos y bases en agua – 4 casos explicados
¿Qué es la disociación de ácidos y bases?
La disociación de ácidos y bases ocurre cuando un compuesto capaz de ceder protones o hidroxilos, respectivamente, entra en contacto con agua. Así, por el ejemplo, si hablamos de ácidos, el ácido fluorhídrico (HF) se disocia en agua cuando entra en contacto con ella. Si hablamos de bases, el hidróxido de sodio (NaOH) es capaz de disociarse en agua liberando grupos \( OH^{-}\)
En todos los casos nos ocuparemos de estudiar la disociación de ácidos y bases fuertes en agua
Disociación de ácidos en agua
Al disolver un ácido en agua, debemos tener en cuenta que se forman aniones[note]Partículas con carga eléctrica negativa, generalmente no metales[/note] y cationes[note]Partículas con carga eléctrica positiva; en este caso, serán cationes de hidrógeno \( H^{+}\)[/note]. El catión hidrógeno estará siempre presente, mientras que el anión dependerá del ácido que estemos estudiando.
Para entender mejor esto, analicemos los siguientes ejemplos:
La fórmula molecular del ácido clorhídrico es HCl. Cuando este ácido se disocia en agua, el catión hidrógeno se separa del catión cloruro de la siguiente manera:
\( HCl\rightarrow H^{+}+Cl^{-}\)
Como vemos, la ecuación está balanceada. Esto nos lleva a la primera conclusión: “Un ácido formado por un sólo hidrógeno da lugar a un catión \(H^{+}\)“.
Veamos qué pasa con el caso del ácido selenhídrico, cuya fórmula es \( H_{2}Se\):
\( H_{2}Se\rightarrow 2H^{+}+Se^{2-}\)
Vemos que se formaron 2 cationes hidrógeno y un anión seleniuro. En otras palabras, con el fin de que la ecuación esté balanceada, agregamos un “2” delante del catión H+. Asimismo, usualmente el anión que lo acompaña es divalente. Esto significa que lleva un “2-” como supraíndice. Es así que tenemos la segunda conclusión: “un ácido formado por dos hidrógenos en su fórmula da lugar a dos cationes \( H^{+}\)“.
Otro ejemplo:
La ecuación de disociación del ácido sulfúrico (de fórmula \( H_{2}Se\)) es:
\( H_{2}Se\rightarrow 2H^{+}+Se^{2-}\)
Observar que nuevamente el “dos” del hidrógeno en \( H_{2}Se\) ahora permite que haya un “dos” delante del H+. Asimismo, el anión de azufre lleva un “2-“.
Veamos qué sucede con el caso del ácido ortofosfórico, de fórmula \( H_{3}PO _{4}\):
\( H_{3}PO_{4}\rightarrow 3H^{+}+{PO_{4}}^{3-}\)
Esta vez, como el hidrógeno del ácido tiene un “3” debajo, éste pasa delante del H+ y también arriba del anión \( {PO_{4}}^{3-} \). Como se nota, todos los casos son siempre similares. Sólo hay que prestar atención al número de atomicidad (se llama así) que está debajo del hidrógeno en el ácido original que se está por disociar y “ponerlo” delante del catión H+ y del anión formado. Un ácido formado por tres hidrógenos en su molécula da lugar a tres cationes \( H^{+}\)“.
¡Continuemos!
Disociación de bases en agua:
La disociación en agua de las bases es muy similar, sólo que -en vez de darnos cationes hidrógeno- ahora obtendremos aniones oxhidrilos (\( OH^-\)) cuando la base se disocie. El catión dependerá de la base que estemos disociando.
Veamos algunos ejemplos:
El hidróxido de sodio, de fórmula NaOH, se disocia en agua según la ecuación:
\( NaOH\rightarrow Na^{+}+OH^-\)
Vemos que, al disociarse, se “separa” el sodio en su forma catiónica (\( Na^{+} \)) del grupo oxhidrilo \( OH^-\).
Veamos el siguiente ejemplo:
\( Mg(OH)_2\rightarrow Mg^{2+}+2OH^-\)
Ten en cuenta que el magnesio es un ion divalente (esto quiere decir que tiene un “+2” como supraíndice, debido a que -justamente- su número de oxidación es +2. También, no pases por alto el hecho que se formaron dos oxhidrilos. De esta forma, queda balanceada la ecuación.
Por último, echemos un vistazo al siguiente ejemplo:
\( Fe(OH)_3\rightarrow Fe^{3+}+3OH^-\)
Como vemos, se obtienen tres iones \( OH^-\). Fíjate que, además, el catión férrico es trivalente (tiene “+3” como número de oxidación).
¿Se te ocurre una rápida conclusión? “Una base formada por un cierto número de oxhidrilos en su fórmula da lugar a esa cantidad de aniones \( OH^-\) cuando se disocia en agua”.