La Constante de Disolución del Agua Kw

Química GeneralÁcidos y BasesKw - Constante de Disociación del Agua


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-):

H2OH3O+ + 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:
      • x2 = 1,8 · 10-5  
      • x = 4,2 · 10-3
    • [OH-] = x = 4,2 · 10-3
    • Kw = [H3O+]·[OH-] = [H3O+] · 4,2 · 10-3 1,0 · 10-14
    • [H3O+] = 2,4 · 10-12
Medida de la Acidez y Basicidad: 
versión 4 (28/05/2015) OK