En todos los casos, los ácidos producen protones (o iones de hidronio H3O +) y las bases producen OH- (hidróxido) iones en soluciones acuosas.
El ion H3O + se considera igual que el ion H + ya que es el ion H + unido a una molécula de agua. El protón no puede existir en solución acuosa, debido a su carga positiva es atraído por los electrones en las moléculas de agua y el símbolo H3O + se usa para representar esta transferencia.
La ecuación se puede escribir como:
H + + H2O (l) → H3O + ( aq).
Esto es hidrólisis, ya que implica agua como reactivo.
Considere la primera ecuación de la pregunta, la ecuación de ionización del agua:
H2O (l) + H2O (l) → H3O + (aq) + OH- (aq)
El H3O + es el ácido conjugado de H2O. Entonces, H3O + se usa como una abreviatura de un protón en solución acuosa. En una solución no acuosa, el protón formaría una estructura diferente.
La segunda ecuación:
H2O (l) → H + (aq) + OH- (aq)
Muestra que H2O está formado por partes iguales de H + e iones OH- y es anfótero (puede ser un ácido o una base) que tiene una forma desprotonada (OH-). El componente iónico se encuentra en una concentración muy baja y una molécula de agua generalmente se considera covalente con un momento dipolar que favorece una ligera carga positiva.
La concentración de iones H3O + en agua pura a 25 ° C es 10 ^ -7 dm ^ -3. Esto se puede escribir como:
[H3O +] = 10 ^ -7
donde el símbolo [] significa la «molaridad de» (unidades en moles dm ^ -3).
El número de iones H3O + y OH- formados por la ionización del agua pura debe ser igual (de la ecuación):
[H3O +] = [OH-] = 10 ^ – 7).
Esto demuestra que el agua pura no es ni ácida ni básica, es neutra. El producto de [H3O +] = [OH-] es el producto iónico del agua.
[H3O +] [OH -] = 10 ^ -7 × 10 ^ -7 = 10 ^ -14
muestra que en soluciones acuosas (agua), ya sean ácidas, básicas o neutral, el producto de las concentraciones de iones es igual a 10 ^ -14.
Las soluciones ácidas contienen más iones H3O + que iones OH-. Para las soluciones básicas es al revés.
Por lo tanto, una solución de agua es: Neutra cuando [H3O +] = 10 ^ -7. Ácido cuando [H3O +]> 10 ^ -7. Básico cuando [H3O +] < 10 ^ -7.
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