Este documento introduce los conceptos de ácidos y bases según las teorías de Arrhenius, Brönsted-Lowry y el producto iónico del agua. Explica que una reacción ácido-base es una transferencia de protones, y define la fuerza relativa de ácidos y bases en función de sus constantes de equilibrio. Por último, analiza la hidrólisis de cationes, aniones y sales en función del carácter ácido o básico de los iones que las componen.

1. Química
2º BachiBac
9. Reacciones de transferencia de protones
Unidad 9 Reacciones de transferencia de protones

2. Química
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9. Reacciones de transferencia de protones
Ácidos y bases. Teoría de Arrhenius
Los ácidos y las bases se comportan como dos grupos químicamente opuestos.
HCl (g) Cl- (aq) + H+ (aq)
H2O
Los iones H+, en disolución acuosa, se representan como la
especie H3O+ (aq), que se denomina ion hidronio.
• Ácido es toda sustancia en disolución acuosa, se disocia
para liberar iones H+.
HA H+ + A- Ejemplo:
• Base es toda sustancia que, en disolución acuosa, es
capaz de liberar iones OH-.
BOH B+ + OH-
Por ejemplo:
NaOH (s) Na+ (aq) + OH- (aq)
H2O
H2O
H2O

3. Química
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9. Reacciones de transferencia de protones
Ácidos y bases. Teoría de Brönsted y Lowry
• Ácido es toda especie capaz de ceder un protón. El concepto incluye iones como el
e (formado al disolver NaHCO3 en agua), ya que son capaces de ceder un protón a
una molécula de agua:
( ) ( ) ( ) ( )aqOHaqCOaqOHaqHCO 3
2
323
+−−
+→+
−
3HCO
• Base es toda especie capaz de aceptar un protón. Además de las bases típicas
(hidróxidos), hay que incluir el amoníaco, ya que, al disolverse, acepta un protón del agua,
formando el ion amonio:
( ) ()lOHaqNH 23 + ( ) ( )aqOHaqNH4
−+
+
La teoría de Brönsted y Lowry para ácidos y bases incluye a la de Arrhenius y la amplía.

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9. Reacciones de transferencia de protones
De tal manera que la reacción ácido-base de Brönsted-Lowry siempre es un
binomio :
HA + B A- + BH+

5. Química
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Par ácido-base conjugados
Las sustancias que, como el agua, pueden actuar como
ácido o como base se llaman sustancias anfóteras
como ácido
( ) ( ) ( ) ( )aqOHaqBHlOHaqB 2
−+
+→+
base
conjugadaácido
• Un ácido y una base que difieren en un protón son un par ácido-base conjugados, por
ejemplo:
−
3HCO −2
3CO+
4NH (ácido) / NH3 (base) o (ácido) / (base)
como base
( ) ( ) ( ) ( )aqOHaqAlOHaqAH 32
+−
+→+
base
ácido
conjugado

6. Química
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9. Reacciones de transferencia de protones
Producto iónico del agua
Una disolución es:
En una disolución acuosa diluida, la [H2O] es
muy grande y permanece prácticamente
constante, por lo que se incluye en el valor de la
constante de equilibrio, obteniéndose una
nueva, Kw, que recibe el nombre de producto
iónico del agua:
El agua se autoioniza según la ecuación H2O + H2O H3O+ (aq) + OH- (aq)
Kw = Kc [ H2O]2 = [H3O+][OH-]
Ácida
Neutra
Básica
si [H3O+] > [OH-]
si [H3O+] = [OH-]
si [H3O+] < [OH-]
Kc =
[H3O+][OH-]
[H2O]2
= 3,2 10-18 (a 25ºC)
En cualquier disolución acuosa,
las variables [H3O+] y [OH-] son
inversamente proporcionales
Reacción muy desplazada hacia la izquierda
⇒ la constante de equilibrio es muy pequeña

7. Química
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Concepto de pH
Para una temperatura dada, el producto iónico del agua permanece constante
El pH de una disolución es el logaritmo en base 10, con el signo cambiado, de la
concentración de iones H3O+ expresada en mol L-1. Por tanto,
[H3O+ ] = 10-pH (mol L-1 )
El valor del pH permite asignar el carácter ácido o básico de las disoluciones
[H3O+] > [OH-]
Disolución ácida
[H3O+] > 10-7 mol L-1
pH < 7
[H3O+] = [OH-]
Disolución neutra
= 10-7 mol L-1
pH = 7
[H3O+] < [OH-]
Disolución básica
[H3O+] < 10-7 mol L-1
pH > 7
Por tanto, para el agua pura: pH = - log 10-7 = - (-7) = 7
A 25ºC, Kw = [H3O+][OH-] = 10 -14 moles2 L-2 y en el agua pura, [H3O+] = [OH-] = 10-7 mol L-1
pH = -log [H3O+]

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9. Reacciones de transferencia de protones
Según la teoría de Brönsted y Lowry, una reacción ácido-base es una reacción
de transferencia de protones
Fortaleza de las especies conjugadas
Cuanto más fuerte es un ácido, más débil es su base conjugada; y viceversa:
cuanto más débil es un ácido, más fuerte es su base conjugada

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9. Reacciones de transferencia de protones
HA + B A- + BH+
Fuerza de los ácidos y bases
Si queremos determinar cuál es el más fuerte de una serie de ácidos,
tendremos que ver la tendencia de cada uno de esos ácidos a ceder el
protón a la base.
Pero esto también depende de la tendencia que tenga la base a captarlo.
De tal manera, que si queremos comparar distintos ácidos, tenemos que
hacerlo frente a una misma base.
En este caso elegimos como base de referencia o de comparación el agua
HA + H2O A- + H3O+

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Fuerza de los ácidos y bases
HA + B A- + BH+
HA + H2O A- + H3O+

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Fuerza de los ácidos y bases
HA + B A- + BH+
HA + H2O A- + H3O+
Ka =
[A-][H3O+]
[HA] eq
A una Ka fuerza del ácido
Consideramos un ácido débil cuando su constante de acidez está en
un rango entre 10-3 y 10-8
Ejemplo : CH3CHOOH + H2O CH3OO- + H3O+

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9. Reacciones de transferencia de protones
Fuerza de los ácidos y bases
HA + B A- + BH+
HA + H2O A- + H3O+
Ka =
[A-][H3O+]
[HA] eq
A una Ka fuerza del ácido
Y tenemos otros ácidos fuertes en los que no tiene aplicación la
constante de acidez porque están totalmente disociados y el equilibrio
está totalmente desplazado a la derecha
Ejemplos : HCl, HI, HBr, HNO3, HClO4, HMnO4, H2SO4 (en su primera disociación)
Ka ≈ ∞

13. Química
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9. Reacciones de transferencia de protones
Fuerza de los ácidos y bases
• Se denominan ácidos fuertes a los ácidos que se encuentran totalmente
disociados en disolución acuosa:
Esta reacción está tan desplazada hacia la derecha que es irreversible.
( ) ( ) ( ) ( )aqOHaqCllOHaqHCl 32
+−
+→+
• Se denominan ácidos débiles a los ácidos que se disocian solo
parcialmente en agua: HCN (aq) + H2O (l) CN- (aq) + H3O+(aq)
Es un equilibrio muy desplazado hacia la izquierda.
• Cuanto más fuerte es el ácido mayor será Ka, y mayor tendencia tiene a formarse A-.
• El valor de la constante, Ka, es una medida de la fuerza de un ácido.
• Como todas las constantes de equilibrio, Ka depende de la temperatura.
La constante de equilibrio, Ka, se denomina constante de acidez o de ionización.
Para un ácido cualquiera: AH (aq) + H2O (l) A- (aq) + H3O+ (aq)
Ka =
[A-][H3O+]
[HA] eq

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9. Reacciones de transferencia de protones
Ácidos polipróticos
Son aquellos ácidos que pueden ceder más de un protón
• Un ejemplo es el ácido carbónico, que es un ácido diprótico
Ka1 =
[ ] [ ]+−
⋅ OHHCO 33
[ ]32COH
= 4,5 10-7
Ka2 =
[ ] [ ]+−
⋅ OHCO 3
2
3
[ ]−
3HCO
= 5,7 10-11
( ) ()lOHaqCOH 232 + ( ) ( )aqOHaqHCO 33
+−
+
( ) ( )aqOHaqCO 3
2
3
+−
+( ) ( )lOHaqHCO 23 +−
Ka1 es mayor que Ka2, en un factor comprendido entre 104 y 105. Esto es un hecho
general, pues la cesión de un protón, (una partícula cargada positivamente), le resulta
más fácil a una especie neutra, que a una especie cargada negativamente

15. Química
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Fuerza de las bases
• Cuanto más fuerte es la base, mayor es Kb y el equilibrio se desplaza más a la derecha.
• El valor de la constante, Kb, es una medida de la fuerza de una base.
• Como todas las constantes de equilibrio, Kb depende de la temperatura.
Se denominan bases fuertes a las bases que se encuentran totalmente disociadas en
disolución acuosa: NaOH (s) + H2O (l) Na+ (aq) + OH- (aq)
Kb =
[BH+][OH-]
[B] eq
Se denominan bases débiles a las bases que se disocian sólo parcialmente en agua,
tras aceptar un protón de ésta:
Es un equilibrio muy desplazado hacia la izquierda
( ) ( )aqOHaqNH −+
+4
( ) OHaqNH 23 +
La constante de equilibrio, Kb, se denomina constante de basicidad o de ionización; para
una base cualquiera: B (aq) + H2O (l) BH+ (aq) + OH- (aq)

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Al disolver KCN, se libera el ion CN- ( base
conjugada del HCN), que será un ácido débil
y tendrá cierta tendencia a captar un H+
−
3NO−
4ClO ,
Los aniones de los ácidos fuertes
no reaccionan con agua Cl-, Br-, I-,
Hidrólisis de cationes y aniones
La hidrólisis de un catión es
la reacción de este con el agua
Cualquier catión cuya base conjugada
sea débil, tendrá carácter ácido
Los cationes que proceden de los
hidróxidos, son bases fuertes, que se
disocian totalmente y no reaccionan
con el agua (Na+, Ca2+, K+, etc.)
Otros cationes, unidos a una o más
moléculas de agua son capaces de ceder
un protón originando disoluciones ácidas
Hay cationes que son ácidos de Brönsted,
capaces de ceder un protón, como las
sales de amonio, donde el catión es el +
4NH
Un anión cuyo ácido conjugado sea
débil, se hidroliza dando iones OH-
La hidrólisis de un anión es
la reacción de este con el agua
Reacción desplazada a la izquierda; las
moléculas del HCl ceden un H+ a los OH-
( ) ( )lOHaqCl 2+−
( ) ( )aqOHaqHCl −
+
Al disolver KCl en H2O se libera el ion Cl-
(base conjugada del HCl), que será una
base muy débil y no aceptará H+ del agua
( ) ( )lOHaqCN 2+−
( ) ( )aqOHaqHCN −
+
( ) ( ) ( )lOHaqOHFe 2
3
62 +
+
( )[ ] ( ) ++
+ OHaqOHOHFe 3
2
52
( ) ( ) ( )lOHaqOHZn 2
2
62 +
+
( )[ ] ( ) ++
+ OHaqOHOHZn 352
( ) ( )lOHaqNH 24 ++
( ) +
+ OHaqNH 33

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9. Reacciones de transferencia de protones
Hidrólisis de una sal
Las sales pueden obtenerse por reacción de un ácido con una base. Considerando
el tipo de ácido y de base del que proceden, las sales se dividen en:
La hidrólisis es la reacción de los iones de una sal con el agua
• Sales procedentes de un ácido fuerte y una base fuerte
- como por ejemplo: NaNO3 o CaCl2
- ni el anión ni el catión experimentan hidrólisis
- sus disoluciones son neutras (pH = 7)
• Sales procedentes de un ácido débil y una base fuerte
- como por ejemplo: Na2CO3 o KCN
- sólo se hidroliza el anión, dando iones OH-
- sus disoluciones son básicas (pH >7)
• Sales procedentes de un ácido fuerte y una base débil
- como por ejemplo: NH4NO3 o FeCl3
- sólo se hidroliza el catión, dando iones H3O+
- sus disoluciones son ácidas (pH > 7)
• Sales procedentes de un ácido débil y una base débil
- como por ejemplo: NH4CN o CaCl2
- se hidrolizan tanto el anión como el catión
- la disolución es ácida o básica según qué ion se hidrolice en mayor grado

18. Química
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9. Reacciones de transferencia de protones
EJERCICIOS ÁCIDO-BASE
PAU CANARIAS JUN 2015 Ej 1 Prop B

19. Química
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EJERCICIOS ÁCIDO-BASE
PAU CANARIAS JUL 2015 Ej 2 Prop A

20. Química
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EJERCICIOS ÁCIDO-BASE
PAU CANARIAS JUL 2015 Ej 3 Prop B

21. Química
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9. Reacciones de transferencia de protones
EJERCICIO NEUTRALIZACIÓN
PAU CANARIAS JUN 2015 Ej 5 Prop A