La molécula de agua es un tetraedro irregular ligeramente sesgado con un oxígeno en su centro

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Propiedades coligativas

- Punto de fusión: se refiere a la temperatura en la que el agua pasa del estado sólido al líquido, que es de 0ºC.

- Punto de ebullición: es la temperatura a la cual el agua líquida se convierte en vapor, que es de 100ºC, el punto de fusión y ebullición se modifica si se le agregan solutos al agua.

- Presión de vapor: es la tendencia a escapar de las moléculas del agua hacia el espacio que las rodea lo cual ejerce presión sobre la atmósfera.

- Calor específico: se refiere a la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura del agua.

- Calor latente de vaporización: es la cantidad de energía necesaria para superar las fuerzas de atracción entre las moléculas de agua y transformarla al estado gaseoso.

- Presión osmótica: es la presión que ejercen as moléculas de soluto sobre las paredes del recipiente que las contenga y en sangre está dado principalmente por las proteínas que constituye la fuerza que se opone a la presión hidrostática de los capilares. Un ejemplo es que del lado arterial de los capilares (vasos pequeños), la presión hidrostática excede a la presión osmótica y los líquidos tienden a salir de los vasos, mientras que en capilares venosos la presión osmótica supera a la hidrostática y los líquidos son obligados a volver.

Las propiedades coligativas fueron extraídas de Díaz Zagoya –Hicks, “Bioquímica”, capítulo 2, “el agua”, página 32 – 34

Disociación de agua

La ecuación para la disociación del agua se ha descrito así:

K = (H+)(OH-) / (H2O)

Dónde K, significa constante de equilibrio para la disociación y a una temperatura de 25ºC la constante tiene un valor 1.8 x 10 -16. H+ son hidrógenos que tienen un valor de 10-7, OH- son hidroxilos que tienen un valor de 10-7 y H2O es agua y además es un valor constante porque su concentración es de 1000/18, lo que es igual a 55,5 moles por litro.

Cuando sustituimos los valores de la ecuación uno, nos da:

K = (10-7)(10-7) / 55,5

Se transformarse en:

1.8 x 10 -16 mol/L

Este es el motivo por el cual, la constante de disociación tiene un valor de 1.8 x 10 -16 mol/L, ahora debemos incorporar una nueva ecuación conocida como:

La ecuación para constante de ionización del agua es:

Kw = (H+)(OH-)

Que sustituyendo los valores sería:

Kw = (10-7)(10-7)

Kw = 1,00 x 10-14

Si la fuerza iónica del medio es baja, los coeficientes de actividad pueden ser tomados como la unidad y Kw se iguala al producto de las concentraciones de los iones de hidrógeno e hidroxilo, lo que significa que a una temperatura de 25º C la concentración de iones hidrógenos es de 1,00 x 10-7 por litro y la concentraciones de hidroxilo también es la misma. Es igual a 10-14 (mol/L)2 para todas las soluciones acuosas, incluso las soluciones ácidas o básicas.

Potencial de hidrógeno

pH (Potencial Hidrógeno): es una medida de acidez o de alcalinidad de una solución, que indica la concentración de iones HIDRÓGENO (H+), presentes en determinadas sustancias. También se dice que es el logaritmo negativo de la concentración de los hidrogeniones.

pH = -log (H+)

Por ejemplo si intentamos obtener el pH del agua pura lo haríamos solo tomando los valores referenciales de hidrógenos, así:

pH = -log (10-7)

Lo que arroja un pH de 7.0 y se considera un valor neutro, porque en este punto los hidroxilos y los hidrógenos se encuentran en concentraciones semejantes.

pH= 7

Cuando aumenta la concentración de los hidrogeniones, el pH se hace más ácido y los valores logarítmicos se obtienen menores a 7, mientras que la disminución de los hidrogeniones en una solución generan un pH básico, lo que en valores logarítmicos se obtienen mayores de 7 hasta un límite de 14. Por esto la escala de pH va de 0 a 14.

Ejercicio 1:

¿Cuál es el pH de una solución en la que la concentración de hidrógeno es de 2.8 x 10-5 mol/L?

pH = -log (H+)

pH = -log (2.8 x 10-5)

pH = -log(2.8) –log (10-5)

pH = -0,4 + 5

pH = 4,6

Ejercicio 2:

¿Cuál es el pH de una solución en la que la concentración de hidroxilos es de 5.3 x 10 -4 mol/L?

La fórmula para hacer este ejercicio es pH = 14 –pOH, donde 14 es el tope máximo del pH y se obtiene de la suma de pOH y pH (una simple suma de 7 + 7), y “p” significa “Power” o “potencial”. Y para calcular pOH, es necesaria la siguiente ecuación:

pOH = -log [OH-]

pOH = -log [5.3 x 10 -4]

pOH = -log(5.3) –log(10 -4)

pOH = -0,72 + 4

pOH = 3,2

Ahora la formula para obtener el pH

pH = 14 –pOH

pH = 14 – 3.2

pH = 10.8

Medición del pH

Para medir el pH se utilizan “indicadores de pH” que son muy sensibles a cambios de pH y cambian de color cuando el pH es modificado y se utilizan para identificar los pH de soluciones desconocidas, los indicadores más comunes son el tornasol y la fenolftaleína. Un Ejemplo poco común pero sin embargo popular es la famosa “tinta que desaparece”, que veden en tiendas de “magia”, la cual aplicas en la ropa y “mágicamente” desaparece, esa tinta está formada por amoníaco