El agua y el equilibrio químico
El agua (H₂O) no es tan simple como parece. Aunque la mayoría de moléculas de agua se mantienen estables, una pequeña cantidad se separa formando iones H₃O⁺ y OH⁻. Este proceso se llama autoionización del agua.
La ecuación que describe esto es: H₂O(l) + H₂O(l) ⇌ H₃O⁺ + OH⁻. El símbolo ⇌ significa que la reacción puede ir en ambas direcciones, creando un equilibrio químico.
El agua pura es neutra porque actúa como ácido y base al mismo tiempo. En el equilibrio, tenés la misma cantidad de iones H⁺ y OH⁻: H+ = OH− = 1 × 10⁻⁷ M. La constante de equilibrio del agua (Kw) siempre es 1 × 10⁻¹⁴.
El pH se calcula como -logH+. Para el agua pura: pH = -log(1 × 10⁻⁷) = 7. Por eso pH 7 es neutro.
💡 Dato clave: Cuando el pH es menor a 7, la solución es ácida. Mayor a 7, es básica.
Ejemplo práctico: Para calcular el pH de una solución 0.1M de HCl (ácido fuerte), recordá que el HCl se disocia completamente: HCl → H⁺ + Cl⁻. Si tenés 0.1M de HCl, obtenés 0.1M de H⁺. Entonces pH = -log(0.1) = 1, que es muy ácido.