Autoionización del agua

tenemos aquí dos moléculas de agua y generalmente cuando están las moléculas de agua interactuando forman puentes de hidrógeno debido a la polaridad en las moléculas de agua ya hemos hablado un montón al respecto hemos hablado acerca de todas las propiedades interesantes que provocan los puentes de hidrógeno pero hay que tomar en cuenta que la química es mucho más complicada de lo que nuestros diagramas y explicaciones nos dejan ver hay un montón de interacciones locas sucediendo todo el tiempo por ejemplo todas las moléculas de agua están saltando y chocando unas contra otras en todas las formas posibles y además no solo están saltando y chocando las moléculas de agua también los electrones en los átomos están moviéndose todo el tiempo y en promedio los electrones de estos enlaces pasan más tiempo cerca del oxígeno provocando que se forme una polarización y que haya una carga parcial negativa de este lado y una carga parcial positiva del lado de los hidrógenos porque pues los electrones de estos hidrógenos están siendo abrazados muy fuertemente por el oxígeno y de hecho esto es lo que permite que haya puentes de hidrógeno aunque todo esto está cambiando todo el tiempo y todo está saltando por todos lados y bueno puede ser que bajo las circunstancias adecuadas una de estas moléculas de agua pase súper cerca de otra molécula de agua y pase de tal forma que estos electrones de aquí puedan llegar y quedarse con este hidrógeno pero estos electrones no se van a quedar con todo el átomo del hidrógeno porque ahí no se van a quedar con el núcleo y el electrón un átomo típico de hidrógeno es simplemente un protón no obtiene ningún neutrón ok el isótopo más común del hidrógeno es el que sólo tiene un protón y no tiene neutrón y además tiene un electrón orbitando a su alrededor aunque sabes que mejor lo voy a dibujar de esta otra forma hidrógeno tiene un protón que tiene una carga positiva en el núcleo y un electrón orbitando alrededor de ese protón aunque tal vez más bien deberíamos decir que está saltando en el orbital pero bueno por aquí estos electrones de este enlace están siendo abrazados muy fuertemente por el átomo de oxígeno acá y de hecho esto es lo que provoca que haya una carga parcial negativa de este lado y una carga parcial positiva por acá así es que estos de por sí ya están siendo atraídos por esta carga parcial positiva recuerda que esta otra molécula de agua también tiene una carga parcial negativa por aquí de hecho esto está formando un puente de hidrógeno y entonces puede formar un enlace con el hidrógeno mientras que estos dos electrones de este enlace que por cierto uno de esos dos electrones antes suponíamos que era parte del hidrógeno pero esos dos electrones se quedan en el oxígeno y en esta circunstancia que no estoy diciendo que suceda todo tiempo pero cuando esto sucede qué lo que nos queda tú es lo que nos queda por aquí esta molécula en lugar de ser una molécula normal de agua se vería así que tenemos un oxígeno pero ahora en lugar de tener dos hidrógenos ahora tiene otro hidrógeno un tercer hidrógeno si es que tenemos estos dos enlaces covalentes con los hidrógenos este par de electrones libres pero ahora este par de electrones libres que circule con azul lo estamos compartiendo con el protón de hidrógeno no hay que ir formando este enlace mientras que este electrón de aquí se quedó con este otro oxígeno y ahora esta molécula de agua perdió este protón de hidrógeno pero se quedó con los dos electrones de este enlace así es que esta molécula se va a ver así tenemos el oxígeno ahora este oxígeno está enlazado únicamente con un hidrógeno un hidrógeno y está su enlace con el hidrógeno tiene estos pares de electrones libres pares de electrones libres pero además se quedó con los dos electrones de este enlace covalente entonces tiene otro par de electrones libres por aquí así es que esta molécula ganó un protón sin ganar ningún electrón y por lo tanto ahora tiene una carga positiva mientras que esta otra molécula perdía un protón y perdió únicamente un protón se quedó con los dos electrones y así es que ahora tiene una carga negativa ok y de esta forma a partir de dos moléculas de agua neutrales obtuvimos dos iones el ión que tenemos aquí en la izquierda es h 3 y tiene una carga positiva este donde aquí se llama hidro neo y veraneo y esta otra molécula de aquí es o h con una carga negativa o h - y como es unión que tiene una carga negativa es un unión y se llama a la unión hidróxido aunque eso lo voy a escribir hidróxido así es que si tenemos muchas moléculas de agua esto va a suceder automáticamente no estoy diciendo que ocurre mucho pero bajo las condiciones adecuadas se va a dar esta reacción ok tenemos dos moléculas de agua y una de ellas se va a quedar únicamente con el protón del hidrógeno formando estos dos iones porque las moléculas de agua se han auto ionizado y este fenómeno se llama la autorización del agua aunque a veces también se le puede llamar la auto disociación del agua pero generalmente se le llama la autorización del agua y vamos a escribirlo por aquí autorización del agua pero yo realmente quiero que quede muy claro lo que pasó aquí este átomo de hidrógeno que al principio era un protón y un electrón el típico isótopo del hidrógeno que no tiene un neutrón en el núcleo en este átomo de hidrógeno este electrón que estaba por aquí se quedó con el oxígeno mientras que el protón este protón de aquí se fue con la otra molécula de agua y ahora está por aquí dándole una carga positiva a esa otra molécula y bueno ahorita tú podrías llegar y preguntarme oye qué tan frecuentemente me voy a encontrar un guión y drone yo en el agua bueno pues la concentración del hidrógeno en el agua aunque mejor dibujemos por aquí primero un vaso de agua lo que vamos a decir que aquí tenemos un litro de agua y la concentración de idron yo en un litro de agua la concentración de h3o y para denotar concentración pongo aquí estos paréntesis cuadrados la concentración del libro neo en un litro de agua es igual a 1 por 10 a la menos 7 molar y ésta md molar significa moles por litro ok esto de aquí es igual a 1 por 10 a la menos siete moles por litro y ahorita tú podrías preguntarme oye pero que son los moles y entonces te recomiendo que veas un vídeo acerca de que es un mol pero pues un mol es simplemente una cantidad de moléculas porque es como decir una docena claro que un mole es muchísimo más grande una docena es simplemente 12 de alguna cosa mientras que los moles son muchísimo más grandes porque hay un molde es aproximadamente 6.0 2 por 10 a la 23 lo vamos a escribir por aquí un gol es aproximadamente 6.02 por 10 a la 23 ok es esta cantidad de algo y generalmente estamos hablando de moléculas en un molde alguna sustancia es 6.022 y los decimales siguen por 10 a la 23 moléculas de esa sustancia estos 10 que si queremos saber cuántas moléculas tenemos en total podemos poner por aquí 1 por 10 a la menos 7 tenemos moles por litro moles por litro pero sabemos que hay 6 puntos 0 2 por 10 a la 23 moléculas por mol aunque sabes que vamos a aproximar esto entonces aquí esto es una aproximación mccray por 6 por 10 a la 23 moléculas por mol y entonces moles se cancelan con mole y multiplicamos estos dos números y nos queda 6 por 10 a la menos 7 por 10 a la 23 o sea por 10 a la 23 menos 7 que es 16 y nos quedan moléculas por litro moléculas por litro aproximadamente entonces nuestra primera reacción puede ser oye eso es muchísimo 6 por 10 a la 16 es un número inmenso entonces vamos a tener muchísimas moléculas de hidrógeno en todo nuestro litro de agua pero tenemos que recordar que hay muchísimas demasiadas moléculas de agua en un litro de agua lo que hay de hecho un litro de agua contiene aproximadamente 56 moles de moléculas de agua ok un litro de h2o contiene contiene aproximadamente 56 moles d agua así es que en un litro de agua tenemos 56 moles de h2o y 1 por 10 a lo menos siete moles de hibernia porque esto lo vamos a hacer por aquí por cada litro de agua tenemos uno por diez a lo menos siete moles de h3 o por cada 56 moles de h2o así es que como podemos observar la proporción es súper pequeña crea y vamos a necesitar más espacio realmente es una proporción muy pequeña ok es 1 por 10 a la menos 7 con respecto a 56 y para poder apreciar bien esta proporción vamos a multiplicar por 10 a las 7 ok eso es igual esto de aquí se queda como un 1 por aquí tenemos 56 por 10 a las 7 o sea vamos a poner 7 ceros por aquí así es que la proporción de idron ya con respecto a moléculas de agua normales h2o es 1 a 560 millones aunque tengamos un número inmenso de moléculas de hidrógeno en nuestro litro de agua por cada una de esas moléculas de hidrógeno vamos a tener otros 560 millones de moléculas de h2o normales así es que eso nos puede hacer apreciar lo poco común que es que se dé esta reacción porque hoy vamos a ver estas moléculas muchísimo más de lo que vamos a ver estas moléculas así es que si quisiéramos que estas flechas mostraran hacia dónde se va el equilibrio de esta reacción deberíamos de poner esta flecha más o menos así el equilibrio de esta reacción está mucho más hacia la izquierda y entonces ponemos esta flecha de hacia la izquierda más grande pero esto también nos puede hacer apreciar un poco mejor la cantidad de moléculas que tenemos en un solo litro de agua