Identificar pares ácido-base conjugados y relacionar fuerza, concentración, Ka, Kb y Kw.
Míralo en un dibujo
En HA+H₂O⇌A⁻+H₃O⁺, HA dona un protón y A⁻ es su base conjugada. H₂O acepta el protón y H₃O⁺ es su ácido conjugado.
Antes de seguir: ¿Ser ácido fuerte significa estar muy concentrado?
Comprueba tu razonamiento
No. Fuerza y concentración son conceptos diferentes: la primera se relaciona con el equilibrio de ionización.
Antes de empezar
Necesitas manejar: Moles y concentración; Equilibrio químico; Logaritmos decimales.
Escribe en papel tu respuesta a esta pregunta antes de desplegarla.
¿Ácido Brønsted?
Donador de un protón.
En un minuto
- Donador de un protón.
- Aceptora de un protón.
- Dos especies que difieren en un H⁺.
- Propiedades distintas que deben analizarse por separado.
Entiende la idea
El concepto
En el modelo de Brønsted–Lowry, un ácido dona un protón y una base lo acepta. Un par conjugado difiere en un protón: HA/A⁻ o BH⁺/B. La carga cambia de manera coherente al ganar o perder H⁺. No se eligen como conjugadas dos especies solo porque aparezcan en la misma ecuación; deben transformarse una en otra por esa transferencia.
El agua puede actuar como ácido o como base según con qué reaccione. Una especie que presenta ambos comportamientos es anfiprótica. La definición también explica que una base no necesita contener el grupo OH en su fórmula: NH₃ acepta un protón del agua y genera NH₄⁺ y OH⁻. Las ecuaciones deben ajustarse tanto en átomos como en carga.
Cómo utilizarlo sin errores
La fuerza y la concentración son conceptos diferentes. Fuerza describe la tendencia de una especie a transferir el protón en un medio; concentración indica cuánta hay por volumen. Un ácido débil concentrado no se convierte por eso en un ácido fuerte. En el modelo introductorio acuoso, una Ka mayor significa mayor disociación relativa en condiciones comparables, y una pKa menor corresponde a mayor fuerza ácida.
Para una pareja conjugada en agua, Ka·Kb=Kw a la misma temperatura. A 25 °C se usa normalmente Kw≈10⁻¹⁴. No se traslada ese valor sin más a cualquier temperatura. Los ácidos polipróticos tienen constantes sucesivas para distintas cesiones; no debe multiplicarse la concentración por todos los protones escritos sin analizar si esas etapas son fuertes o débiles. Estas distinciones preparan los cálculos de pH y las valoraciones.
Fórmulas y condiciones de uso
Lee las condiciones junto con cada expresión. Una fórmula sin sus hipótesis puede dar un resultado incorrecto.
Consultar la notación textual original
HA+H₂O⇌A⁻+H₃O⁺. Ka=[H₃O⁺][A⁻]/[HA] en la aproximación diluida. pKa=−log Ka. Ka(HA)·Kb(A⁻)=Kw.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1 · En NH₃+H₂O⇌NH₄⁺+OH⁻, identifica ácidos, bases y pares conjugados.
- NH₃ acepta H⁺: actúa como base y su ácido conjugado es NH₄⁺.
- H₂O dona H⁺: actúa como ácido y su base conjugada es OH⁻.
- Los pares son NH₄⁺/NH₃ y H₂O/OH⁻. La carga total es cero a ambos lados.
Ejemplo 2 · Un ácido HA tiene Ka=2,0·10⁻⁵ a 25 °C. Calcula Kb de A⁻ con Kw=1,0·10⁻¹⁴.
- Ka·Kb=Kw para esa pareja conjugada y temperatura.
- Kb=10⁻¹⁴/(2,0·10⁻⁵)=5,0·10⁻¹⁰.
- La base conjugada es débil; no se identifica Kb con Ka ni se resta una constante de otra.
Practica antes de mirar la solución
Práctica 1 · Escribe la base conjugada de HCO₃⁻ y su ácido conjugado.
Primera ayuda
Perder y ganar un protón cambian también la carga.
Ver solución razonada
La base conjugada es CO₃²⁻ y el ácido conjugado es H₂CO₃. HCO₃⁻ puede participar como especie anfiprótica.
Práctica 2 · Compara ácidos de pKa=3 y pKa=5 en el mismo medio.
Primera ayuda
Una unidad de pKa corresponde a un factor diez en Ka.
Ver solución razonada
El de pKa=3 tiene Ka=10⁻³, cien veces mayor que 10⁻⁵; es más fuerte en esa comparación, aunque eso no fija el pH sin conocer concentraciones.
Práctica 3 · ¿Un ácido 0,001 M fuerte y uno 1 M débil se ordenan en pH solo por la palabra fuerte?
Primera ayuda
El pH depende también de cantidad y equilibrio.
Ver solución razonada
No. Hay que conocer Ka y concentración del débil y calcular. Fuerza y concentración no son equivalentes.
El error que debes evitar
No formar pares conjugados que difieran en dos protones. No olvidar el cambio de carga. No equiparar fuerte y concentrado. No aplicar KaKb=Kw a especies que no sean conjugadas.
Comprueba lo aprendido
Autoevaluación formativa: no es una nota oficial ni un examen vigilado.
La base conjugada de H₂PO₄⁻ es…
Solución y explicación
Respuesta: HPO₄²⁻. Pierde un solo protón en ese par.
Una pKa menor implica, en el mismo medio…
Solución y explicación
Respuesta: Ácido más fuerte. pKa es el logaritmo negativo de Ka, no la concentración.
Kw=10⁻¹⁴ se usa aquí específicamente a…
Solución y explicación
Respuesta: 25 °C. El producto iónico cambia con la temperatura.
Recupera las ideas de memoria
Antes de revelar cada respuesta, di la tuya en voz alta o escríbela. Marca si la recordabas para programar el siguiente repaso.
¿Ácido Brønsted?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Donador de un protón.
Intenta responder antes de mirar.
¿Base Brønsted?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Aceptora de un protón.
Intenta responder antes de mirar.
¿Pareja conjugada?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Dos especies que difieren en un H⁺.
Intenta responder antes de mirar.
¿Fuerza y concentración?
Ya lo he intentado: revelar respuesta
Propiedades distintas que deben analizarse por separado.
Intenta responder antes de mirar.
Explícalo y llévalo a otro problema
Escribe dos ecuaciones diferentes donde el agua actúe una vez como ácido y otra como base, y comprueba todos los pares conjugados.
Cierre en papel: explica el procedimiento, anota una condición de validez y vuelve a resolver un ejercicio que te haya costado sin consultar sus pasos.
Consolida el tema completo
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Fuentes y revisión editorial
Material de elaboración propia con asistencia de IA. Revisión docente final pendiente. La comprobación técnica no certifica la adaptación a una convocatoria concreta de PAU.