21.21: Hidrólisis de Sales - Ecuaciones

Hornear parece fácil con todos los artículos premezclados disponibles. (“solo agrega agua y revuelve”). Sin embargo, hay una buena cantidad de química involucrada en la cocción con ingredientes que se miden. Un ingrediente importante es el polvo de hornear. La esponjosidad en el producto final de una receta sin levadura suele deberse al dióxido de carbono formado por el polvo de hornear. Una marca popular utiliza una mezcla de bicarbonato de sodio y sulfato de sodio y aluminio para producir el\(\ce{CO_2}\). La reacción es:

\[3 \ce{NaHCO_3} + \ce{NaAl(SO_4)_2} \rightarrow \ce{Al(OH)_3} + 2 \ce{Na_2SO_4} + 3 \ce{CO_2}\nonumber \]

Si todo va bien, las galletas se levantan, los panqueques son esponjosos, y todos están contentos.

Hidrólisis de Sales: Ecuaciones

Una sal es un compuesto iónico que se forma cuando un ácido y una base se neutralizan entre sí. Si bien puede parecer que las soluciones salinas son siempre neutras, frecuentemente pueden ser ácidas o básicas.

Considere la sal que se forma cuando el ácido fluorhídrico débil es neutralizado por el hidróxido de sodio de base fuerte. A continuación se muestran las ecuaciones molecular y neta iónica.

\[\begin{align*} &\ce{HF} \left( aq \right) + \ce{NaOH} \left( aq \right) \rightarrow \ce{NaF} \left( aq \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \\ &\ce{HF} \left( aq \right) + \ce{OH^-} \left( aq \right) \rightarrow \ce{F^-} \left( aq \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \end{align*}\nonumber \]

Dado que el fluoruro de sodio es soluble, el ion sodio es un ion espectador en la reacción de neutralización. El ion fluoruro es capaz de reaccionar, en pequeña medida, con el agua, aceptando un protón.

\[\ce{F^-} \left( aq \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \rightleftharpoons \ce{HF} \left( aq \right) + \ce{OH^-} \left( aq \right)\nonumber \]

El ion fluoruro actúa como una base débil de Brønsted-Lowry. El ion hidróxido que se produce como resultado de la reacción anterior hace que la solución sea ligeramente básica. La hidrólisis salina es una reacción en la que uno de los iones de una sal reacciona con el agua, formando una solución ácida o básica.

Sales que forman soluciones básicas

Cuando el fluoruro de sodio sólido se disuelve en agua, se disocia completamente en iones de sodio e iones fluoruro. Los iones de sodio no tienen ninguna capacidad de hidrolizar, pero los iones fluoruro se hidrolizan para producir una pequeña cantidad de ácido fluorhídrico e ion hidróxido.

\[\ce{F^-} \left( aq \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \rightleftharpoons \ce{HF} \left( aq \right) + \ce{OH^-} \left( aq \right)\nonumber \]

Las sales que se derivan de la neutralización de un ácido débil\(\left( \ce{HF} \right)\) por una base fuerte siempre\(\left( \ce{NaOH} \right)\) producirán soluciones salinas que son básicas.

Sales que forman soluciones ácidas

\(\left( \ce{NH_4Cl} \right)\)El cloruro de amonio es una sal que se forma cuando el ácido fuerte\(\ce{HCl}\) es neutralizado por la base débil\(\ce{NH_3}\). El cloruro de amonio es soluble en agua. El ion cloruro producido es incapaz de hidrolizarse porque es la base conjugada del ácido fuerte\(\ce{HCl}\). Es decir, el\(\ce{Cl^-}\) ion no puede aceptar un protón del agua para formar\(\ce{HCl}\) y\(\ce{OH^-}\), como lo hizo el ion fluoruro en la sección anterior. Sin embargo, el ion amonio es capaz de reaccionar ligeramente con el agua, donando un protón y actuando así como un ácido.

\[\ce{NH_4^+} \left( aq \right) + \ce{H_2O} \left( l \right) \rightleftharpoons \ce{H_3O^+} \left( aq \right) + \ce{NH_3} \left( aq \right)\nonumber \]

Sales que forman soluciones neutras

Una sal que se deriva de la reacción de un ácido fuerte con una base fuerte forma una solución que tiene un pH de 7. Un ejemplo es el cloruro de sodio, formado a partir de la neutralización de\(\ce{HCl}\) by\(\ce{NaOH}\). Una solución de\(\ce{NaCl}\) en agua no tiene propiedades ácidas ni básicas, ya que ninguno de los iones es capaz de hidrolizarse. Otras sales que forman soluciones neutras incluyen nitrato de potasio\(\left( \ce{KNO_3} \right)\) y bromuro de litio\(\left( \ce{LiBr} \right)\). La siguiente tabla resume cómo determinar la acidez o basicidad de una solución salina.

Mesa\(\PageIndex{1}\)

Sal formada a partir de:	Solución salina
Ácido\(+\) fuerte Base fuerte	Neutral
Ácido fuerte Base\(+\) débil	Ácidos
Ácido débil Base\(+\) fuerte	Básico

Las sales formadas a partir de la reacción de un ácido débil y una base débil son más difíciles de analizar debido a las reacciones de hidrólisis competitivas entre el catión y el anión. Estas sales no son consideradas en el concepto de este capítulo.

Resumen

• La hidrólisis salina es una reacción en la que uno de los iones de una sal reacciona con el agua, formando una solución ácida o básica.
• Las sales que se derivan de la neutralización de un ácido débil por una base fuerte siempre producirán soluciones salinas que son básicas.
• Las sales que se derivan de la neutralización de un ácido fuerte por una base débil siempre producirán soluciones salinas que son ácidas.
• Una sal que se deriva de la reacción de un ácido fuerte con una base fuerte forma una solución que tiene un pH de 7.