Teoría química, procesos, reacciones, materiales y aparatos. Agua y electrólisis. El hidrógeno como combustible alternativo, sus procedimientos de obtención, almacenamiento, pilas de combustible, fusión fría, y temas relacionados
Hola.
Os cuento. Estaba repasando los compuestos de coordinación y me salto una duda acerca de su formación. A lo mejor es un poco estúpida, no lo sé. El caso es que me pregunto el porqué existen especies como el ión amonio. Es decir, porque a partir del amoniaco surgen dichas moléculas. ¿Son estables? ¿Por qué?
El NH3 es una base débil. Cuando se disuelve en agua, captura protones H+ según la reacción
reversible:
NH3(g) + H+ <===> NH4+ + H20
teniendo en cuenta de que, en realidad los protones en el agua no están libres sino que reaccionan con las moléculas de H20 formando el ion ( otro catión) hidronio H3O+, con lo que la reacción mejor se escribe así:
NH3(g) + H3O+ <===> NH4+ + H20
Fíjate que el NH3 ha capturado un protón H+ y por eso se dice que es una base de Bronsted-Lowry.
Pero además, la reacción es reversible, o sea, que el ion amonio actúa como ácido, liberando un protón que lo coge el H20 para formar, de nuevo, las especies reactivas. Y eso hasta que se alcanza un estado en el que la velocidad de formación de los productos coincide con la de la desaparición de los reactivos: el estado de equilibrio.
En ese estado, se cumple la ley de acción de masas: Kb=[NH4+]/[NH3+].[H3O+] y te da los % de cada especie en el equilibrio. Es decir, en la disolución hay de las 4 especies. Así que diríamos que hay NH3(ac) molecular, y tambíén NH4+. Y la Kb te dirá cuánto(%) habrá de cada cual. Va a depender de factores como temperatura,presión ... y cada vez que se modifique un factor de estos provocará un desplazamiento del equilibrio en uno o en otro sentido( ley de Le Chatelier).
En síntesis a tu respuesta: cuando disuelves amoniaco gas en agua siempre va a aparecer ion amonio pero sin desparecer el amoniaco. Permanecen coexistiendo en un equilibro químico, convirtiéndose una en otro, pero de modo tal que, macroscópicamente , las concentraciones - en dicho equilibrio- son constantes. Por tanto, claro que es estable ese compuesto.
Además, a nivel molecular, la molécula del ion amonio es tetraédrica(suelen ser estables por su geometría simétrica) mientras que la del amoníaco es piramidal porque el par de electrones solitario del nitrógeno ejerce repulsión sobre los orbitales de enlace N-H, deformando lo que sería también un tetaedro.
Espero haber respondido a tu duda. Esto es química de 2º de Bachiller.
Me he dado cuenta de que he escrito mal la reacción, mientras hacía footing a mediodía. Es que anoche salí y me acosté tarde, (no sé cómo he podido escribirla de ese modo).
La correcta es la siguiente:
NH3(g) + H2O <====> NH4+ + OH-
El amoníaco, al ser base captura un protón del agua, dando lugar al ion amonio y liberando iones hidroxilo. Al ser base débil es por lo que es reacción reversible. Sólo está parcialmente disociada.
La constante de basicidad es:
Kb= [NH4+].[OH-]/[NH3]
que tiene un valor pequeño, al ser base débil.
Entonces el ion amonio, es un ácido fuerte-al ser el conjugado de una base débil- y le da un H+ al OH- y de este modo forma la molécula del agua( sentido de derecha a izquierda) y se queda como amoniaco molecular.
Disculpen el error.
Nota:- Hay que tener en cuenta que el amoniaco en estado gas se disuelve en agua y es desde ese estado cuando tiene lugar la reacción de basicidad.
Y otra cosa más, aparte:
Los estados de la materia( gas, liquido y sólido) tienen que ver con el grado de entropía( desorden molecular): https://www.youtube.com/watch?v=CSCv18d ... qS&index=4
