¿Por qué el agua en la solución no está representada en la reacción química de dos soluciones acuosas?

Al menos una razón es por razones de claridad y rigor al describir cómo el agua participa en la reacción. El agua generalmente no se incluye explícitamente a menos que participe estequiométricamente, es decir, en proporciones exactas con respecto a los otros componentes. En una reacción en la que un gas se disuelve en agua, por ejemplo, CO2, normalmente se escribe:

CO2 (g) = CO2 (aq)

Uno podría escribir esto como,

CO2 (g) + n H2O (l) = CO2 (aq)

para indicar que una sola molécula de CO2 es hidratada por un gran número ( n ) de moléculas de agua para solvatarse por completo, pero esto es innecesario en este caso porque estamos asumiendo que el agua es el solvente y el CO2 el soluto. Por ejemplo, la constante de la Ley de Henry (K_H, el término termodinámico que rige la relación de CO2 acuoso a CO2 en fase gaseosa) en la reacción anterior se escribe

CO2 (aq) = K_H pCO2

donde aquí el término de la izquierda en realidad se refiere a la actividad (la “concentración” termodinámica) de CO2 disuelto, y pCO2 se refiere a la presión parcial de CO2 en la fase gaseosa en contacto con la solución. La inclusión explícita de agua solvente es así innecesaria y evitada, porque la Ley de Henry se obedece estrictamente en condiciones donde el soluto está cerca del límite de dilución infinita (es decir, no ve otras moléculas de CO2 en el solvente circundante).

En contraste, el CO2 acuoso disuelto reaccionará con agua estequiométricamente (en una proporción definida) para formar ácido carbónico, H2CO3:

CO2 (aq) + H2O (l) = H2CO3 (aq)

y aquí queremos incluir agua explícitamente en la reacción, porque está reaccionando en una proporción 1: 1 con CO2. Asimismo, la constante termodinámica que gobierna la reacción anterior para formar ácido carbónico también incluirá agua como componente.

Si un componente (como el agua) participa en una reacción de una manera no estequiométrica (con números moleculares indefinidos, desconocidos o variables), debe haber alguna identificación de este hecho al escribir la reacción para evitar confusión y mantener el equilibrio de masa. Con el agua como solvente, esto se hace típicamente incluyendo la abreviatura “(aq)” como un descriptor del componente, para implicar “rodeado por una gran cantidad de moléculas de agua …”.