Cómo neutralizar una base con un ácido

Arindam Ghosh/Getty Images

Cuando un ácido y una base reaccionan entre sí, ocurre una reacción de neutralización, formando una sal y agua. El agua se forma a partir de la combinación del H⁺iones del ácido y el OH^-iones de la base. ácidos fuertes y bases fuertes se disocian completamente, por lo que la reacción produce una solución con un pH neutro (pH = 7). Debido a la completa disociación de ácidos y bases fuertes, si le dan una concentración de un ácido o una base, puede determinar el volumen o la cantidad del otro químico requerido para neutralizarlo. Este problema de ejemplo explica cómo determinar cuánto ácido se necesita para neutralizar un volumen y una concentración conocidos de una base.

Puntos clave: neutralización ácido-base

• Resolver un problema de química en el que un ácido fuerte neutraliza una base fuerte es sencillo porque tanto el ácido como la base se disocian por completo.
• Por el contrario, la neutralización que involucra un ácido débil y/o una base débil requiere que conozca y use la constante de disociación.
• La neutralización ocurre en el punto donde el número de moles de H⁺es igual al número de moles de OH^-.

Revisión de la reacción de neutralización

La neutralización se basa en la disociación de un ácido y una base. La disociación es donde el ácido o la base se rompen en sus iones componentes. Los iones que participan en una reacción de neutralización son los H⁺del ácido y el OH^-desde la base La forma general de la reacción es:

ácido + base → sal + agua
AH + B → A + BH

Por ejemplo, cuando el ácido clorhídrico (HCl) reacciona con el hidróxido de sodio (NaOH), produce sal de mesa o cloruro de sodio (NaCl) y agua:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

La neutralización requiere cantidades iguales de H+ y OH-. Entonces, conocer el volumen y la concentración del ácido o la base te permite encontrar el volumen y la concentración de su compañero en la reacción.

Resolviendo un Problema de Neutralización Ácido-Base

¿Qué volumen de HCl 0,075 M se requiere para neutralizar 100 mililitros de Ca(OH) 0,01 M?₂¿solución?

El HCl es un ácido fuerte y se disociará completamente en agua a H⁺y Cl^-. Por cada mol de HCl, habrá un mol de H⁺. Dado que la concentración de HCl es 0,075 M, la concentración de H⁺será de 0,075 M.

Ca(OH)₂es una base fuerte y se disociará completamente en agua a Ca²⁺y oh^-. Por cada mol de Ca(OH)₂Habrá dos lunares de OH^-. La concentración de Ca(OH)₂es 0.01 M entonces [OH^-] será 0,02 M.

Entonces, la solución se neutralizará cuando el número de moles de H⁺es igual al número de moles de OH^-.

Paso 1: Calcular el numero de moles de OH^-.
• Molaridad = moles/volumen
• moles = molaridad x volumen
• moles OH^-= 0,02 M/100 mililitros
• moles OH^-= 0,02 M/0,1 litros
• moles OH^-= 0,002 moles
Paso 2: Calcular el Volumen de HCl necesario
• Molaridad = moles/volumen
• Volumen = moles/molaridad
• Volumen = moles H⁺/0.075 Molaridad
• moles H⁺= moles OH^-
• Volumen = 0,002 moles/0,075 molaridad
• Volumen = 0.0267 Litros
• Volumen = 26,7 mililitros de HCl

Realización del cálculo

Se necesitan 26,7 mililitros de HCl 0,075 M para neutralizar 100 mililitros de solución de Ca(OH)2 de 0,01 molaridad.

El error más común que cometen las personas al realizar este cálculo es no tener en cuenta el número de moles de iones se produce cuando el ácido o la base se disocian. Es fácil de entender: solo se produce un mol de iones de hidrógeno cuando el ácido clorhídrico se disocia, pero también es fácil olvidar que no es una proporción de 1:1 con el número de moles de hidróxido liberados por el hidróxido de calcio (u otras bases con cationes divalentes o trivalentes ).

El otro error común es un simple error matemático. Asegúrese convertir mililitros de solucion a litros cuando calculas la molaridad de tu solución!

Fuentes

• Skoog, DA; Oeste, DM; Holler, JF; Crouch, S. R. (2004). Fundamentos de Química Analítica (8ª ed.). Thomson Brooks/Cole. ISBN 0-03-035523-0.
• Snoeyink, VL; Jenkins, D. (1980). Química Acuática: Equilibrios Químicos y Tasas en Aguas Naturales . Nueva York: Wiley. ISBN 0-471-51185-4.
• Tambor, Alejandro; Lipping, Lauri; playa de Kaljur, Ivari; Koppel, Ilmar A.; Leito, Ivo (2016). 'Acidez de ácidos fuertes en agua y sulfóxido de dimetilo'. El Diario de Química Física A . 120 (20): 3663–3669. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253
• Zumdahl, Steven S. (2009). Principios químicos (6ª ed.). Nueva York: Houghton Mifflin Company.