Reacciones de neutralizacion

Una reacción de neutralización es aquella que tiene lugar entre un ácido y una base, para dar la sal correspondiente y agua:


Por ejemplo:


 Si escribimos en forma iónica la ecuación anterior, teniendo en cuenta que, al tratarse de disoluciones acuosas, el ion H+ se encuentra hidratado formando H30+ , tendremos:


Los iones Na+ y Cl-, ácido y base conjugados muy débiles, no experimentan ninguna reacción y reciben el nombre de iones espectadores; si los eliminamos de la reacción, queda:


Como el agua es una base mucho más débil que el ion OH-, y también es un ácido mucho más débil que el ion H30+ , la reacción de neutralización se puede suponer que tiene lugar de forma completa de izquierda a derecha.

El pH correspondiente a esta neutralización sería neutro, puesto que los únicos iones H30+ y OH- presentes son los que aporta la disociación del agua.

Si la reacción se realiza con algún electrólito débil, el pH viene regulado por la reacción de hidrólisis de la sal formada.



Volumetrías ácido-base

La volumetría es un método utilizado en análisis químico. Consiste en averiguar la concentración de una sustancia problema, que puede ser un ácido o una base, añadiendo el volumen preciso de base o de ácido que produzca su neutralización. Este procedimiento experimental recibe el nombre de valoración.

La concentración del reactivo añadido debe ser perfectamente conocida. Cuando la concentración que se ha de determinar es la de un ácido, la volumetría recibe el nombre de acidimetría; si la sustancia problema es una base, se denomina alcalimetría.

Para realizar una volumetría tenemos que utilizar un indicador, cuyo pH de viraje esté próximo al pH de la sal que resulta de la reacción de neutralización, con el fin de averiguar el punto final de la reacción, y en este momento medir el volumen añadido.

La disolución problema se pone en un vaso de precipitados con una o dos gotas del indicador adecuado, y se va añadiendo el otro reactivo mediante una bureta, que está graduada en décimas de cm3. Medimos en la bureta el volumen necesario para la neutralización.

Curvas de neutralización

El pH de una disolución se puede determinar, además de con un indicador, por procedimientos físicos utilizando un pH-metro. Un pH-metro es un aparato destinado a medir pH, que consta de un electrodo y se basa en la proporcionalidad existente entre el potencial de una pila y el pH.



Si introducimos el pH-metro en el vaso en que va a tener lugar la valoración, podemos leer el valor del pH en cada momento, a medida que adicionamos distintos volúmenes de reactivo. Si representamos gráficamente pH frente a los mililitros añadidos, tendremos una curva de valoración.

Supongamos que la disolución problema es de HC1 y vamos a neutralizarlo con NaOH:


A medida que añadimos NaOH, el pH irá aumentando. Al principio aumentará muy poco, pues todavía habrá mucho ácido en el vaso. Cuanto más nos acercamos al punto de equivalencia, es decir, al punto en el que el número de equivalentes de ácido y de base son iguales, las variaciones de pH son más bruscas, ya que la cantidad de ácido que queda sin neutralizar es pequeña. Cada gota añadida de NaOH neutraliza en proporción más ácido que al principio. Una vez neutralizado todo el HC1, el pH crecerá rápidamente debido al NaOH en exceso. Posteriormente continúa aumentando lentamente hasta aproximarse al pH de la base añadida.

La gráfica obtenida tendrá esta forma:



Observamos un punto de inflexión para pH = 7, que corresponde al punto de equivalencia, en el que todo el HC1 ha reaccionado con todo el NaOH añadido.

La brusca variación de pH puede detectarse mediante un indicador, cuyo intervalo de viraje esté comprendido dentro de la zona del salto, lo más próximo posible al punto de equivalencia. El indicador más adecuado será el tornasol, aunque se utiliza mucho la fenolftaleína por el cambio visible que experimenta de incoloro a fucsia.

Si la valoración es la de una base fuerte, por ejemplo, NaOH, con un ácido fuerte, HC1, la curva será simétrica a la anterior. En este caso, el pH inicial es básico, y va decreciendo hasta producirse un salto brusco para terminar siendo ácido y tiende al pH del HC1 añadido.



Cuando valoramos un ácido débil, CH3 - COOH, con una base fuerte, NaOH, el salto es menor y el punto de equivalencia tiene lugar a pH básico (pH > 7), debido a la reacción de hidrólisis que sufre la sal formada:

Los OH- desprendidos confieren carácter básico a la disolución. En este caso conviene utilizar fenolftaleína como indicador.

Si valoramos una base débil, NH4OH, con un ácido fuerte, HC1, el pH de la neutralización es ácido (pH<7):

Los H30+ obtenidos en la hidrólisis son los causantes del pH ácido. Conviene utilizar rojo de metilo como indicador.



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