Caratteristiche di reazione di neutralizzazione, prodotti ed esempi

un reazione di neutralizzazione è quello che si verifica tra un acido e una specie di base in modo quantitativo. In generale, acqua e sale sono prodotti in questo tipo di reazioni in un mezzo acquoso (specie ioniche composte da un catione diverso da H).⁺ e un anione diverso da OH^- tu O^2-) secondo la seguente equazione: acido + base → sale + acqua.

In una reazione di neutralizzazione, sono coinvolti elettroliti, che sono sostanze che, quando dissolte in acqua, generano una soluzione che consente la conduttività elettrica. Acidi, basi e sali sono considerati elettroliti.

In questo modo, elettroliti forti sono quelle specie che si dissociano completamente nei loro ioni costituenti quando sono in soluzione, mentre gli elettroliti deboli si ionizzano solo parzialmente (hanno meno capacità di condurre una corrente elettrica, cioè non sono buoni conduttori come elettroliti forti).

indice

• 1 caratteristiche
  • 1.1 Titolazioni acido-base
• 2 esempi
  • 2.1 Forte acido + base forte
  • 2.2 Forte acido + base debole
  • 2.3 Base debole acida + forte
  • 2.4 Acido debole + base debole
• 3 riferimenti

lineamenti

In primo luogo, si dovrebbe sottolineare che se una reazione di neutralizzazione viene iniziata con quantità uguali di acido e base (in moli), quando termina la reazione, si ottiene solo un sale; cioè, non ci sono quantità residue di acido o base.

Inoltre, una proprietà molto importante delle reazioni acido-base è il pH, che indica quanto sia acida o basica una soluzione. Questo è determinato dalla quantità di ioni H⁺ che si trovano nelle soluzioni misurate.

D'altra parte, ci sono diversi concetti di acidità e basicità a seconda dei parametri che vengono presi in considerazione. Un concetto che spicca è quello di Brønsted e Lowry, che considera un acido come una specie in grado di donare protoni (H⁺) e una base come la specie in grado di accettarli.

Titolazioni acido-base

Per studiare correttamente e quantitativamente una reazione di neutralizzazione tra un acido e una base, viene applicata una tecnica chiamata titolazione acido-base (o titolazione).

Le titolazioni acido-base consistono nel determinare la concentrazione di acido o base necessaria per neutralizzare una certa quantità di base o acido di concentrazione nota.

In pratica, una soluzione standard (la cui esatta concentrazione è nota) deve essere aggiunta gradualmente alla soluzione la cui concentrazione è sconosciuta fino al raggiungimento del punto di equivalenza, in cui una delle specie ha completamente neutralizzato l'altra.

Il punto di equivalenza è rilevato dal violento cambiamento di colore dell'indicatore che è stato aggiunto alla soluzione di concentrazione sconosciuta quando la reazione chimica tra entrambe le soluzioni è stata completata.

Ad esempio, nel caso della neutralizzazione dell'acido fosforico (H₃PO₄) ci sarà un punto di equivalenza per ciascun protone che è staccato dall'acido; cioè, ci saranno tre punti di equivalenza e saranno osservate tre variazioni di colore.

Prodotti di una reazione di neutralizzazione

Nelle reazioni di un acido forte con una base forte, viene eseguita la completa neutralizzazione della specie, come nella reazione tra acido cloridrico e idrossido di bario:

2HCl (ac) + Ba (OH)₂(ac) → BaCl₂(ac) + 2H₂O (l)

Quindi non vengono generati ioni H⁺ o OH^- in eccesso, il che significa che il pH delle forti soluzioni elettrolitiche che sono state neutralizzate è intrinsecamente correlato al carattere acido dei loro reagenti.

Al contrario, nel caso di neutralizzazione tra un elettrolito debole e un forte elettrolita (acido forte + base debole o acido debole + base forte) si ottiene la parziale dissociazione dell'elettrolito debole e appare la costante di dissociazione dell'acido (K_a) o la base (K_B) debole, per determinare il carattere acido o basico della reazione netta calcolando il pH.

Ad esempio, si ha la reazione tra acido cianidrico e idrossido di sodio:

HCN (ac) + NaOH (ac) → NaCN (ac) + H₂O (l)

In questa reazione l'elettrolita debole non ionizza significativamente nella soluzione, quindi l'equazione ionica netta è rappresentata come segue:

HCN (ac) + OH^-(ac) → CN^-(ac) + H₂O (l)

Questo si ottiene dopo aver scritto la reazione con gli elettroliti forti nella loro forma dissociata (Na⁺(ac) + OH^-(ac) sul lato dei reagenti, e Na⁺(ac) + CN^-(ac) sul lato dei prodotti), dove solo lo ione di sodio è uno spettatore.

Infine, nel caso della reazione tra un acido debole e una base debole, la suddetta neutralizzazione non si verifica. Questo perché entrambi gli elettroliti si dissociano parzialmente, senza provocare l'acqua e il sale previsti.

Esempi

Forte acido + base forte

La reazione data tra acido solforico e idrossido di potassio in un mezzo acquoso è presa come esempio, secondo la seguente equazione:

H₂SW₄(ac) + 2KOH (ac) → K₂SW₄(ac) + 2H₂O (l)

Si può vedere che sia l'acido che l'idrossido sono forti elettroliti; quindi, sono completamente ionizzati nella soluzione. Il pH di questa soluzione dipenderà dal forte elettrolito che è in maggiore proporzione.

Di seguito sono riportati due grafici che mostrano la titolazione della reazione di neutralizzazione di un acido forte con una base forte e una base forte con un acido forte, dove è anche rappresentato il suo punto di equivalenza:

Forte acido + base debole

La neutralizzazione dell'acido nitrico con ammoniaca provoca il composto di nitrato di ammonio, come mostrato di seguito:

HNO₃(ac) + NH₃(ac) → NH₄NO₃(Aq)

In questo caso, l'acqua prodotta insieme al sale non viene osservata, perché dovrebbe essere rappresentata come:

HNO₃(ac) + NH₄⁺(ac) + OH^-(ac) → NH₄NO₃(ac) + H₂O (l)

Quindi l'acqua può essere osservata come un prodotto della reazione. In questo caso, la soluzione avrà un pH essenzialmente acido.

Acido debole + base forte

Successivamente, viene mostrata la reazione tra acido acetico e sodio idrossido:

CH₃COOH (ac) + NaOH (ac) → CH₃COONa (ac) + H₂O (l)

Poiché l'acido acetico è un elettrolita debole si dissocia parzialmente, con conseguente acetato di sodio e acqua, la cui soluzione avrà un pH basico.

Acido debole + base debole

Alla fine e come detto sopra, una base debole non può neutralizzare un acido debole; non succede neanche il contrario. Entrambe le specie vengono idrolizzate in soluzione acquosa e il pH della soluzione dipenderà dalla "forza" dell'acido e della base.

riferimenti

1. Wikipedia. (N.d.). Neutralizzazione (chimica). Estratto da en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chimica, nona edizione (McGraw-Hill).
3. Raymond, K. W. (2009). Chimica generale organica e biologica. Recuperato da books.google.co.ve
4. Joesten, M.D., Hogg, J.L. e Castellion, M.E. (2006). The World of Chemistry: Essentials. Recuperato da books.google.co.ve
5. Clugston, M. e Flemming, R. (2000). Chimica Avanzata. Recuperato da books.google.co.ve
6. Reger, D. L., Goode, S. R. e Ball, D. W. (2009). Chimica: principi e pratica. Recuperato da books.google.co.ve