Ejemplo de Neutralización Química

La neutralización química es la reacción entre un ácido y una base.

El grado de acidez o alcalinidad se mide con la escala de pH, que significa potencial de hidrógeno. Los ácidos tienen el pH menor a 7 y las bases o álcalis tienen un pH Mayor a 7. El grado de pH 7 es el centro de la escala, y corresponde a una mezcla químicamente neutra, es decir, ni ácida ni alcalina.

El resultado de la reacción de neutralización es una sal y agua.

En términos generales, las reacciones de neutralización son exotérmicas, es decir, que desprenden calor.

La reacción de neutralización variará dependiendo si los ácidos y las bases que reaccionan son fuertes o débiles.

Un ácido fuerte con una base fuerte tendrá una reacción violenta y desprenderá mucho calor. Tanto el ácido como la base cambian rápidamente el pH de la mezcla, por lo que pasándose un poco alguna de las sustancias, rápidamente la solución será alcalina o ácida.

Cuando reacciona un ácido fuerte con una base débil, entonces el cambio de pH no será tan brusco al agregar la base, por lo que con la misma cantidad, el pH alcalinizará lentamente la mezcla hasta neutralizar el ácido.

Lo contario sucede con la combinación de un ácido débil con una base fuerte. En este caso el ácido reaccionará lentamente acidificando la mezcla hasta alcanzar el punto de neutralización.

Si reacciona un ácido débil con una base débil, entonces ambos reaccionarán lentamente hasta neutralizarse. Esta reacción es la que desprende menor cantidad de calor, pero al ser lenta, el calentamiento puede ser más constante.

Conociendo la cantidad de ácido o base para neutralizarse, podemos calcular  la cantidad de sustancia necesaria para neutralizar, a partir de su masa molecular.

Un ejemplo de neutralización química:

Tenemos una solución ácida con 10 gramos de ácido sulfúrico. Calcular la cantidad necesaria de hidróxido de potasio para neutralizarla e indicar los productos resultantes.

La fórmula de la reacción es:

H₂SO₄ +         2KOH        -->        K₂SO₄            +          2H₂O
 Acido             Hidróxido              Sulfato                         Agua
Sulfúrico         de potasio          de potasio      

Por lo que un mol de ácido sulfúrico se neutraliza con dos moles de hidróxido de potasio.

Calculamos la masa molecular del ácido sulfúrico:

Masa atómica de sus componentes:

H = 1     Total = 2
S =  32   Total = 32
O = 16  Total = 64

Masa molecular del ácido sulfúrico: 98 g/mol.

Ahora calculamos la masa molecular del hidróxido de potasio:

K = 39    Total = 39
H = 1      Total =   1
O = 16    Total = 16

Masa molecular del hidróxido de potasio: 56 g/mol

Ahora, conforme a nuestra fórmula, tenemos que para neutralizar un mol de ácido sulfúrico, necesitamos dos moles de hidróxido de potasio, por lo que multiplicamos por 2 el peso del hidróxido de potasio, lo que nos da 112 gramos/mol. Para calcular la cantidad de hidróxido de potasio que necesitamos para neutralizar los 10 gramos de ácido sulfúrico, aplicamos la regla de 3:

10:98 = x:112
112 X 10 = 1120 / 98 = 11.428 gramos de hidróxido de potasio son necesarios para neutralizar 10 gramos de ácido sulfúrico.

También lo podíamos calcular dividiendo, para establecer la relación de sustancias:

98/10 = 9.8 que es la relación de sustancias reaccionantes
112/9.8 = 11.428

Y en cuanto a las sustancias resultantes, tendremos:

Masa molecular del sulfato de potasio:

K = 39    Total = 78
S =  32  Total = 32
O = 16.   Total = 64

Por lo que la masa molecular del sulfato de potasio, es de 174 g/mol.

Y del agua

H = 1      Total =   2
O = 16    Total = 16

Masa molecular del agua: 18 g/mol.

Tenemos entonces que se produce una molécula de sulfato de potasio y dos de agua.

Las dividimos por la relación de sustancias reaccionantes, y entonces tenemos:

135 / 9.8 = 13.775 g de sulfato de potasio
36 / 9.8 = 3.673 gramos de agua.

Y se desprende calor.