Esempio di neutralizzazione chimica

La neutralizzazione chimica è la reazione tra un acido e una base.

Il grado di acidità o alcalinità è misurato dalla scala del pH, che sta per potenziale di idrogeno. Gli acidi hanno un pH inferiore a 7 e le basi o gli alcali hanno un pH superiore a 7. Il grado di pH 7 è il centro della scala, e corrisponde ad una miscela chimicamente neutra, cioè né acida né alcalina.

Il risultato della reazione di neutralizzazione è un sale e acqua.

In generale, le reazioni di neutralizzazione sono esotermiche, cioè emettono calore.

La reazione di neutralizzazione varierà a seconda che gli acidi e le basi che reagiscono siano forti o deboli.

Un acido forte con una base forte reagirà violentemente ed emetterà molto calore. Sia l'acido che la base modificano rapidamente il pH della miscela, quindi se alcune delle sostanze vengono passate un po', la soluzione sarà rapidamente alcalina o acida.

Quando un acido forte reagisce con una base debole, il cambiamento di pH non sarà così brusco durante l'aggiunta la base, quindi con la stessa quantità, il pH alcalinizzerà lentamente la miscela fino a neutralizzare il acido.

Il contrario accade con la combinazione di un acido debole con una base forte. In questo caso l'acido reagirà lentamente, acidificando la miscela fino a raggiungere il punto di neutralizzazione.

Se un acido debole reagisce con una base debole, allora entrambi reagiranno lentamente fino alla neutralità. Questa reazione è quella che sprigiona la minor quantità di calore, ma essendo lenta, il riscaldamento può essere più costante.

Conoscendo la quantità di acido o base da neutralizzare, possiamo calcolare la quantità di sostanza necessaria per neutralizzare, dalla sua massa molecolare.

Un esempio di neutralizzazione chimica:

Abbiamo una soluzione acida con 10 grammi di acido solforico. Calcolare la quantità necessaria di idrossido di potassio per neutralizzarlo e indicare i prodotti risultanti.

La formula di reazione è:

H₂SW₄ + 2KOH -> K₂SW₄ + 2H₂O
 Acido Idrossido Solfato Acqua
Potassio Solforico Potassio

Quindi una mole di acido solforico viene neutralizzata con due moli di idrossido di potassio.

Calcoliamo la massa molecolare dell'acido solforico:

Massa atomica dei suoi componenti:

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

Massa molecolare dell'acido solforico: 98 g/mol.

Ora calcoliamo la massa molecolare dell'idrossido di potassio:

K = 39 Totale = 39
H = 1 Totale = 1
O = 16 Totale = 16

Massa molecolare di idrossido di potassio: 56 g/mol

Ora, secondo la nostra formula, dobbiamo neutralizzare una mole di acido solforico, abbiamo bisogno di due moli di idrossido di potassio, quindi moltiplichiamo il peso dell'idrossido di potassio per 2, che ci dà 112 grammi / mole. Per calcolare la quantità di idrossido di potassio che dobbiamo neutralizzare i 10 grammi di acido solforico, applichiamo la regola del 3:

10:98 = x: 112
112 X 10 = 1120/98 = 11,428 grammi di idrossido di potassio sono necessari per neutralizzare 10 grammi di acido solforico.

Potremmo calcolarlo anche dividendo, per stabilire la relazione delle sostanze:

98/10 = 9,8 che è il rapporto dei reagenti
112/9.8 = 11.428

E per quanto riguarda le sostanze risultanti, avremo:

Massa molecolare del solfato di potassio:

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

Quindi la massa molecolare del solfato di potassio è 174 g / mol.

E dall'acqua

H = 1 Totale = 2
O = 16 Totale = 16

Massa molecolare dell'acqua: 18 g/mol.

Abbiamo quindi che vengono prodotte una molecola di solfato di potassio e due di acqua.

Li dividiamo per il rapporto tra i reagenti e quindi abbiamo:

135 / 9,8 = 13,775 g di solfato di potassio
36 / 9,8 = 3.673 grammi di acqua.

E il calore è sprigionato.