Reacciones ácido-base y neutralización

Análisis de la página

La página es teórica: explica que las reacciones ácido-base son reacciones de sustitución doble. El ácido libera iones \mathrm{H^{+}} y la base libera iones \mathrm{OH^{-}}; estos se combinan para formar agua, mientras que el catión de la base y el anión del ácido forman una sal.

Ecuación general:

\text{Ácido} + \text{Base} \rightarrow \text{Sal} + \text{Agua}

Ejemplo 1

Mezcla: \mathrm{HBr} + \mathrm{KOH} (ácido bromhídrico más hidróxido de potasio).

1. El ácido se disocia: \mathrm{HBr} \rightarrow \mathrm{H^{+}} + \mathrm{Br^{-}}.
2. La base se disocia: \mathrm{KOH} \rightarrow \mathrm{K^{+}} + \mathrm{OH^{-}}.
3. Los iones \mathrm{H^{+}} y \mathrm{OH^{-}} forman agua: \mathrm{H^{+}} + \mathrm{OH^{-}} \rightarrow \mathrm{H_{2}O}.
4. Los iones \mathrm{K^{+}} y \mathrm{Br^{-}} forman la sal bromuro de potasio: \mathrm{K^{+}} + \mathrm{Br^{-}} \rightarrow \mathrm{KBr}.

Respuesta: \mathrm{HBr} + \mathrm{KOH} \rightarrow \mathrm{KBr} + \mathrm{H_{2}O}.

Ejemplo 2

Mezcla: \mathrm{HNO_{3}} + \mathrm{LiOH} (ácido nítrico más hidróxido de litio).

1. Disociación del ácido: \mathrm{HNO_{3}} \rightarrow \mathrm{H^{+}} + \mathrm{NO_{3}^{-}}.
2. Disociación de la base: \mathrm{LiOH} \rightarrow \mathrm{Li^{+}} + \mathrm{OH^{-}}.
3. Formación de agua: \mathrm{H^{+}} + \mathrm{OH^{-}} \rightarrow \mathrm{H_{2}O}.
4. Formación de la sal nitrato de litio: \mathrm{Li^{+}} + \mathrm{NO_{3}^{-}} \rightarrow \mathrm{LiNO_{3}}.

Respuesta: \mathrm{HNO_{3}} + \mathrm{LiOH} \rightarrow \mathrm{LiNO_{3}} + \mathrm{H_{2}O}.

Ejemplo 3

Mezcla: \mathrm{H_{2}SO_{4}} + \mathrm{Ca(OH)_{2}} (ácido sulfúrico más hidróxido de calcio).

1. El ácido sulfúrico aporta dos \mathrm{H^{+}}: \mathrm{H_{2}SO_{4}} \rightarrow 2\mathrm{H^{+}} + \mathrm{SO_{4}^{2-}}.
2. El hidróxido de calcio aporta dos \mathrm{OH^{-}}: \mathrm{Ca(OH)_{2}} \rightarrow \mathrm{Ca^{2+}} + 2\mathrm{OH^{-}}.
3. Se forman dos moléculas de agua: 2\mathrm{H^{+}} + 2\mathrm{OH^{-}} \rightarrow 2\mathrm{H_{2}O}.
4. Se forma la sal sulfato de calcio: \mathrm{Ca^{2+}} + \mathrm{SO_{4}^{2-}} \rightarrow \mathrm{CaSO_{4}}.

Respuesta: \mathrm{H_{2}SO_{4}} + \mathrm{Ca(OH)_{2}} \rightarrow \mathrm{CaSO_{4}} + 2\mathrm{H_{2}O}.

Ejemplo 4

Mezcla: \mathrm{H_{2}CO_{3}} + \mathrm{NaOH} (ácido carbónico más hidróxido de sodio).

1. El ácido carbónico aporta dos \mathrm{H^{+}}: \mathrm{H_{2}CO_{3}} \rightarrow 2\mathrm{H^{+}} + \mathrm{CO_{3}^{2-}}.
2. Se necesitan dos \mathrm{NaOH}: 2\mathrm{NaOH} \rightarrow 2\mathrm{Na^{+}} + 2\mathrm{OH^{-}}.
3. Formación de agua: 2\mathrm{H^{+}} + 2\mathrm{OH^{-}} \rightarrow 2\mathrm{H_{2}O}.
4. Formación de la sal carbonato de sodio: 2\mathrm{Na^{+}} + \mathrm{CO_{3}^{2-}} \rightarrow \mathrm{Na_{2}CO_{3}}.

Respuesta: \mathrm{H_{2}CO_{3}} + 2\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na_{2}CO_{3}} + 2\mathrm{H_{2}O}.

Ejemplo 5

Mezcla: \mathrm{H_{3}PO_{4}} + \mathrm{Ca(OH)_{2}} (ácido fosfórico más hidróxido de calcio).

1. El ácido fosfórico aporta tres \mathrm{H^{+}}: \mathrm{H_{3}PO_{4}} \rightarrow 3\mathrm{H^{+}} + \mathrm{PO_{4}^{3-}}.
2. Se necesitan tres \mathrm{Ca(OH)_{2}} para aportar seis \mathrm{OH^{-}}: 3\mathrm{Ca(OH)_{2}} \rightarrow 3\mathrm{Ca^{2+}} + 6\mathrm{OH^{-}}.
3. Formación de agua: 6\mathrm{H^{+}} + 6\mathrm{OH^{-}} \rightarrow 6\mathrm{H_{2}O}.
4. Formación de la sal fosfato de calcio: 3\mathrm{Ca^{2+}} + 2\mathrm{PO_{4}^{3-}} \rightarrow \mathrm{Ca_{3}(PO_{4})_{2}}.

Respuesta: 2\mathrm{H_{3}PO_{4}} + 3\mathrm{Ca(OH)_{2}} \rightarrow \mathrm{Ca_{3}(PO_{4})_{2}} + 6\mathrm{H_{2}O}.

Actividad de reflexión

Pregunta: ¿Por qué se dice que las reacciones ácido-base son reacciones de sustitución doble?

Respuesta orientativa: Porque los iones positivos y negativos de los dos compuestos que reaccionan se intercambian entre sí: el catión de la base se une al anión del ácido y el catión del ácido se une al anión de la base. Así se forman dos productos nuevos: una sal y agua. Este intercambio doble de iones es lo que define a la neutralización.