Neutralización
La neutralización es la reacción entre un ácido y una base que produce agua y una sal, cancelando las propiedades de ambos y moviendo el pH hacia 7.
Definition
La neutralización es una reacción de doble sustitución en la que un ácido y una base reaccionan para formar agua y un compuesto iónico llamado sal, con los iones hidrógeno del ácido combinándose con los iones hidróxido de la base para hacer agua mientras que los iones sobrantes forman la sal, liberando calor a medida que las cantidades se igualan y la disolución se vuelve neutra. En las reacciones acuosas de ácido fuerte con base fuerte, la ecuación iónica neta se reduce simplemente a $H^+ + OH^- \rightarrow H_2O$, con $\Delta H \approx -57\text{ kJ/mol}$, casi el mismo valor para cualquier ácido fuerte emparejado con cualquier base fuerte, y en una titulación el punto de equivalencia es donde los moles de $H^+$ son iguales a los moles de $OH^-$, cayendo en pH $7$ para pares fuerte-fuerte pero desplazándose lejos de $7$ para ácidos o bases débiles cuyos conjugados se hidrolizan en agua, así que la sal resultante puede terminar siendo neutra, ácida o básica.
Example
Tomar un antiácido para la acidez estomacal es neutralización en acción, ya que la base en la pastilla cancela el ácido extra en tu estómago; el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio reaccionan como $HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O$, el ácido sulfúrico y el hidróxido de potasio como $H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$, y los agricultores esparcen cal, una base, sobre suelo ácido para neutralizarlo para los cultivos. Titular $25.0\text{ mL}$ de $HCl$ contra $18.4\text{ mL}$ de $NaOH$ $0.100\text{ M}$ muestra que el ácido contiene $1.84 \times 10^{-3}\text{ mol}$ de $H^+$, una concentración de $0.0736\text{ M}$, mientras que neutralizar ácido acético con $NaOH$ produce acetato de sodio, cuyo ion acetato extrae protones del agua y deja el punto de equivalencia básico, cerca de pH $8.7$.
Key Insight
Una picadura de abeja es ácida y una picadura de avispa es básica, así que una pasta de bicarbonato de sodio puede calmar la picadura de una abeja mientras que el vinagre puede ayudar con la de una avispa, ya que la neutralización funciona igual de bien en ambas direcciones. La neutralización no es lo mismo que llegar exactamente a pH $7$: los amortiguadores, el sistema de bicarbonato en la sangre, y el carbonato en la piedra caliza que neutraliza la lluvia ácida desplazan todos el pH solo parcialmente en lugar de a un valor preciso, ya que la palabra en realidad solo significa ácido consumiendo base, no un pH final particular.