La pràctica és fonamental en la química. Per això et proposem que realitzis un conjunt de reaccions químiques que t'han de permetre consolidar els conceptes.
L'aigua presenta un equilibri àcid-base amb si mateixa. Això significa que la reacció es produeix en tots dos sentits.
H2O (aq) ⇄ H+ (aq) + OH− (aq)
Tenint en compte que els protons reaccionen amb els hidròxids, tenim:
Per exemple, l'àcid clorhídric (HCl) i l'hidròxid de sodi (NaOH) reaccionen entre ells per produir sal comuna (que romandrà dissolta) i aigua:
HCl (aq) + NaOH (aq) →NaCl (aq) + H2O (l)
En funció de les quantitats d'àcid i base que es barregin, es poden donar aquestes situacions:
Si hi ha excés d'àcid (base), el pH disminuirà (augmentarà), però no s'arribarà a la neutralitat.
Si les quantitats que hem mesclat són estequiomètriques, es consumiran totes dues i no sobrarà cap reactiu. Com que els productes no tenen caràcter àcid-base, obtindrem una dissolució de pH neutre. Aquest cas particular rep el nom de reacció de neutralització.
Una neutralització àcid-base és una reacció en què tots els protons H+ de l'àcid reaccionen amb tots els hidròxids OH− de la base i s'obté un pH neutre.
Vas a la muntanya amb una farmaciola amb alcohol, amoníac diluït i una aspirina. Com actuaries en les situacions següents?
Toques una ortiga.
Et pica una abella.
Et claves un card.
Volem neutralitzar 200 mL de dissolució 0,2 M d'àcid nítric (HNO3). Quina massa d'hidròxid de potassi (KOH) necessitarem?
Si tenim acidesa d'estómac, com podem alleujar-la? Posa'n un exemple.
De vegades volem determinar la quantitat d'àcid o base que conté una mostra desconeguda. Les neutralitzacions ens ofereixen un mecanisme molt senzill per aconseguir-ho: n'hi ha prou amb determinar en quin moment les quantitats de reactius són estequiomètriques i no en sobra cap. Aquest instant s'anomena punt d'equivalència, i per a àcids i bases fortes correspon al pH neutre.
Per comprovar el pH de la reacció de manera contínua s'utilitzen unes substàncies anomenades indicadors àcid-base, que canvien de color segons el medi on es troben. En són dos exemples la fenolftaleïna i el taronja de metil.
Determinació de la concentració d'una dissolució d'un àcid monopròtic (HAc) mitjançant la valoració amb hidròxid de sodi (NaOH).
Prepara 250 mL d'una dissolució 0,1 M de NaOH en aigua i utilitza'n una part per omplir una bureta.
Aboca 50 mL de la dissolució àcida en un Erlenmeyer i afegeix-hi unes quantes gotes d'un indicador àcid-base.
Agita constantment l'àcid mentre hi deixes caure la dissolució bàsica gota a gota. Observaràs que on cau la gota es tenyeix de color, però quan es barreja el color desapareix.
Quan vegis que el color triga més a desaparèixer para molta atenció: el punt d'equivalència es produeix quan cau la gota que provoca el canvi irreversible. Anota el volum de base afegit VNaOH.
Repeteix la mesura una o dues vegades més i calcula'n el valor mitjà.
Ara és el moment de fer els càlculs. En el punt d'equivalència la concentració de protons i ions hidròxid és la mateixa. Si observem la reacció: HAc (aq) + NaOH (aq) →NaAc (aq) + H2O (l) comprovarem que la quantitat de mols dels dos reactius ha de ser la mateixa. Tenint en compte la definició de concentració molar, podem conèixer la concentració desconeguda de l'àcid. nHAc = nNaOH [HAc] · VHAc = [NaOH] · VNaOH [HAc] · 0,05 L = 0,1 M · VNaOH El punt d'equivalència proporciona el VNaOH i permet determinar [HAc].
Per què no ens ha calgut saber quin és l'àcid?
Repeteix l'experiment, però utilitzant hidròxid de calci (Ca(OH)2).
Redacta una memòria de la pràctica realitzada.
Pots simular una valoració àcid-base amb un pH virtual aquí:
Prova els diferents tipus de valoracions que t'ofereix.