REAZIONE DI NEUTRALIZZAZIONE: CARATTERISTICHE, PRODOTTI, ESEMPI - CHIMICA - 2026

Una reazione di neutralizzazione è quella che si verifica tra una specie acida e una basica in modo quantitativo. In generale, in questo tipo di reazione in mezzo acquoso, acqua e un sale (specie ioniche composte da un catione diverso da H ⁺ e da un anione diverso da OH ^- o O ^2- ) vengono prodotti secondo la seguente equazione: acido + base → sale + acqua.

Gli elettroliti, che sono quelle sostanze che, una volta disciolte in acqua, generano una soluzione che consente la conducibilità elettrica, hanno un impatto su una reazione di neutralizzazione. Acidi, basi e sali sono considerati elettroliti.

In questo modo, gli elettroliti forti sono quelle specie che si dissociano completamente nei loro ioni costituenti quando sono in soluzione, mentre gli elettroliti deboli si ionizzano solo parzialmente (hanno meno capacità di condurre una corrente elettrica; cioè, non sono buoni conduttori come elettroliti forti).

caratteristiche

In primo luogo è da sottolineare che se si avvia una reazione di neutralizzazione con quantità uguali di acido e base (in moli), al termine di detta reazione si ottiene un solo sale; cioè, non ci sono quantità residue di acido o base.

Inoltre, una proprietà molto importante delle reazioni acido-base è il pH, che indica quanto sia acida o basica una soluzione. Questo è determinato dalla quantità di ioni H ⁺ trovati nelle soluzioni misurate.

D'altra parte, esistono diversi concetti di acidità e basicità a seconda dei parametri che vengono presi in considerazione. Un concetto che spicca è quello di Brønsted e Lowry, che considerano un acido come una specie capace di donare protoni (H ⁺ ) e una base come la specie capace di accoglierli.

Titolazioni acido-base

Per studiare adeguatamente e quantitativamente una reazione di neutralizzazione tra un acido e una base, viene applicata una tecnica chiamata titolazione acido-base (o titolazione).

Le titolazioni acido-base consistono nel determinare la concentrazione di acido o base necessaria per neutralizzare una certa quantità di base o acido di concentrazione nota.

In pratica, una soluzione standard (la cui concentrazione è nota esattamente) deve essere aggiunta gradualmente alla soluzione la cui concentrazione è sconosciuta fino a raggiungere il punto di equivalenza, dove una delle specie ha completamente neutralizzato l'altra.

Il punto di equivalenza viene rilevato dal violento cambiamento di colore dell'indicatore che è stato aggiunto alla soluzione di concentrazione sconosciuta quando la reazione chimica tra le due soluzioni è stata completata.

Ad esempio, nel caso della neutralizzazione dell'acido fosforico (H ₃ PO ₄ ) ci sarà un punto di equivalenza per ogni protone che viene rilasciato dall'acido; ovvero, ci saranno tre punti di equivalenza e verranno osservati tre cambiamenti di colore.

Prodotti di una reazione di neutralizzazione

Nelle reazioni di un acido forte con una base forte avviene la completa neutralizzazione della specie, come nella reazione tra acido cloridrico e idrossido di bario:

2HCl (aq) + Ba (OH) ₂ (aq) → BaCl ₂ (aq) + 2H ₂ O (l)

Quindi non vengono generati ioni H ⁺ o OH ^{- in} eccesso, il che significa che il pH delle soluzioni elettrolitiche forti che sono state neutralizzate è intrinsecamente correlato al carattere acido dei loro reagenti.

Al contrario, nel caso di neutralizzazione tra un elettrolita debole e uno forte (acido forte + base debole o acido debole + base forte), si ottiene la dissociazione parziale dell'elettrolita debole e compare la costante di dissociazione acida (K _a ) o della base debole (K _b ), per determinare il carattere acido o basico della reazione netta calcolando il pH.

Ad esempio, abbiamo la reazione tra acido cianidrico e idrossido di sodio:

HCN (aq) + NaOH (aq) → NaCN (aq) + H ₂ O (l)

In questa reazione, l'elettrolita debole non si ionizza in modo evidente nella soluzione, quindi l'equazione ionica netta è rappresentata come segue:

HCN (aq) + OH ^- (aq) → CN ^- (aq) + H ₂ O (l)

Questo si ottiene dopo aver scritto la reazione con gli elettroliti forti nella loro forma dissociata (Na ⁺ (ac) + OH ^- (ac) sul lato reagente e Na ⁺ (ac) + CN ^- (ac) sul lato prodotti), dove solo lo ione sodio è uno spettatore.

Infine, nel caso della reazione tra un acido debole e una base debole, detta neutralizzazione non avviene. Questo perché entrambi gli elettroliti si dissociano parzialmente, senza produrre l'acqua e il sale previsti.

Esempi

Acido forte + base forte

Un esempio è la reazione data tra acido solforico e idrossido di potassio in un mezzo acquoso, secondo la seguente equazione:

H ₂ SO ₄ (aq) + 2KOH (aq) → K ₂ SO ₄ (aq) + 2H ₂ O (l)

Si può vedere che sia l'acido che l'idrossido sono elettroliti forti; pertanto, ionizzano completamente in soluzione. Il pH di questa soluzione dipenderà dal forte elettrolita che è nella proporzione più alta.

Acido forte + base debole

La neutralizzazione dell'acido nitrico con l'ammoniaca produce il composto nitrato di ammonio, come mostrato di seguito:

HNO ₃ (aq) + NH ₃ (aq) → NH ₄ NO ₃ (aq)

In questo caso l'acqua prodotta con il sale non viene osservata, poiché dovrebbe essere rappresentata come:

HNO ₃ (aq) + NH ₄ ⁺ (aq) + OH ^- (aq) → NH ₄ NO ₃ (aq) + H ₂ O (l)

Quindi l'acqua può essere vista come un prodotto di reazione. In questo caso, la soluzione avrà un pH essenzialmente acido.

Acido debole + base forte

La reazione che si verifica tra acido acetico e idrossido di sodio è mostrata di seguito:

CH ₃ COOH (aq) + NaOH (aq) → CH ₃ COOH (aq) + H ₂ O (l)

Poiché l'acido acetico è un elettrolita debole, si dissocia parzialmente, producendo acetato di sodio e acqua, la cui soluzione avrà un pH basico.

Acido debole + base debole

Infine, e come detto sopra, una base debole non può neutralizzare un acido debole; né è il contrario. Entrambe le specie idrolizzano in soluzione acquosa e il pH della soluzione dipenderà dalla "forza" dell'acido e della base.

Riferimenti

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