4.5. reacciones ácido-base.

REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
4.5. REACCIONES ÁCIDO-BASE.
4.5.1. ÁCIDOS, BASES Y SALES.
Algunas sustancias tienen propiedades comunes y se pueden clasificar como
del mismo tipo. El zumo de limón, el vinagre o la aspirina tienen un sabor
particular, cortan la leche, favorecen que los metales se oxiden y destiñen
algunos colorantes. Todos ellos son ácidos.
La sosa, el amoniaco o la cal tienen unas propiedades contrarias a los ácidos
y reciben el nombre de bases o álcalis. También tienen un sabor particular, no
alteran la apariencia de la leche y colorean algunos colorantes.
Existe un tercer tipo de sustancias, las sales, que se obtienen cuando se
mezcla un ácido con un álcali y que hace que tanto uno como otro pierdan sus
propiedades. Se produce una reacción química y desaparecen el ácido y la
base.
Los ácidos son sustancias que liberan cationes hidrógeno y su fórmula lleva
siempre al menos un átomo de hidrógeno. Los álcalis o bases, por el
contrario, liberan iones hidroxilo, por lo que son casi siempre hidróxidos.
Los ácidos colorean el papel indicador de rojo, más rojo cuanto
más ácido sea, y los álcalis de azul, más azul cuanto más
básico sea. Las sales lo dejan de color verdoso o anaranjado
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PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
Vinagre, limón y aspirina son ácidos
Antiácidos, sosa y bicarbonato son
bases
4.5.2. NEUTRALIZACIÓN.
Cuando mezclamos un álcali con un ácido se produce una reacción química
que hace desaparecer a ambos y aparece una sal. Además, en la reacción, se
produce agua, porque el catión hidrógeno y el anión hidroxilo (que
caracterizan al ácido y a la base respectivamente) se unen y forman agua:
H+ + OH-
H 2O
Esta reacción en la que un ácido y una base forman una sal y agua recibe el
nombre de neutralización. Por ejemplo:
NaOH + HCl
NaCl + H2O
en la que el hidróxido de sodio y el ácido clorhídrico reaccionan para formar
cloruro de sodio (la sal común) y agua.
PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
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REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
La neutralización es una reacción química y, por tanto, debe cumplir las leyes
de Lavoisier y de Proust. Por eso, un mol de hidróxido de sodio (39.9 g)
neutralizará un mol de ácido clorhídrico (36.5 g).
El cambio de color de un indicador señala la neutralización del ácido y la
base.
4.5.3. EQUIVALENTE QUÍMICO
Para neutralizar 36.5 g de ácido clorhídrico se necesitan 39.9 g de hidróxido
de sodio. Si en lugar de emplear hidróxido de sodio empleáramos hidróxido de
potasio necesitaríamos 56.1 gramos. Y si usáramos amoniaco, 17 g.
Podemos decir que 39.9 g de hidróxido de sodio equivalen a 56.1 g de
hidróxido de potasio y a 17 g de amoniaco.
De la misma forma, si 39.9 g de hidróxido de sodio neutralizan 36.5 g de ácido
clorhídrico, también neutralizan a 49 g de ácido sulfúrico y a 32.7 g de ácido
fosfórico. De la misma forma, podemos decir que 36.5 g de ácido clorhídrico,
49 g de ácido sulfúrico y 32.7 g de ácido fosfórico son equivalentes.
Podemos pues decir que un equivalente químico de una base neutraliza a un
equivalente químico de un ácido, sin importar el ácido o la base que sea. Y
como 39.9 g de hidróxido de sodio neutralizan 49 g de ácido sulfúrico y
equivalen a 56.1 g de hidróxido de potasio, también 56.1 g de hidróxido de
potasio neutralizarán 49 g de ácido sulfúrico.
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PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
Calcular la masa de un equivalente para un ácido o un álcali es fácil. Para los
ácidos, el equivalente se obtiene dividiendo la masa molecular por el número
de hidrógenos de su fórmula. Para una base, dividiendo la masa molecular
por el número de hidroxilos.
H2SO4
HCl
NaOH
Fe(OH)3
Masa molecular
98
35.5
39.9
106.9
Número de H / OH
2
1
1
3
Equivalente
49
35.5
39.9
35.6
4.5.4. ACTIVIDADES
a) Para el aula:
• Busca en el diccionario el significado de las siguientes palabras y anótalo
en tu cuaderno. Si en la definición no comprendes alguna palabra, búscala
también y escribe su significado:
)
Ácido
)
Álcali
)
Neutralizar
)
Sal
)
Base
• Al añadir un ácido a un metal, ¿qué ocurrirá?
PROYECTO ANTONIO DE ULLOA
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REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
• Calcula la masa equivalente o equivalente químico de los siguientes
ácidos: HNO3, H2S, HCl, H3PO4. ¿Cuántos equivalentes habrá en 100 g de
cada uno de ellos? ¿Cuántos moles?
• Calcula la masa equivalente o equivalente químico de los siguientes
álcalis: NaOH, Ca(OH)2, Fe(OH)2, Al(OH)3. ¿Cuántos equivalentes habrá
en 100 g de cada uno de ellos? ¿Cuántos moles?
• ¿Cuántos gramos de hidróxido de aluminio serán necesarios para
neutralizar 100 g de ácido clorhídrico? Si usáramos hidróxido de calcio,
¿cuántos gramos precisaríamos?
b) Para casa:
• Con ayuda de libros y enciclopedias, determina si la vitamina C es un
ácido, un álcali o una sal. ¿Cuál es su nombre químico?
• Con cuidado destapa la botella de amoniaco limpiador y la de agua fuerte
(ácido clorhídrico). Acerca las bocas de las botellas. ¿Qué ocurre? ¿Qué
nombre recibe la reacción que se produce?
• La reacción anterior puede escribirse:
N3 + HCl
NH4Cl
¿Qué cantidad de amoniaco reacciona con 50 g de ácido clorhídrico?
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REACTIVIDAD QUÍMICA 3º E.S.O.
• Determina la masa equivalente de: ácido yodhídrico, ácido sulfhídrico,
ácido selenhídrico, hidróxido de hierro(II), hidróxido de cadmio, dihidróxido
de magnesio.
• De acuerdo con la reacción escrita en la tercera pregunta, ¿cuál será la
masa equivalente del amoniaco?
/ Experiencia 23
Valoración de HCl con NaOH usando fenolftaleína
Material:
Reactivos:
Matraz erlenmeyer de 100 ml.
Disolución de NaOH.
Bureta.
Disolución 0.1 de HCl.
Soporte.
Fenolftaleína 0.25 %
Nuez y pinza.
Embudo.
Pipeta
Procedimiento:
Coloca la bureta verticalmente y sujétala en el soporte con la nuez y la
pinza. Llénala, con ayuda del embudo, de disolución de NaOH 0.1 M.
Debajo de la bureta debe caber perfectamente el matraz erlenmeyer.
Pon en el matraz erlenmeyer 25 ml de disolución de HCl, medidos con la
pipeta, y agrégale dos gotas de la disolución de fenolftaleína. Coloca el
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matraz debajo de la bureta y abre despacio el grifo de ésta, dejando que
caiga gota a gota la disolución en el matraz erlenmeyer.
Cuando al caer la gota aparezca una tonalidad rosa, disminuye la velocidad
de caída de las gotas cerrando el grifo y, cada vez que caiga una gota agita
el matraz erlenmeyer. Cierra el grifo en el momento en que la tonalidad
rosácea sea permanente y anota el volumen de disolución que ha caído:
V=
ml
La concentración de la disolución es 0.1 M, equivalente a 4 g/l. Determina la
masa de NaOH añadida (recuerda que debes expresar el volumen en litros):
m
C=
=
V
Como la reacción producida es:
NaOH + HCl
NaCl + H2O
Puedes, empleando la estequiometría, calcular los gramos de ácido
clorhídrico que han reaccionado y la concentración de la disolución.
Responde en tu cuaderno:
• ¿Cuántos moles de NaOH y HCl han reaccionado?
• ¿Por qué se añade fenolftaleína?
• Dibuja los materiales empleados y un esquema del montaje realizado.
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