Neutralización - Equivalente gramo

El siguiente ejercicio nos permitirá profundizar sobre varios conceptos básicos que son importantes conocerlos.

¿Cuántos mililitros de NaOH 0,8 M se necesitan para neutralizar completamente la mezcla constituida por 20 ml de HCl 0,1 M y 10 ml de H₂SO₄ 0,1 M?

Recordemos algunas definiciones previas.

Una reacción de neutralización es una reacción entre un ácido y una base, con objeto de determinar la concentración de una sustancia ácida o básica en la disolución.

Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene una sal y agua. Generalmente la siguiente reacción ocurre:

ácido + base → sal + agua

Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor.

Equivalentes gramo de  ácidos y bases

Se define un equivalente gramo de ácido como el peso en gramos de éste que puede producir un mol de H⁺.

Se define un equivalente gramo de base como el peso en gramos de ésta que puede producir un mol de OH^–.

Por la misma naturaleza de las definiciones, un equivalente gramo de cualquier ácido puede neutralizar un equivalente gramo de cualquier base. En otras palabras:

# equivalentes gramo de ácido = # de equivalentes gramos de base

En la reacción de neutralización del ácido clorhídrico con el hidróxido de sodio:

HCl + NaOH à NaCl + H₂O

Un mol de HCl reacciona con un mol de NaOH. Podemos considerar esto como la reacción de un mol de H⁺ (del HCl) con un mol de OH^– (del NaOH). Por lo tanto, en lo que se refiere a la neutralización, lo que realmente nos interesa es que un mol de HCl neutraliza un mol de NaOH debido a la reacción entre un mol de H⁺ con un mol de OH^–. Esta última reacción tiene lugar cuando se juntan igual número de equivalentes gramo de ácido que de base.

En la reacción:

H₂SO₄ + 2NaOH à Na₂SO₄ + 2H₂O

Son necesarias dos moles de NaOH por mol de H₂SO₄, debido a que cada mol de H₂SO₄ proporciona dos moles de H⁺. Dos moles de NaOH son iguales a dos equivalentes gramo de base, por lo cual necesitamos 2 equivalentes gramo de ácido para la neutralización. Estos dos equivalentes gramo de ácido los proporciona el mol de H₂SO₄.

El único truco para averiguar los equivalentes gramo de un ácido o base, es saber qué cantidad de H⁺ o de OH^– puede proporcionar una molécula dada. En estos casos suponemos que se utiliza todo el  H⁺ disponible.

Es decir que para que exista neutralización se debe cumplir:

(# de cationes H+)(# moles de ácido) = (# de iones OH–)(# de moles de base)

Recordemos también que molaridad (M), o concentración molar, es el número de moles de soluto por cada litro de disolución. Por ejemplo, si se disuelven 0,5 moles de soluto en 1000 mL de disolución, se tiene una concentración de ese soluto de 0,5 M (0,5 molar).

# de moles de soluto = (molaridad)(volumen de disolución)

Finalmente para que exista neutralización se debe cumplir:

(# H+)(molaridad)(volumen de ácido)= (# OH–)(molaridad)(volumen de base)

(# H⁺)(M)(V)_HCL + (# H⁺)(M)(V) _H2SO4 = (#OH^–)(M)(V)_NaOH

(1)(0,1 M)(20 ml) + (2)(0,1 M)(10 ml) = (1)(0,8 M)(V _NaOH)

V _NaOH = 4/0,8

V NaOH = 5 ml

No se olviden de que si tienen alguna duda o desean hacer alguna consulta, pueden escribirnos a jwzq2005@gmail.com