Neutralizzazione
Reazione di neutralizzazione
Per neutralizzazione si intende la reazione che avviene tra un acido e una base con formazione di sale e acqua.
Quindi, per reazione di neutralizzazione, si intende ogni reazione acido-base.
Una esempio di reazione di neutralizzazione è quella fra idrossido di sodio NaOH ed acido cloridrico HCl:
H3O+ + Cl− + Na+ + OH− → Na+ + Cl− + 2H2O
reazione che può essere sfuttata in una titolazione acido-base.
La reazione di neutralizzazione precedente può essere scritta, in forma concisa, nel seguente modo:
H3O+ + OH− → 2 H2O (ΔH° = -55,81 KJ)
che si ottiene dalla
H3O+ + Cl− + Na+ + OH− → Na+ + Cl− + 2H2O
elidendo gli ioni spettatori, cioè le specie che rimangono inalterate.
Le reazioni di neutralizzazione sono reazioni quantitative cioè reazioni fortemente spostate a destra: ciò garantisce che l'acido e la base reagiscano fra loro (per formare sale ed acqua indissociata) in modo praticamente totale.
Aggiungendo un acido a una base o viceversa è possibile rappresentare dei grafici che esprimono l'andamento del pH della soluzione titolata in funzione del volume di titolante aggiunto.
Le curve corrispondenti sono chiamate curve di titolazione.
L'andamento delle curve di titolazione è diverso a seconda che l'acido (o la base) da titolare e la base (o l'acido) con cui si titola, siano ambedue forti oppure che uno dei due, o ambedue, siano deboli.
Vengono di seguito proposte quattro tipi di curve di titolazione relative a basi e acidi monoprotici:
- titolazione di un acido forte con una base forte
- titolazione di una base forte con un acido forte
- titolazione di un acido debole con una base forte
- titolazione di una base debole con un acido forte
Entalpia di neutralizzazione
L'entalpia della reazione di una mole di ioni H3O+ con una mole di ioni OH− vale:
ΔH° = -55,81 KJ
Questo valore di entalpia è valido però soltanto nel caso della reazione di neutralizzazione tra un acido forte con una base forte, poiché soltanto in tal caso l'unica reazione che ha luogo è la seguente: H3O+ + OH− → 2 H2O.
Se l'acido e/o la base sono deboli, nel bilancio entalpico della neutralizzazione intervengono anche le entalpie di dissociazione dei costituenti deboli.
Ad esempio, nella neutralizzazione dell'acido cianidrico con idrossido di sodio (HCN + OH− → H2O + CN−) si trova sperimentalmente che ΔH° = -12,30 KJ/mol; ciò significa che l'entalpia di dissociazione dell'acido debole HCN vale ΔH° = 43,51 KJ/mol. Infatti:
HCN + H2O → H3O+ + CN− (ΔH° = 43,51 KJ/mol)
H3O+ + OH− → 2 H2O (ΔH° = -55,81 KJ/mol)
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HCN + OH− → H2O + CN− (ΔH° = -12,30 KJ/mol)
Va inoltre fatto notare che poiché i calori di dissociazione di acidi e di basi deboli sono in ogni caso minori (in valore assoluto) del calore di neutralizzazione, le reazioni di neutralizzazione sono sempre reazioni esotermiche (ΔH°< 0) e di conseguenza le reazioni di idrolisi, inverse di queste ultime sono sempre reazioni endotermiche (ΔH°> 0).
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