Come funziona la neutralizzazione?
Questa descrizione descrive le reazioni acido-base in acqua. (Funziona un po’ diversamente in altri solventi, ma non c’è bisogno di pensarci troppo finché non si studia la chimica più avanzata). Un acido è un elettrolita (forte o debole) che produce ioni H+ quando si dissolve in acqua. Gli ioni di idrogeno sono anche chiamati protoni, perché un nucleo di idrogeno è solo un protone (a meno che non sia un isotopo più pesante, ma questo è raro). Gli acidi sono a volte chiamati “donatori di protoni” nel senso che cedono protoni, ma questa non è una parola molto buona, perché i protoni sono tirati via dal solvente, non lasciati cadere dal soluto. Esempi di acidi forti sono HCl e H2SO4, che sono chiamati acido cloridrico e acido solforico. Ma l’acido solforico ha 2 protoni legati allo ione solfato, e solo uno viene via completamente (proprio come gli elettroliti deboli discussi qui), quindi una soluzione di acido solforico avrà ioni idrogeno, ioni bisolfato e ioni solfato in soluzione. Proprio come nel caso delle reazioni di precipitazione, se viene aggiunta una base, entrambi i protoni potrebbero staccarsi completamente e reagire con la base. Gli acidi sono chiamati monoprotici, diprotici, ecc. a seconda di quanti protoni acidi hanno. HCl, acido acetico (aceto, CH3COOH) e acido nitrico (HNO3) sono acidi monoprotici. (L’acido solforico e molti altri sono acidi diprotici.
Una base è un elettrolita (forte o debole) che produce ioni idrossido quando si dissolve in soluzione acquosa. Questo potrebbe essere perché è un sale di idrossido, come NaOH, o perché prende ioni idrogeno dall’acqua, lasciando idrossido dietro. Un buon esempio di questo è l’ammoniaca, NH3, che è talvolta usata nei prodotti per la pulizia della casa. L’ammoniaca reagisce con l’acqua per fare idrossido di ammonio (ma solo un po’, ~1% dell’ammoniaca reagisce):
In generale, le basi reagiscono con ioni idrogeno. È così che avviene la neutralizzazione. L’acido produce ioni idrogeno e la base produce ioni idrossido. Questi reagiscono insieme per fare acqua. L’anione che proviene dall’acido e il catione rimangono, quindi se si fa evaporare l’acqua, si ottiene un sale. La reazione generale assomiglia a questa:
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In totale, la reazione è:
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Così, gli ioni idrogeno, che rendono gli acidi acidi, sono consumati, e l’idrossido che rende le basi basiche è anche consumato, e se le moli di acido e base sono uguali, rimane solo acqua neutra e un sale. (In realtà, è un po’ più complicato di così se l’acido o la base sono deboli. La soluzione diventerà veramente neutra quando le moli sono uguali solo se entrambi sono forti.