¿Cómo funciona la neutralización?
Esta descripción describe las reacciones ácido-base en el agua. (Funciona un poco diferente en otros disolventes, pero no es necesario pensar demasiado en eso hasta que se estudie una química más avanzada). Un ácido es un electrolito (fuerte o débil) que produce iones H+ cuando se disuelve en agua. Los iones de hidrógeno también se llaman protones, porque un núcleo de hidrógeno es sólo un protón (a menos que sea un isótopo más pesado, pero esto es raro). Los ácidos se denominan a veces «donantes de protones», lo que significa que ceden protones, pero no es una palabra muy acertada, ya que los protones son arrastrados por el disolvente, no los deja caer el soluto. Algunos ejemplos de ácidos fuertes son el HCl y el H2SO4, que se denominan ácido clorhídrico y ácido sulfúrico. Pero el ácido sulfúrico tiene 2 protones unidos al ion sulfato, y sólo uno se desprende completamente (al igual que los electrolitos débiles discutidos aquí), por lo que una solución de ácido sulfúrico tendrá iones hidrógeno, iones bisulfato e iones sulfato en solución. Al igual que en el caso de las reacciones de precipitación, si se añade una base, ambos protones pueden desprenderse completamente y reaccionar con la base. Los ácidos se denominan monopróticos, dipróticos, etc., según el número de protones ácidos que tengan. El HCl, el ácido acético (vinagre, CH3COOH) y el ácido nítrico (HNO3) son ácidos monopróticos. (El ácido acético tiene otros protones, pero sólo el último es ácido.) El ácido sulfúrico y muchos otros son ácidos dipróticos.
Una base es un electrolito (fuerte o débil) que produce iones hidróxido cuando se disuelve en una solución acuosa. Esto puede ser porque es una sal de hidróxido, como el NaOH, o porque toma iones de hidrógeno del agua, dejando hidróxido. Un buen ejemplo es el amoníaco, NH3, que a veces se utiliza en los productos de limpieza del hogar. El amoníaco reacciona con el agua para hacer hidróxido de amonio (pero sólo un poco, ~1% del amoníaco reacciona):
En general, las bases reaccionan con los iones de hidrógeno. Así es como se produce la neutralización. El ácido produce iones de hidrógeno y la base produce iones de hidróxido. Estos reaccionan juntos para formar agua. El anión que proviene del ácido y el catión quedan, por lo que si se evapora el agua, se obtendría una sal. La reacción general es así:
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En total, la reacción es:
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Así, los iones de hidrógeno, que hacen que los ácidos sean ácidos, se consumen, y el hidróxido que hace que las bases sean básicas también se consume, y si los moles de ácido y base son iguales, sólo queda agua neutra y una sal. (En realidad, es un poco más complicado que esto si el ácido o la base son débiles. La solución sólo será realmente neutra cuando los moles sean iguales si ambos son fuertes.)