Neutralización, Titulación, pH y pOH: Conceptos y Aplicaciones en Química

Neutralización y Predicción de Productos

Reacciones de Neutralización

• Una reacción de neutralización ocurre entre un ácido (hidrácido u oxácido) y un hidróxido.
• En estas reacciones, se produce una sal (oxisal o binaria) y agua.

Predicción de Productos en una Neutralización

• Se separan los iones H⁺ y OH^- de cada reactivo y se combinan para formar agua (H₂O).
• Los iones restantes se combinan para formar la sal.
• Los coeficientes estequiométricos se ajustan para balancear la ecuación, asegurando que la cantidad de átomos de cada elemento sea la misma en ambos lados de la reacción. El coeficiente del agua se determina multiplicando los coeficientes de los reactivos.

Titulación

• La titulación es un procedimiento utilizado para determinar la concentración desconocida de una solución (ácida o básica) mediante una solución de concentración conocida.
• Se basa en el principio de la neutralización.
• Se utiliza una sustancia indicadora, como la fenolftaleína, para visualizar el punto de equivalencia.

1 equivalente de ácido neutraliza a 1 equivalente de hidróxido (base).

• Sustancia problema: Es la solución cuya concentración se desea determinar.
• N₁V₁ = N₂V₂
• Donde N₁ y V₁ corresponden a la normalidad y volumen de la solución conocida, y N₂ y V₂ a la normalidad y volumen de la sustancia problema.
• Eq * Peq = Masa
• Donde Eq es el número de equivalentes, Peq es el peso equivalente y Masa es la masa en gramos.

Indicadores Ácido-Base

• Rojo de metilo: Vira de Rojo a Amarillo.
• Rojo de cresol: Vira de Rojo a Amarillo.
• Naranja de metilo: Vira de Rojo a Amarillo.
• Rojo congo: Vira de Azul a Rojo.
• Fenolftaleína: Vira de Incoloro a Rosado.

Ácidos y Bases

• Ácidos:
• Una sustancia que acepta un par de electrones es una base.
• Arrhenius: Los ácidos liberan iones hidrógeno (H⁺) en solución acuosa. Actualmente, se entiende que los ácidos forman iones hidronio (H₃O⁺) en agua.
• Brønsted-Lowry: Un ácido es cualquier sustancia que dona protones (H⁺) a una base.

pH y pOH

pH

• Significa "potencial de hidrógeno".
• El concepto fue introducido por el químico danés Søren Sørensen.
• Indica la concentración de iones hidrógeno (H⁺) en una sustancia.
• La escala de pH va de 0 a 14:
  • 0-7: Ácido
  • 7: Neutro
  • 7-14: Básico (alcalino)
• A mayor concentración de H⁺, menor pH. A menor concentración de H⁺, mayor pH.
• La relación es inversa para el pOH.
• El pH se calcula a partir de la constante de ionización del agua (K_w = 1 * 10^-14 M).

K_w: [H⁺] * [OH^-] = (1 * 10^-7) * (1 * 10^-7) = 1 * 10^-14 M

Aplicando logaritmos:

-log (1 * 10^-7) = 7

-log (1 * 10^-14) = 14

pH + pOH = 14

-log[H⁺] = pH

-log[OH^-] = pOH

Antilog(-pH) = [H⁺]

Antilog(-pOH) = [OH^-]

Estequiometría de la Neutralización

• Se refiere a los cálculos estequiométricos involucrados en los problemas de titulación.