Soluciones neutralizantes con hidróxido de sodio

Eliminación de ácido clorhídrico

Acaba de terminar su experimento, anotó los resultados y ahora es el momento de limpiar. Te das cuenta de que te queda algo de ácido clorhídrico (HCl) , un ácido muy fuerte. Se pregunta cómo deshacerse correctamente del ácido clorhídrico fuerte. Si simplemente lo tira por el desagüe, el ácido podría dañar mucho las tuberías y matar los microbios necesarios para descomponer la materia orgánica en las aguas residuales. No puede simplemente tirarlo al suelo; el ácido penetraría en el suelo, matando todo lo que había allí. Entonces, ¿cuál es la forma correcta de eliminar el ácido clorhídrico? En realidad, es bastante simple: ¡lo neutralizas convirtiéndolo en agua salada!

¿Cómo se supone que vamos a convertir el ácido clorhídrico en agua salada? ¿Con qué magia estamos haciendo esto? Bueno, neutralizar el ácido clorhídrico es más fácil de lo que piensa. Solo necesitamos agregar hidróxido de sodio (NaOH) , una base fuerte, a la mezcla.

Pensemos por un momento en cómo haríamos agua salada sin ácidos ni bases. La forma más sencilla es tomar agua (H 2 O) y agregar sal (NaCl). Ahora, pensemos en lo que produce el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio: HCl y NaOH. Si reorganizamos estos elementos, podemos formar fácilmente H 2 O y NaCl combinando el Na, del NaOH, y el Cl, del HCl, para formar la sal (NaCl) y al combinar el OH, del NaOH, y el H, del HCl, para formar agua (H 2 O).

Fórmula química y cálculos

Cuando mezclamos ácido clorhídrico e hidróxido de sodio, formamos cloruro de sodio (sal) y agua. Ésta es una reacción ácido-base común. El ácido y la base reaccionan para formar una sal y agua. La mayoría de las veces en química, cuando decimos sal , nos referimos a cualquier ion positivo y negativo unido con un enlace iónico. En este caso, resulta que también es sal de mesa (NaCl).

Para calcular la cantidad de hidróxido de sodio a utilizar, necesitamos conocer la molaridad del ácido clorhídrico y del hidróxido de sodio. Digamos que en este experimento usamos HCl 0.5 M y NaOH 0.1 M. ¿Qué significa esto? Los 0,5 M y 0,1 M se refieren a la molaridad. La molaridad es el número de moles en un litro de solución. Por tanto, la molaridad es igual a los moles divididos por volumen. Para alcanzar la neutralidad, necesitamos tener la misma cantidad de moles de hidróxido (OH) que los iones de hidrógeno (H). Entonces, si tenemos 500 mL de HCl 0.5 M, entonces podemos determinar cuántos moles de iones de hidrógeno tenemos:

Molaridad = Moles / Volumen

Moles = Molaridad * Volumen

Lunares = 0,5 M * 0,5 L

Cambiamos 500 mL a 0.5 L porque la molaridad es por L, no por mL.

Moles = 0,25 iones de hidrógeno

Ahora necesitamos determinar el volumen de 0.1 M NaOH que tendrá 0.25 moles de iones hidróxido:

Molaridad = Moles / Volumen

Volumen = Moles / Molaridad

Volumen = 0,25 moles / 0,1 M

Volumen = 2,5 L

Por tanto, necesitaremos unos 2,5 L de hidróxido de sodio para neutralizar el ácido clorhídrico.

El proceso

Para saber cuándo el hidróxido de sodio ha reaccionado completamente con todo el ácido clorhídrico, solo necesitamos monitorear el pH. Podemos hacer esto con un medidor de pH o con papel indicador de pH. Comenzamos agregando lentamente los 2.5 L de hidróxido de sodio a los 0.5 L de ácido clorhídrico. Una vez que casi hemos terminado de agregar los 2.5 L de hidróxido de sodio, comenzamos a verificar el pH. Una vez que el pH es neutro (un pH de 7), sabemos que todo el ácido clorhídrico se ha convertido en agua salada.

Debemos tener cuidado al realizar esta reacción ya que es una reacción exotérmica, es decir que emite calor. Si no tenemos cuidado, podría provocar quemaduras. Cada vez que trabajamos con ácidos y bases, debemos usar guantes, una bata de laboratorio y gafas de seguridad. Además, solo debemos trabajar con estos productos químicos en un área bien ventilada.

En este punto, el agua salada se puede tirar de forma segura por el desagüe. También podríamos llevarlo más lejos evaporando el agua y terminando con solo sal que podría desecharse. Podemos evaporar el agua hirviendo lentamente la solución sobre una fuente de calor (como un mechero Bunsen), que nos dejará cristales de sal.

Resumen de la lección

Para eliminar adecuadamente los ácidos, como el ácido clorhídrico (un ácido fuerte), debemos neutralizarlo agregando una base hasta que su pH sea neutro. Esto se puede hacer combinando el ácido con una base, como el hidróxido de sodio (una base fuerte).

El ácido y la base reaccionan para formar una solución neutra de agua y una sal , definida como cualquier ión positivo y negativo enlazado con un enlace iónico. Podemos calcular la cantidad de base necesaria para neutralizar el ácido usando la molaridad del ácido y la base. La molaridad es igual a los moles divididos por volumen. Entonces podemos simplemente determinar el volumen de base necesario para tener el mismo número de moles de iones de hidróxido e hidrógeno. Al usar papel de pH o un medidor de pH durante el proceso, podemos asegurarnos de que obtenemos una solución neutra, que se puede desechar de manera segura.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador