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Reazioni di neutralizzazione

Le reazioni di neutralizzazione avvengono tra un acido e una base per dare sale e acqua. Una reazione di neutralizzazione può essere schematizzata come:

acido + base → sale + acqua

Il sale che si ottiene dalla reazione può essere solubile e pertanto si trova dissociato nei suoi ioni in acqua come, ad esempio, nella reazione tra acido cloridrico e idrossido di sodio:

HCl_(aq) + NaOH_(aq) → NaCl_(aq) + H₂O_(l)

Reazione in forma ionica

In forma ionica questa reazione è scritta come:

H⁺_(aq) + Cl^–_(aq) + Na⁺_(aq) + OH^–_(aq) → Na⁺_(aq) + Cl^–_(aq) + H₂O_(l)

Reazione netta

La reazione netta è pertanto:

H⁺_(aq) + OH^–_(aq) → H₂O_(l)

Reazioni di precipitazione

Vi sono tuttavia reazioni di neutralizzazione nelle quali il sale che si ottiene non è solubile in acqua e dà luogo alla precipitazione come, ad esempio, nella reazione tra acido fosforico e idrossido di calcio da cui si ottiene fosfato di calcio e acqua

2 H₃PO_4(aq) + 3 Ca(OH)_2(aq) → Ca₃(PO₄)_2(s) + 6 H₂O_(l)

In una reazione di neutralizzazione il valore di pH della soluzione risultante è pari a 7 solo nel caso di una reazione che avviene secondo quantità stechiometriche di un acido forte con una base forte mentre nelle reazioni tra un acido debole come, ad esempio HF, e una base forte come NaOH il pH della soluzione è maggiore di 7.

Analogamente la reazione di neutralizzazione tra un acido forte come HClO₄ e una base debole come NH₃ dà una soluzione il cui pH è minore di 7.

Per comprendere se il pH della soluzione risultante è acido, basico o neutro bisogna considerare la dissoluzione del sale e la reazione di idrolisi del catione o dell’anione con l’acqua.

Consideriamo ad esempio il caso di NaF: esso è un elettrolita forte che si dissocia completamente nei suoi ioni:

NaF → Na⁺ + F^–

Consideriamo quali possono essere le reazioni del catione e dell’anione con l’acqua. Se Na⁺ reagisse con lo ione OH^– prodotto dalla dissociazione dell’acqua si avrebbe: Na⁺ + OH^– → NaOH. Tuttavia NaOH è una base forte completamente dissociata e quindi tale reazione non può aver luogo. Lo ione F^– invece reagisce con l’acqua secondo l’equilibrio:
F^– + H₂O ⇄ HF + OH^–

con ottenimento di HF che è un acido debole e OH^– che conferisce basicità alla soluzione. Pertanto NaF è un sale che dà un’idrolisi basica ovvero le soluzioni contenenti NaF hanno un pH maggiore di 7 e sono basiche.

Consideriamo ora il caso di NH₄Cl che si dissocia nei suoi ioni:

NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl^–

Lo ione cloruro non può diventare HCl che è un acido forte e come tale completamente dissociato. Lo ione ammonio invece reagisce con l’acqua secondo l’equilibrio:
NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₃ + H₃O⁺

con ottenimento di NH₃ che è una base debole e di H₃O⁺ che conferisce acidità alla soluzione. Pertanto NH₄Cl è un sale che dà un’idrolisi acida ovvero soluzioni contenenti NH₄Cl hanno un pH minore di 7 e sono acide.