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Neutralización

Educación secundaria básicaQuímicaBalance de equivalentes de HCl y NaOH fuertes, con autoionización exacta del agua y calor de neutralización adiabática en una disolución más un calorímetro

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Acerca de este experimento

Añada ácido desde una bureta a una base y observe conjuntamente la química y la temperatura. La dosis determina la cantidad de ácido o base restante, la curva de pH y el calor liberado. Más allá del punto de equivalencia no se genera calor de neutralización adicional, mientras que el líquido añadido sigue aumentando la capacidad calorífica.

Objetivos de aprendizaje

  • Identifique el punto de equivalencia por la igualdad de las cantidades de ácido y base, no solo por la igualdad de los volúmenes.
  • Relacione los moles neutralizados con el calor liberado.
  • Explique por qué añadir más ácido después del punto de equivalencia reduce el aumento ideal de temperatura.

Cómo usarlo

  1. 1Prediga el volumen de equivalencia a partir de la cantidad inicial de base y la concentración del ácido.
  2. 2Añada ácido hasta alcanzar esa dosis y observe el pH, el termómetro y el calor indicado.
  3. 3Usa «Añadir 1 mL» o el mando de la bureta para examinar los valores alrededor del punto de equivalencia.
  4. 4Continúa más allá del punto de equivalencia, compara la temperatura y el pH y, después, guarda varias dosis en el cuaderno.

El modelo

Dosis de equivalencia
Calor liberado en julios y aumento adiabático de temperatura

Supuestos

  • Tanto el ácido como la base se disocian por completo. El pH se calcula usando Kw = 10⁻¹⁴ a una temperatura de referencia fija de 25 °C, incluida la autoionización del agua cerca del punto de equivalencia.
  • La neutralización libera una cantidad fija de 57,3 kJ por cada mol de agua formado. La densidad es de 1 g/mL, el calor específico de la disolución es de 4,18 J/(g·K) y la capacidad calorífica del calorímetro es de 20 J/K.
  • Se excluyen la pérdida de calor, los calores de dilución y la dependencia de Kw respecto a la temperatura. Cambiar un ajuste de preparación inicia una mezcla nueva; el control de dosis añadida y la curva muestran el estado ideal de dosis acumulada.

Pruébalo en clase

  1. Q1¿Por qué, en general, no se alcanza el punto de equivalencia al añadir como ácido el volumen inicial de base?
  2. Q2¿Por qué el ácido añadido después del punto de equivalencia cambia el pH sin producir calor de neutralización adicional?

Preguntas frecuentes

¿Por qué el pH de equivalencia es exactamente siete a pesar del pequeño aumento de temperatura?

El pH se referencia intencionadamente al valor fijo de Kw a 25 °C, mientras que el modelo térmico calcula por separado el cambio de temperatura.

¿Al arrastrar el control de dosis se elimina físicamente ácido de un matraz real?

Esto selecciona un estado reproducible del modelo para esa dosis total. Reducirla representa una nueva comparación con una dosis menor, no una valoración inversa.