Ejercicios: Reacciones de neutralización

Completa el esquema general de una reacción de neutralización con las palabras que faltan: «Un $\dots$ reacciona con una $\dots$ y se forman una $\dots$ y $\dots$». Pon después un ejemplo con la reacción entre el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio.

En el laboratorio se mezcla ácido clorhídrico ($HCl$) con hidróxido de sodio ($NaOH$) y se forma cloruro de sodio ($NaCl$), la sal común, y agua. Escribe la ecuación de la reacción y comprueba contando átomos que está balanceada.

Clasifica cada una de estas sustancias como ácido, base o sal:

1. a) $HNO_3$ (ácido nítrico)
2. b) $KOH$ (hidróxido de potasio)
3. c) $NaCl$ (cloruro de sodio)
4. d) $H_2SO_4$ (ácido sulfúrico)
5. e) $Ca(OH)_2$ (hidróxido de calcio)

El jugo gástrico del estómago contiene ácido clorhídrico. Cuando hay ardor, los antiácidos de la farmacia, que contienen bases como el hidróxido de magnesio, lo alivian. Explica, usando el esquema de la neutralización, cómo actúa un antiácido en el estómago.

Escribe la fórmula y el nombre de la sal que se forma en cada neutralización:

1. a) Ácido clorhídrico ($HCl$) con hidróxido de potasio ($KOH$).
2. b) Ácido nítrico ($HNO_3$) con hidróxido de sodio ($NaOH$).

El ácido sulfúrico ($H_2SO_4$) reacciona con el hidróxido de calcio ($Ca(OH)_2$) y se forma sulfato de calcio ($CaSO_4$) y agua. Escribe la ecuación y ajústala; fíjate bien en cuántas moléculas de agua se forman por cada sulfato de calcio.

Escribe y ajusta la ecuación de la neutralización entre el ácido clorhídrico ($HCl$) y el hidróxido de calcio ($Ca(OH)_2$), en la que se forma cloruro de calcio ($CaCl_2$) y agua.

Escribe y ajusta la ecuación de la neutralización del ácido sulfúrico ($H_2SO_4$) con hidróxido de sodio ($NaOH$), en la que se forma sulfato de sodio ($Na_2SO_4$) y agua.

La leche de magnesia es una suspensión de hidróxido de magnesio ($Mg(OH)_2$) que se toma contra la acidez. Su reacción con el ácido del estómago es $Mg(OH)_2 + 2\ HCl \rightarrow MgCl_2 + 2\ H_2O$.

1. a) ¿Cuántos moles de $HCl$ neutraliza $1\ \text{mol}$ de $Mg(OH)_2$?
2. b) Si el estómago tiene un exceso de $0.1\ \text{mol}$ de $HCl$, ¿cuántos moles de $Mg(OH)_2$ hacen falta para neutralizarlo?

Un antiácido efervescente contiene bicarbonato de sodio ($NaHCO_3$), que reacciona con el ácido clorhídrico así: $NaHCO_3 + HCl \rightarrow NaCl + H_2O + CO_2$.

1. a) Comprueba contando átomos que la ecuación está balanceada.
2. b) ¿Por qué se forman burbujas al echar la pastilla en un vaso con ácido?
3. c) ¿En qué se diferencia esta reacción de una neutralización «clásica» como la del $NaOH$ con el $HCl$?

En tres vasos hay disueltas las sales que han quedado tras tres neutralizaciones completas: cloruro de potasio ($KCl$), nitrato de sodio ($NaNO_3$) y sulfato de calcio ($CaSO_4$). Deduce qué ácido y qué base se han neutralizado en cada vaso y escribe la ecuación ajustada de cada reacción.

¿Qué antiácido aprovecha mejor cada gramo? Estas son las reacciones de tres antiácidos con el ácido del estómago:

1. a) hidróxido de magnesio ($58\ \text{g/mol}$): $Mg(OH)_2 + 2\ HCl \rightarrow MgCl_2 + 2\ H_2O$
2. b) carbonato de calcio ($100\ \text{g/mol}$): $CaCO_3 + 2\ HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2$
3. c) bicarbonato de sodio ($84\ \text{g/mol}$): $NaHCO_3 + HCl \rightarrow NaCl + H_2O + CO_2$

Calcula los moles de $HCl$ que neutraliza $1\ \text{g}$ de cada antiácido (puedes darlo como fracción o redondeado a tres decimales), ordénalos de mayor a menor capacidad por gramo y explica por qué el carbonato de calcio neutraliza menos ácido por gramo que el hidróxido de magnesio, si ambos neutralizan el mismo ácido por mol.

En un matraz del laboratorio hay $0.2\ \text{mol}$ de ácido sulfúrico ($H_2SO_4$).

1. a) Escribe la ecuación balanceada de su neutralización con hidróxido de sodio ($NaOH$), que da sulfato de sodio ($Na_2SO_4$) y agua.
2. b) Calcula cuántos moles de $NaOH$ hacen falta para neutralizar todo el ácido.
3. c) Si solo echáramos $0.2\ \text{mol}$ de $NaOH$, ¿quedaría la disolución ácida, neutra o básica? Justifícalo con la estequiometría.

Las fachadas y estatuas de mármol (carbonato de calcio, $CaCO_3$) se deterioran con la lluvia ácida, que contiene ácido sulfúrico ($H_2SO_4$).

1. a) Escribe y ajusta la reacción entre el ácido sulfúrico y el carbonato de calcio, en la que se forma sulfato de calcio ($CaSO_4$), agua y dióxido de carbono.
2. b) Explica por qué esta reacción «se come» poco a poco las estatuas.
3. c) El granito no contiene carbonatos: razona por qué los edificios de granito resisten mejor la lluvia ácida que los de mármol.

El ácido fosfórico ($H_3PO_4$), presente en algunos refrescos de cola, reacciona con el hidróxido de calcio y forma fosfato de calcio ($Ca_3(PO_4)_2$) y agua.

1. a) Escribe y ajusta la ecuación (te harán falta los coeficientes $2$, $3$ y $6$).
2. b) ¿Cuántos moles de agua se forman por cada mol de ácido fosfórico?
3. c) Explica por qué en este ajuste no basta con mirar un solo elemento y conviene empezar ajustando el calcio y el fósforo antes que el hidrógeno y el oxígeno.