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El carbonato de sodio es un compuesto básico, lo que significa que libera iones de hidróxido (OH-) cuando se disuelve en agua. El ácido clorhídrico, a su vez, es ácido, lo que significa que libera protones (H +) cuando se disuelve en agua. Cuando se combinan en una solución acuosa, interactúan en una reacción ácido-base. Los químicos se refieren a este proceso como neutralización y lo utilizan para determinar la cantidad de ácido o base en una variedad de muestras.
Carbonato de sodio
El carbonato de sodio es un compuesto iónico soluble en agua representado por la fórmula Na2CO3. Los químicos lo clasifican como iónico, ya que contiene iones metálicos positivos (ion sodio, Na +) e iones poliatómicos negativos (ion carbonato, (CO3) 2-). En el agua, libera sus respectivos iones en un proceso conocido como disociación. El ión carbonato es responsable del comportamiento básico del carbonato de sodio, ya que genera iones hidróxido extrayendo un protón de dos moléculas de agua: (CO3) 2- + 2 H2O -> H2CO3 + 2 OH-.
Ácido clorhídrico
El ácido clorhídrico (también conocido como ácido muriático) es un ácido fuerte cuya fórmula química es HCl. La designación de ácido fuerte resulta de la disociación completa de HCl en protones (H +, la especie responsable del comportamiento ácido) y en iones cloruro (Cl-) en presencia de agua.
Química de la reacción ácido-base
Cuando los ácidos y las bases se combinan, producen una sal (un compuesto iónico) y agua. En el caso del carbonato de sodio y el ácido clorhídrico, la sal producida es cloruro de sodio y el agua resulta de la descomposición del ácido carbónico (H2CO3). Esto puede representarse mediante un proceso de dos etapas. La primera es la reacción: 2 HCl + Na2CO3 -> 2 NaCl + H2CO3. El segundo es la descomposición del ácido carbónico en agua y dióxido de carbono: H2CO3 -> H2O + CO2. Por tanto, la reacción global se puede representar mediante: 2 HCl + Na2CO3 -> 2 NaCl + H2O + CO2.
Valoración
La titulación es una técnica analítica en la que se determina la concentración de una sustancia (la cantidad de sustancia por mililitro de solución). Por lo general, esto implica una reacción química en la que el valorante (una solución cuya concentración se conoce con exactitud) se coloca en un cilindro de vidrio llamado bureta, que se utiliza para determinar volúmenes de líquidos con gran precisión. El analito (la sustancia analizada) generalmente se coloca en un matraz o vaso de precipitados debajo de la bureta. A continuación, se añade el valorante al analito hasta que se completa la reacción. La determinación de cuándo se completa la reacción generalmente requiere la adición de un indicador al analito. El indicador es un compuesto que cambia de color cuando hay una pequeña cantidad de titulante sin reaccionar en la botella.
aplicaciones
La cantidad de carbonato de sodio en una muestra se puede determinar por titulación con ácido clorhídrico usando verde de bromocresol como indicador. Este indicador cambia de azul a verde cuando el matraz de reacción contiene un pequeño exceso de ácido clorhídrico. Una variación de esta técnica se utiliza para determinar la cantidad de iones carbonato en muestras de agua de ríos, lagos, arroyos, piscinas y embalses municipales.
