Una reacción química, por definición, forma nuevos químicos (llamados productos) a partir de los químicos iniciales (llamados reactivos). Debería tener sentido que la identidad de los productos formados dependa de los reactivos con los que empecemos. Agregar un ácido a una base es un ejemplo de una reacción química, por lo que deberíamos esperar ver nuevos productos. Aunque existe un patrón para este tipo de reacción, en última instancia, los productos formados dependen del ácido y de la base que se utilicen.
No es una respuesta fácil
A primera vista, esta pregunta tiene una respuesta sencilla. La mayoría de los libros de introducción a la química enseñarán que la reacción entre un ácido y una base se llama neutralización, y los productos formados son agua y una sal. Por ejemplo, si mezcla ácido clorhídrico (HCl) con hidróxido de sodio (NaOH), los productos que se forman son agua (H20) y cloruro de sodio (NaCl), que se conoce como sal de mesa.
HCl + NaOH -> H2O + NaCl
El problema es que no es tan sencillo. Para responder completamente a esta pregunta, tendremos que ser mucho más específicos.
Un punto de partida
Comencemos mezclando un ácido fuerte con una base fuerte. Agregar la palabra “fuerte” significa que estos ácidos y bases se disocian completamente (o se rompen) cuando se ponen en agua. Usar un ácido fuerte en un experimento significa que el ácido ya está disuelto en agua (y lo más probable es que esto también sea cierto para la base). Si luego agrega el ácido a la base, los productos serán agua (además del agua que ya está) y una sal (que no es necesariamente "sal de mesa").
Por ejemplo, mezcle el ácido fuerte HNO3 (ácido nítrico) con la base fuerte KOH (hidróxido de potasio).
HNO3 + KOH -> H2O + KNO3
En este ejemplo, KNO3 es la sal, por lo que se forman agua y una sal como se esperaba. Esta reacción tiene lugar en el agua, por lo que lo más probable es que la sal no esté unida, sino que se separe como iones en el agua.
La ecuación iónica completa
En realidad, los químicos escriben lo que se llama una ecuación iónica completa para mostrar qué sustancias químicas están disociadas:
H + (ac) + NO3- (ac) + K + (ac) + OH- (ac) -> H2O (l) + K + (ac) + NO3- (ac)
Esta larga ecuación muestra que el ácido fuerte y la base fuerte están disociados en el agua ("aq" significa acuoso), y se forma agua, dejando iones de potasio (K +) y nitrato (NO3-) todavía en el agua.
La ecuación iónica neta
Esto lleva a otra pregunta interesante: ¿Cómo se forma una sal? En este caso, no lo es. Los iones que formarían la sal están ahí, pero en la forma actual no han formado la sal. Entonces, los químicos escriben lo que se llama la ecuación iónica neta para mostrar lo que realmente sucedió:
H + (ac) + OH- (ac) -> H2O (l)
Esto nos dice que la única reacción verdadera es este ejemplo es la formación de agua. Los iones K + y NO3- no han hecho nada, por lo que quedan fuera de la ecuación iónica neta.
Complicando la neutralización con estequiometría
¿Qué pasaría si quisiera terminar solo con los productos, sal y agua, y quisiera asegurarse de que todo el ácido y la base se hayan ido? Esto se convierte en un problema estequiométrico. Sin agregar suficiente base, quedará ácido de la reacción. El ácido no es un producto, pero se mezcla con los productos. Asimismo, agregar muy poco ácido resultaría en una cantidad sobrante de base, que nuevamente se mezclaría con los productos. Matemáticamente, puede calcular la cantidad de ácido que debe mezclar con una cierta cantidad de base para lograr una neutralización completa.
Ácidos débiles, bases débiles y formación de gases
¿Qué pasa si el ácido o la base (o ambos) no es "fuerte"? Hay muchos ácidos y bases débiles, lo que significa que se disocian muy poco cuando se mezclan con agua. En pocas palabras, la neutralización todavía tiene lugar (formando agua y una sal), pero si vamos más allá de eso, declaración, encontramos que las ecuaciones iónicas netas y iónicas completas son muy diferentes de un ácido fuerte / una base fuerte reacción.
Hay una complicación más: ¿Qué pasa si un ácido se mezcla con algo como NaHCO3? Considere la reacción conocida que tiene lugar cuando mezcla bicarbonato de sodio (NaHCO3) con vinagre ácido. Se forma un gas. Se produce la neutralización, pero los productos ya no son solo agua y una sal.
Mire el ácido clorhídrico y el bicarbonato de sodio, por ejemplo:
HCl + NaHCO3 -> NaCl + H2O + CO2
Los productos no son solo una sal (NaCl) y agua (H2O), sino también un gas (CO2).
Conclusión
No existe una solución sencilla al problema de qué productos se obtienen al mezclar un ácido con una base. El resultado final de mezclar un ácido con una base depende del ácido y la base que se usen y de la cantidad de ácido y base que use. La fuerza o la debilidad del ácido y la base también impacta en los productos de la reacción. En general, estas reacciones conducen a la formación de una sal más agua y, a veces, un gas.