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Il carbonato di sodio è un composto basico, il che significa che rilascia ioni idrossido (OH-) quando disciolto in acqua. L'acido cloridrico, a sua volta, è acido, il che significa che rilascia protoni (H +) quando disciolto in acqua. Quando combinati in una soluzione acquosa, interagiscono in una reazione acido-base. I chimici si riferiscono a questo processo come neutralizzazione e lo usano per determinare la quantità di acido o base in una varietà di campioni.
Carbonato di sodio
Il carbonato di sodio è un composto ionico idrosolubile rappresentato dalla formula Na2CO3. I chimici lo classificano come ionico, poiché contiene ioni metallici positivi (ione sodio, Na +) e ioni poliatomici negativi (ione carbonato, (CO3) 2-). In acqua, rilascia i suoi rispettivi ioni in un processo noto come dissociazione. Lo ione carbonato è responsabile del comportamento di base del carbonato di sodio, perché genera ioni idrossido estraendo un protone da due molecole d'acqua: (CO3) 2- + 2 H2O -> H2CO3 + 2 OH-.
Acido cloridrico
L'acido cloridrico (noto anche come acido muriatico) è un acido forte la cui formula chimica è HCl. La designazione di acido forte risulta dalla completa dissociazione dell'HCl nei protoni (H +, la specie responsabile del comportamento acido) e negli ioni cloruro (Cl-) in presenza di acqua.
Chimica della reazione acido-base
Quando acidi e basi si combinano, producono un sale (un composto ionico) e acqua. Nel caso del carbonato di sodio e dell'acido cloridrico, il sale prodotto è il cloruro di sodio e l'acqua risulta dalla decomposizione dell'acido carbonico (H2CO3). Questo può essere rappresentato da un processo in due fasi. La prima è la reazione: 2 HCl + Na2CO3 -> 2 NaCl + H2CO3. Il secondo è la decomposizione dell'acido carbonico in acqua e anidride carbonica: H2CO3 -> H2O + CO2. La reazione complessiva può quindi essere rappresentata da: 2 HCl + Na2CO3 -> 2 NaCl + H2O + CO2.
Titolazione
La titolazione è una tecnica analitica in cui viene determinata la concentrazione di una sostanza (la quantità di sostanza per millilitro di soluzione). Di solito si tratta di una reazione chimica in cui il titolante (una soluzione la cui concentrazione è nota esattamente) viene posto in un cilindro di vetro chiamato buretta, utilizzato per determinare i volumi di liquidi con grande precisione. L'analita (la sostanza analizzata) viene solitamente posto in un pallone o in un becher sotto la buretta. Il titolante viene quindi aggiunto all'analita fino al completamento della reazione. Determinare quando la reazione è completa di solito richiede l'aggiunta di un indicatore all'analita. L'indicatore è un composto che cambia colore quando nella bottiglia è presente una piccola quantità di titolante non reagito.
applicazioni
La quantità di carbonato di sodio in un campione può essere determinata mediante titolazione con acido cloridrico utilizzando il verde di bromocresolo come indicatore. Questo indicatore cambia da blu a verde quando il pallone di reazione contiene un piccolo eccesso di acido cloridrico. Una variazione di questa tecnica viene utilizzata per determinare la quantità di ioni carbonato nei campioni di acqua di fiumi, laghi, torrenti, piscine e bacini idrici comunali.
