Para responder a su pregunta sobre la neutralización del ácido fosfórico, tenemos que analizar el ácido fosfórico. El ácido fosfórico es un ácido poliprótico con tres hidrógenos ácidos diferentes:
H3PO4 (s) + H2O (l) H3O + (aq) + H2PO4− (aq) K a1 = 7.25 × 10−3
H2PO4− (aq) + H2O (l) H3O + (aq) + HPO42− (aq) K a2 = 6.31 × 10−8
HPO42− (aq) + H2O (l) H3O + (aq) + PO43− (aq) K a3 = 4.80 × 10−13
Luego necesitamos encontrar un montón de productos de consumo y su pH. (Dato curioso: encontrar esto fue algo difícil porque aparentemente Internet está inundado de personas que se suscriben a extrañas teorías sobre lo que “acidificará” y “desacidificará” su sangre. Yo … creo que sus teorías involucran ribosomas, o algo así). De todos modos, después de buscar, encontré esta lista útil: Resultados de las pruebas de pH. Aquí hay otro en formato menos útil de la FDA: valores de pH de varios alimentos
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De los productos de consumo enumerados allí, ninguno es una base realmente fuerte (es decir, una que se disocie completamente y se neutralice con una cantidad estequiométrica). Como estamos tratando una reacción débil de bases débiles con bases débiles (y, por lo tanto, la neutralización total es imposible), usaría la ecuación de Henderson-Hasselbach para calcular el pH que necesitaría para obtener un nivel razonable de neutralización (llamémoslo arbitrariamente 1 x 10 ^ {- 6} o .0001% del ácido original restante):
Por ahora, actuaré como si el ácido fosfórico fuera un ácido monoprótico. Para que [A -] / [HA] sea .999999, entonces el pH que necesitamos es:
Lo conecté a Wolfram Alpha porque mis calculadoras se han quedado sin baterías (-log10 (7.25e-3) + log10 (1-1e-6) – Wolfram | Alpha) y el resultado que obtenemos es aproximadamente 2.14. Si hacemos lo mismo para la segunda y tercera constantes de disociación (-log10 (6.31e-8) + log10 (1-1e-6) – Wolfram | Alpha y -log10 (4.80e-13) + log10 (1-1e- 6) – Wolfram | Alpha) obtenemos aproximadamente 7.20 y 12.32, respectivamente.
Curiosamente, el primer sitio web de resultados de pruebas de pH que vinculé tiene el pH medido de Coca Cola en 3.23, lo que significa que la primera constante de disociación realmente no importa: el producto final ya es lo suficientemente básico como para que esos iones H + ya hayan sido neutralizados.
En cuanto a las segundas y terceras constantes de disociación, si creemos que el sitio web al que lo vinculé, Tums (pH 7.26) o bicarbonato de sodio (7.82) deberían ser suficientes para eliminar el segundo H +.
El H + final es un hueso duro de roer; Ninguno de los productos enumerados en ninguno de los sitios web vinculados tiene productos con un pH lo suficientemente alto como para deshacerse de él. Afortunadamente, logré pensar en algo. La cal apagada (hidróxido de calcio) tiene un pH de 12.3 a 12.4 en solución saturada (conocida como agua de cal o leche de cal) y, aunque es muy amarga, se consume junto con la nuez de betel o las hojas de coca:
También se cocina con maíz para hacer nixtamal, el ingrediente base para la masa utilizada en muchos alimentos sabrosos de América Central como tamales, pupusas y algunas tortillas de maíz. Eso está cerca del pH más alto que conozco en un producto comestible.
Así que ahí está su respuesta: si desea neutralizar completamente el ácido fosfórico para una definición razonable de “neutralización”, entonces debe verter agua de cal hasta que el pH alcance aproximadamente 12.32.
En el camino, también neutralizarás los ácidos cítricos, málicos y otros ácidos saborizantes que estén en solución. Probablemente también tendrá un sabor mucho más salado debido a las sales de fosfato de calcio e incluso puede tener un sabor menos dulce debido a la isomerización de la fructosa a glucosa en un entorno básico. En resumen, no hay garantías de cómo sabrá, pero probablemente terminará siendo un agua muy amarga, salada, azucarada y calcárea.
(esta respuesta se ha editado ligeramente porque LaTeX no se mostraba correctamente por el motivo que sea)