Neutralizacijos reakcija vadinama reakcija. Neutralizavimo reakcija: apibrėžimas, pavyzdžiai, taikymas. Kaip atliekamas šis testas?

Rūgščių-šarmų reakcijos apima neutralizacijos reakcijos

Neutralizacijos reakcija vadinama rūgšties ir bazės reakcija į druską ir vandenį.

Pavyzdžiui, kai į druskos rūgštį pridedama kalio hidroksido, įvyksta reakcija:

KOH + HCl = KCL + H 2 O OH - + H +

Neutralizacijos reakcija vyksta negrįžtamai tik tada, kai stipri rūgštis sąveikauja su stipria baze, nes šiuo atveju vienintelis silpnas elektrolitas reakcijos mišinyje yra reakcijos produktas – vanduo. Jei rūgštis ir bazė imami griežtai stechiometriniais kiekiais, tada susidariusio druskos tirpalo terpė bus neutrali.

Neutralizacijos reakcija vyksta skirtingai, kai dalyvauja silpnos rūgštys (HNO 2, CH 3 COOH, H 2 SO 3) arba silpnos bazės (NH 3 *H 2 O, Mg(OH) 2, Fe(OH) 2).

HNO 2 + KOH ↔ KNO 2 + H 2 O

HNO 2 + K + + OH - ↔ K + + NO - 2 + H 2 O

HNO 2 + OH - ↔ NO 2 - + H 2 O

Pagal sutrumpintą joninės-molekulinės reakcijos lygtį aišku, kad reakcijos sistemoje yra silpnų elektrolitų ne tik tarp reakcijos produktų (H 2 O), bet ir tarp pradinių medžiagų (HNO 2), o tai rodo reakcijos grįžtamumą. reakcija. Tačiau kadangi vanduo yra silpniausias elektrolitas, reakcija spontaniškai stipriai pasislenka į dešinę, link druskos susidarymo.

Pažvelkime į kelis pavyzdžius.

1 pavyzdys. Pasirinkite iš išvardytų rūgščių ir bazių: HNO 2, HNO 3, H 2 SO 3, Ba(OH) 2, LiOH, Mn(OH) 2 – tas, kurių porinė sąveika atitinka neutralizacijos reakciją, vykstančią pagal lygtį: H + + OH - = H 2 O. parašykite galimų reakcijų molekulines lygtis.

Atsakymas.Šis procesas atitinka stiprios rūgšties sąveiką su stipria baze. Tarp išvardytų junginių yra stiprioji rūgštis –HNO 3, stiprios bazės – Ba(OH) 2 ir LiOH. Galimų reakcijų lygtys yra šios:

2HNO 3 + Ba(OH) 2 = Ba(NO 3) 2 + 2H 2 O

HNO 3 + LiOH = LiNO 3 + H 2 O

2 pavyzdys. Tirpale yra HCl ir CH 3 COOH mišinys. Kokios reakcijos ir kokia seka vyksta, kai šis tirpalas neutralizuojamas kalio hidroksidu?

Atsakymas. Tirpale esančios rūgštys priklauso įvairių tipų elektrolitams: HCl yra stiprus elektrolitas, CH 3 COOH yra silpnas. Dėl silpno elektrolito disociacijos slopinimo stipriu, šių rūgščių neutralizavimas palaipsniui pridedant šarmų vyksta nuosekliai: pirma, OH - jonai sąveikauja su laisvaisiais H + jonais, t.y. su stipria rūgštimi, o tada procese dalyvauja silpnos rūgšties molekulės. Taigi reakcija pirmiausia vyksta su HCl, o po to su CH3COOH:

1) HCl + KOH = KCl + H 2 O H + + OH - = H 2 O

2) CH 3 COOH + KOH = CH 3 COOK + H 2 O CH 3 COOH + OH - = CH 3 COO - + H 2 O

3 pavyzdys. Nurodykite kokybinę ir kiekybinę tirpalo sudėtį, gautą į 500 ml H 3 PO 4 tirpalo, kurio molinė koncentracija yra 0,1 mol/l, įpylus 3,36 g KOH.

Duota:

ϑ (tirpalas H3PO4) = 500 ml = 0,5 l H 3 PO 4 su KOH gali sudaryti tris skirtingas druskas.

c(H 3 PO 4) = 0,1 mol/l Užrašykime kiekvienos iš jų susidarymo reakcijų lygtis

m(KOH) = 3,36 g galimų druskų ir atkreipkite dėmesį į stechiometrinį

M(KOH) = 56 g/mol Reagentų molinis santykis:

Tirpalo sudėtis? n(H3PO4)n(KOH)

N 3 PO 4 + KOH = KN 2 PO 4 + H 2 O 1: 1

N 3 PO 4 + 2KON = K 2 NPO 4 + 2H 2 O 1: 2

H 3 PO 4 + 3KON = K 3 PO 4 + 3H 2 O

Nustatykime reagentų kiekius pagal problemos duomenis ir jų molinį santykį:

n (H 3 PO 4) = c(H 3 PO 4)* ϑ (H3PO4 tirpalas) = ​​0,1 mol/l * 0,5 l = 0,05 mol

n(KOH) = m(KOH)/ M(KOH) = 3,36 g/56 g/mol = 0,06 mol

n (H3PO4): n(KOH) = 0,05: 0,06 = 5: 6 = 1: 1,2

Palyginus šį santykį su reagentų moliniais santykiais galimose reakcijose, darome išvadą, kad tirpale susidaro KH 2 PO 4 ir K 2 HPO 4 mišinys, nes šarmų yra daugiau nei reikia pirmajai druskai susidaryti. , bet mažiau nei reikia formuojant kitą .

Pagal KOH perteklių, pagal pirmąją lygtį, visa rūgštis virs KH 2 PO 4, kai n (KH 2 PO 4) = n (H 3 PO 4) = 0,05 mol.

Šioje reakcijoje sunaudotų KOH molių skaičius, n 1 (KOH) = n (H 3 PO 4) = 0,05 mol, liks nesuvartotas 0,06 - 0,05 = 0,01 (mol). Šis KOH kiekis sąveikaus su KN 2 PO 4 pagal lygtį:

KN 2 RO 4 + KON = K 2 NRO 4 + H 2 O

Akivaizdu, kad 0,01 mol KOH pavers 0,01 KN 2 PO 4 į 0,01 molį K 2 HPO 4, o 0,05 - 0,01 = 0,04 (mol) K 2 HPO 4 liks tirpale.

Atsakymas: 0,04 mol KN 2 PO 4 ir 0,01 mol K 2 HPO 4

Pamoka skirta priešingų savybių medžiagų – rūgščių ir bazių – reakcijos tyrimui. Tokios reakcijos vadinamos neutralizavimo reakcijomis. Pamokos metu mokysitės pagal druskos formulę formuoti jos pavadinimą, o pagal druskos pavadinimą – užrašyti formulę.

Tema: Neorganinių medžiagų klasės

Pamoka: Neutralizacijos reakcija

Jei sumaišysite vienodus kiekius druskos rūgšties ir natrio hidroksido, susidaro tirpalas, kuriame terpė bus neutrali, t.y. jame nebus rūgščių ar šarmų. Parašykime reakcijos tarp druskos rūgšties ir natrio hidroksido lygtį, jei rezultatas yra natrio chloridas ir vanduo.

Kai reaguoja 1 molis vandenilio chlorido (HCl) ir 1 molis natrio hidroksido (NaOH), susidaro 1 molis natrio chlorido (NaCl) ir 1 molis vandens (H 2 O). Atkreipkite dėmesį, kad šios reakcijos metu dvi sudėtingos medžiagos keičia savo sudedamąsias dalis ir susidaro dvi naujos kompleksinės medžiagos:

NaOH+HCl=NaCl+H2O

Reakcijos, kurių metu dvi sudėtingos medžiagos keičia savo sudedamąsias dalis, vadinamos mainų reakcijos.

Ypatingas mainų reakcijos atvejis yra neutralizacijos reakcija.

Neutralizacijos reakcija yra rūgšties sąveika su baze.

Neutralizacijos reakcijos schema: BAZĖ + RŪGŠTIS = DRUSKA + VANDUO

Vandenyje netirpios bazės gali ištirpti ir rūgščių tirpaluose. Dėl šių reakcijų susidaro druskos ir vanduo. Vario (II) hidroksido sąveikos su sieros rūgštimi reakcijos lygtis:

Cu(OH)2 +H2SO4 = CuSO4 + 2H2O

Medžiaga, kurios cheminė formulė CuSO 4 priklauso druskų klasei. Sudarėme šios druskos formulę, žinodami, kad vario valentingumas šiame procese lygus II, o SO 4 valentingumas taip pat lygus II. Bet kaip turėtume vadinti šią medžiagą?

Druskos pavadinimas susideda iš dviejų žodžių: pirmasis žodis yra rūgšties likučio pavadinimas (šie pavadinimai pateikti vadovėlyje esančioje lentelėje, juos reikia išmokti), o antrasis – metalo pavadinimas. Jei metalo valentingumas yra kintamas, jis nurodomas skliausteliuose.

Taigi medžiaga, kurios cheminė formulė CuSO 4 vadinama vario (II) sulfatu.

NaNO 3 – natrio nitratas;

K 3 PO 4 – kalio fosfatas (ortofosfatas).

Dabar atlikime priešingą užduotį: sukurkite druskos formulę pagal jos pavadinimą. Padarykime šių druskų formules: natrio sulfatas; magnio karbonatas; kalcio nitratas.

Norėdami teisingai sudaryti druskos formulę, pirmiausia užrašome metalo simbolį ir rūgšties liekanos formulę, o viršuje nurodome jų valentingumą. Raskime valentingumo reikšmių LCM. NOC padalijus iš kiekvienos valentinės vertės, randame metalo atomų skaičių ir rūgščių liekanų skaičių.

Atkreipkite dėmesį, kad jei rūgštinė liekana susideda iš atomų grupės, tai rašant druskos formulę skliausteliuose rašoma rūgštinės liekanos formulė, o už skliaustų atitinkamu indeksu nurodomas rūgščių likučių skaičius.

1. Chemijos uždavinių ir pratimų rinkinys: 8 klasė: vadovėliams. P.A. Oržekovskis ir kiti.„Chemija. 8 klasė“ / P.A. Oržekovskis, N.A. Titovas, F.F. Hegelis. – M.: AST: Astrel, 2006. (p. 106)

2. Ušakova O.V. Chemijos sąsiuvinis: 8 klasė: į vadovėlį P.A. Oržekovskis ir kiti.„Chemija. 8 klasė“ / O.V. Ušakova, P.I. Bespalovas, P.A. Oržekovskis; pagal. red. prof. P.A. Oržekovskis – M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 107-108)

3. Chemija. 8 klasė. Vadovėlis bendrajam lavinimui institucijos / P.A. Oržekovskis, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. – M.: Astrel, 2013. (§33)

4. Chemija: 8 klasė: vadovėlis. bendrajam lavinimui institucijos / P.A. Oržekovskis, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontakas. M.: AST: Astrel, 2005. (§39)

5. Chemija: inorg. chemija: vadovėlis. 8 klasei. bendrojo išsilavinimo institucijos / G.E. Rudzitis, F.G. Feldmanas. – M.: Švietimas, OJSC „Maskvos vadovėliai“, 2009. (§§31,32)

6. Enciklopedija vaikams. 17 tomas. Chemija / skyrius. red. V.A. Volodinas, Ved. mokslinis red. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003 m.

Papildomi žiniatinklio ištekliai

2. Neutralizacijos reakcijų rodikliai. titravimas ().

Namų darbai

1) p. 107-108 Nr.4,5,7 iš chemijos darbo knygos: 8 klasė: į P.A. vadovėlį. Oržekovskis ir kiti.„Chemija. 8 klasė“ / O.V. Ušakova, P.I. Bespalovas, P.A. Oržekovskis; pagal. red. prof. P.A. Oržekovskis - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006 m.

2) 188 p., Nr.1,4 iš vadovėlio P.A. Oržekovskis, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova „Chemija: 8 klasė“, 2013 m

Reakcija tarp rūgšties ir bazės, kuri gamina druską ir vandenį, vadinama neutralizavimo reakcija.

Ištyrėme rūgščių reakcijas su metalais ir metalų oksidais. Šios reakcijos sukuria atitinkamo metalo druską. Bazėse taip pat yra metalų. Galima daryti prielaidą, kad rūgštys sąveikaus su bazėmis ir sudarys druskas. Į natrio hidroksido NaOH tirpalą įpilkite druskos rūgšties HCl tirpalo.

Tirpalas išlieka bespalvis ir skaidrus, tačiau liečiant galima nustatyti, kad išsiskiria šiluma. Šilumos išsiskyrimas rodo, kad tarp šarmo ir rūgšties įvyko cheminė reakcija.

Norėdami išsiaiškinti šios reakcijos esmę, atlikime šį eksperimentą. Į šarmo tirpalą įdėkite purpuriniu lakmusu nuspalvintą popieriaus lapą. Ji, žinoma, taps mėlyna. Dabar iš biuretės pradėsime mažomis dalimis dėti rūgšties tirpalą į šarmo tirpalą, kol lakmuso spalva vėl pasikeis iš mėlynos į violetinę. Jei lakmusas iš mėlynos spalvos virsta purpurine, tai reiškia, kad tirpale nėra šarmų. Tirpale nebebuvo rūgšties, nes jam esant lakmusas būtų raudonas. Tirpalas tapo neutralus. Išgarinę tirpalą, gavome druską - natrio chloridą NaCl.

Natrio chlorido susidarymas, kai natrio hidroksidas reaguoja su druskos rūgštimi, išreiškiamas lygtimi:

NaOH + HCl = NaCl + H 2 O + Q

Šios reakcijos esmė ta, kad natrio ir vandenilio atomai apsikeičia vietomis. Dėl to rūgšties vandenilio atomas susijungia su šarmo hidroksilo grupe ir susidaro vandens molekulė, o natrio metalo atomas susijungia su rūgšties liekana – Cl, sudarydamas druskos molekulę. Ši reakcija priklauso žinomam mainų reakcijų tipui.

Ar netirpios bazės reaguoja su rūgštimis? Į stiklinę įpilkite mėlynojo vario hidroksido. Įpilame vandens. Vario hidroksidas neištirps. Dabar į jį įpilkime azoto rūgšties tirpalo. Vario hidroksidas ištirps ir bus gautas skaidrus mėlynos spalvos vario nitrato tirpalas. Reakcija išreiškiama lygtimi:

Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O

Vandenyje netirpios bazės, kaip ir šarmai, reaguoja su rūgštimis, sudarydamos druskas ir vandenį.

Taikant neutralizavimo reakciją, eksperimentiškai nustatomos netirpios rūgštys ir bazės. Oksido hidratai, kurie reaguoja neutralizuodami šarmais, priskiriami rūgštims. Iš patirties įsitikinę, kad šis oksido hidratas yra neutralizuojamas šarmų, jo formulę rašome kaip rūgšties formulę, pirmoje vietoje užrašydami cheminį vandenilio ženklą: HNO3, H2SO4.

Rūgštys nesąveikauja viena su kita, kad susidarytų druskos.

Oksido hidratai, kurie neutralizuojasi su m junginiais, yra klasifikuojami kaip bazės. Iš patirties įsitikinę, kad šį oksido hidratą neutralizuoja rūgštys, jo formulę rašome Me(OH)n forma, t.y. pabrėžiame, kad jame yra hidroksilo grupių.

Bazės nesąveikauja viena su kita, sudarydamos druskas.

Iki šiol nagrinėtose protolitinėse sąveikose (silpnų elektrolitų jonizacija ir druskų jonų hidrolizė) privalomas komponentas buvo vanduo, kurio molekulės, pasižymėdamos amfolito savybėmis, veikė kaip protono donoras arba akceptorius, užtikrinant. šių sąveikų atsiradimo. Dabar panagrinėkime tiesioginę rūgščių ir bazių sąveiką tarpusavyje, t.y. neutralizacijos reakcijos.

Neutralizacijos reakcija yra protolitinė rūgšties ir bazės sąveika, dėl kurios susidaro druska ir vanduo.

Priklausomai nuo dalyvaujančios rūgšties ir bazės stiprumo, neutralizacijos reakcija gali būti praktiškai negrįžtama arba grįžtama įvairiais laipsniais.

Kai kuri nors stipri rūgštis sąveikauja su bet kuria stipria baze (šarmu), dėl to, kad šie reagentai visiškai suskaidomi į jonus, tokios reakcijos esmė, nepaisant reagentų pobūdžio, išreiškiama ta pačia molekuline jonine lygtimi:

Neutralizuojant stiprią rūgštį šarmu, pasikeičia sistemos pH, atitinkantis neutralizacijos kreivę, parodytą fig. 8.1. Neutralizavimo kreivė šiuo atveju pasižymi dideliu ir staigiu pH šuoliu šalia lygiavertiškumo būsenos (Veq) – Šio šuolio vidurys atitinka ekvivalentiškumo tašką, kuriame [H + ] = [OH-] = = 1 10 -7 mol/l, t.y. pH = 7.

Būdingi stiprios rūgšties neutralizavimo su šarmu ir atvirkščiai reakcijos ypatumai yra šie:

Negrįžtamumas;

Egzotermiškumas ( H 0= -57,6 kJ/mol);

Labai didelis greitis, nes sąveikauja tik judrūs jonai H + ir OH-;

pH šuolis neutralizavimo metu yra didelis ir aštrus;

Ekvivalentiškumo taškas, kai pH = 7.

Šios neutralizacijos reakcijos tarp stiprių rūgščių ir bazių ypatybės užtikrino jos platų panaudojimą analitinėje praktikoje kiekybiniam rūgščių ir bazių nustatymui tiriamuose objektuose.

Dažniausias neutralizacijos reakcijos atvejis yra rūgščių ir bazių, kurios skiriasi stiprumu, sąveika. Panagrinėkime silpnos rūgšties HA neutralizavimą stipria baze (šarmu):

Kadangi HA ir H20 yra silpni elektrolitai, protolitinė pusiausvyra susidaro dėl protonų konkurencijos tarp stiprių bazių OH- ir A-, todėl ši neutralizavimo reakcija pasižymės šiais požymiais:

Grįžtamumas;

pH šuolis neutralizuojant yra mažas ir ne toks ryškus (8.2 pav.), o mažėjant rūgšties stiprumui mažėja ir išsilygina;

Ekvivalentiškumo taškas yra esant pH > 7, nes sistemoje vyksta anijono hidrolizės reakcija, susidarant OH- anijonams, kurių daugiau, tuo silpnesnė rūgštis;

V E KB), kai pridedama 50 % šarmo ir [HA] = [A-], pH vertė sistemoje yra skaitine verte pK ašios silpnos rūgšties.

Paskutinė padėtis išplaukia iš lygties: pH = pK a+lg ([A-]/[NA]), pagal kurią esant [A - ] = [HA] pH = pK a(kadangi lg ([A-]/[HA]) = 0). Ši aplinkybė leidžia ne tik nustatyti vertę pK a silpna rūgštis, bet ir išspręskite atvirkštinę problemą: pagal vertę pK a nustatyti, kuri silpnoji rūgštis yra sistemoje.

Skirtingo stiprumo bazių neutralizavimo stipriąja rūgštimi reakcijos (8.3 pav.) pasižymi pusiausvyros protolizinių procesų ypatumais, panašiais į pateiktus aukščiau. Tačiau jūs turite suprasti ir atsiminti, kad silpnų bazių neutralizavimui būdingos šios savybės:

-
lygiavertiškumo taškas yra pH< 7 из-за проте­кающей параллельно реакции гидролиза по катиону с образо­ванием катионов Н + ;

Pusiau neutralizacijos būsenoje (1/2 V E KB), kai pridedama 50 % rūgšties ir [B] = [BH + ], pH reikšmė sistemoje skaitine prasme yra lygi tam tikros silpnos bazės konjuguotos rūgšties pK reikšmei (BH +).

Taigi neutralizacijos reakcijos tyrimas leidžia nustatyti ne tik rūgščių ir bazių kiekį sistemoje, bet ir vertę. pK a silpni elektrolitai, įskaitant baltymus, taip pat jų izoelektriniai taškai.

Neutralizacijos reakcijų tipai. Pati reakcija reiškia židinių (mikrobų, rūgščių ir toksinų) gesinimą.

Neutralizacijos reakcija medicinoje

Neutralizacijos reakcija naudojama mikrobiologijoje. Tai pagrįsta tuo, kad kai kurie junginiai gali surišti įvairių ligų sukėlėjus arba jų metabolizmą. Dėl to mikroorganizmai netenka galimybės panaudoti savo biologines savybes. Tai taip pat apima virusų slopinimo reakcijas.

Toksinų neutralizavimas vyksta panašiu principu. Kaip pagrindinis komponentas naudojami įvairūs antitoksinai, kurie blokuoja toksinų veikimą, neleidžia jiems pasireikšti savo savybėms.

Neutralizavimo reakcija neorganinėje chemijoje

Neutralizavimo reakcijos yra vienas iš neorganinių medžiagų pagrindų. Neutralizacija yra mainų reakcijos rūšis. Reakcijos rezultatas yra druska ir vanduo. Reakcijai naudojamos rūgštys ir bazės. Neutralizacijos reakcijos yra grįžtamos ir negrįžtamos.

Negrįžtamos reakcijos

Reakcijos grįžtamumas priklauso nuo komponentų disociacijos laipsnio. Jei naudojami du stiprūs junginiai, neutralizacijos reakcija negalės grįžti į pradines medžiagas. Tai galima pastebėti, pavyzdžiui, kalio hidroksido reakcijoje su azoto rūgštimi:
KOH + HNO3 – KNO3 + H2O;

Neutralizacijos reakcija konkrečiu atveju virsta druskos hidrolizės reakcija.

Joninėje formoje reakcija atrodo taip:
H(+) + OH(-) > H2O;

Iš to galime daryti išvadą, kad kai stipri rūgštis reaguoja su stipria baze, grįžtamumas negali atsirasti.

Grįžtamos reakcijos

Jei reakcija vyksta tarp silpnos bazės ir stiprios rūgšties arba tarp silpnos rūgšties ir stiprios bazės arba tarp silpnos rūgšties ir silpnos bazės, tada procesas yra grįžtamas.

Grįžtamumas atsiranda dėl pusiausvyros sistemos poslinkio į dešinę. Reakcijos grįžtamumą galima pastebėti naudojant, pavyzdžiui, vandenilio cianido rūgštį ir amoniaką kaip pradines medžiagas.

Silpna rūgštis ir stipri bazė:
HCN+KOH=KCN+H2O;

Jonų pavidalu:
HCN+OH(-)=CN(-)+H2O.

Silpna bazė ir stipri rūgštis:
HCl+NH3-H2O=Nh4Cl+H2O;

Jonų pavidalu:
H(+)+NH3-H2O=NH4(+)+H2O.

Silpna druska ir silpna bazė:
CH3COOH+NH3-H2O=CH3COONH4+H2O;

Jonų pavidalu:
CH3COOH+NH3-H2O=CH3COO(-)+NH4(+)+H2O.