En neutraliseringsreaktion kallas en reaktion. Neutraliseringsreaktion: definition, exempel, tillämpning. Hur går detta test till?

Syra-bas-reaktioner inkluderar neutraliseringsreaktioner

Neutraliseringsreaktion kallas reaktionen mellan en syra och en bas för att bilda salt och vatten.

Till exempel, när kaliumhydroxid tillsätts till saltsyra, sker reaktionen:

KOH + HCl = KCL + H2O OH - + H+

Neutralisationsreaktionen fortskrider irreversibelt endast när en stark syra interagerar med en stark bas, eftersom i detta fall är den enda svaga elektrolyten i reaktionsblandningen reaktionsprodukten - vatten. Om syran och basen tas i strikt stökiometriska mängder, kommer mediet i den resulterande saltlösningen att vara neutralt.

Neutralisationsreaktionen fortskrider annorlunda med deltagande av svaga syror (HNO 2, CH 3 COOH, H 2 SO 3) eller svaga baser (NH 3 * H 2 O, Mg(OH) 2, Fe(OH) 2).

HNO2 + KOH ↔ KNO2 + H2O

HNO2 + K + + OH - ↔ K + + NO - 2 + H2O

HNO 2 + OH - ↔ NO 2 - + H 2 O

Enligt den förkortade jonmolekylära reaktionsekvationen är det tydligt att det i reaktionssystemet finns svaga elektrolyter inte bara bland reaktionsprodukterna (H 2 O), utan även bland utgångsämnena (HNO 2), vilket indikerar reversibiliteten av Reaktionen. Men eftersom vatten är den svagaste elektrolyten, förskjuts reaktionen spontant kraftigt åt höger, mot bildning av salt.

Låt oss titta på några exempel.

Exempel 1. Välj bland de listade syrorna och baserna: HNO 2, HNO 3, H 2 SO 3, Ba(OH) 2, LiOH, Mn(OH) 2 - de vars parvisa interaktioner motsvarar neutraliseringsreaktionen som fortskrider enligt ekvationen: H + + OH - = H 2 O. skriv molekylekvationer för möjliga reaktioner.

Svar. Denna process motsvarar växelverkan mellan en stark syra och en stark bas. Bland de listade föreningarna finns stark syra –HNO 3, starka baser – Ba(OH) 2 och LiOH. Ekvationerna för möjliga reaktioner är följande:

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

HNO3 + LiOH = LiNO3 + H2O

Exempel 2. Lösningen innehåller en blandning av HCl och CH3COOH. Vilka reaktioner och i vilken ordning sker när denna lösning neutraliseras med kaliumhydroxid?

Svar. Syrorna som finns i lösningen tillhör olika typer av elektrolyter: HCl är en stark elektrolyt, CH 3 COOH är en svag sådan. På grund av undertryckandet av dissociationen av en svag elektrolyt av en stark, fortsätter neutraliseringen av dessa syror med gradvis tillsats av alkali sekventiellt: först interagerar OH - joner med fria H + joner, d.v.s. med en stark syra, och då är svaga syramolekyler inblandade i processen. Således sker reaktionen först med HCl och sedan med CH 3 COOH:

1) HCl + KOH = KCl + H2O H + + OH - = H2O

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

Exempel 3. Ange den kvalitativa och kvantitativa sammansättningen av lösningen som erhållits genom att tillsätta 3,36 g KOH till 500 ml H 3 PO 4-lösning med en molär koncentration av 0,1 mol/l

Given:

ϑ (lösning H3PO4) = 500 ml = 0,5 l H 3 PO 4 med KOH kan bilda tre olika salter.

c(H 3 PO 4) = 0,1 mol/l Låt oss skriva ner ekvationerna för bildningsreaktionerna för var och en av

m(KOH) = 3,36 g möjliga salter och notera stökiometrin

M(KOH) = 56 g/mol molförhållande mellan reagenser:

Lösningens sammansättning? n(H3PO4)n(KOH)

N3PO4 + KOH = KN2PO4 + H2O 1:1

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

H3PO4 + 3KON = K3PO4 + 3H2O

Låt oss bestämma mängden reagens enligt problemdata och deras molförhållande:

n (H3PO4) = c(H3PO4)* ϑ (lösning H3PO4) = 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

Genom att jämföra detta förhållande med molförhållandena för reagenserna i möjliga reaktioner drar vi slutsatsen att en blandning av KH 2 PO 4 och K 2 HPO 4 bildas i lösningen, eftersom det finns mer alkali än vad som krävs för bildningen av det första saltet , men mindre än vad som krävs för bildandet av nästa.

I enlighet med överskottet av KOH, enligt den första ekvationen, kommer all syra att omvandlas till KH 2 PO 4, med n (KH 2 PO 4) = n (H 3 PO 4) = 0,05 mol.

Antalet mol KOH som förbrukas i denna reaktion, n 1 (KOH) = n (H 3 PO 4 ) = 0,05 mol, kommer att förbli oförbrukat 0,06 - 0,05 = 0,01 (mol). Denna mängd KOH kommer att interagera med KN 2 PO 4 enligt ekvationen:

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

Det är uppenbart att 0,01 mol KOH kommer att omvandla 0,01 KN 2 PO 4 till 0,01 mol K 2 HPO 4, medan 0,05 - 0,01 = 0,04 (mol) K 2 HPO 4 kommer att finnas kvar i lösningen.

Svar: 0,04 mol KN 2 PO 4 och 0,01 mol K 2 HPO 4

Lektionen ägnas åt studiet av reaktionen mellan ämnen med motsatta egenskaper - syror och baser. Sådana reaktioner kallas neutraliseringsreaktioner. Under lektionen kommer du att lära dig att använda formeln för ett salt för att bilda dess namn och att skriva ner dess formel med namnet på ett salt.

Ämne: Klasser av oorganiska ämnen

Lektion: Neutraliseringsreaktion

Om man blandar lika mycket saltsyra och natriumhydroxid bildas en lösning där mediet blir neutralt, d.v.s. det kommer inte att finnas någon syra eller alkali i den. Låt oss skriva ekvationen för reaktionen mellan saltsyra och natriumhydroxid om resultatet är natriumklorid och vatten.

När 1 mol väteklorid (HCl) och 1 mol natriumhydroxid (NaOH) reagerar bildas 1 mol natriumklorid (NaCl) och 1 mol vatten (H 2 O). Observera att under denna reaktion byter två komplexa ämnen ut sina beståndsdelar och två nya komplexa ämnen bildas:

NaOH+HCl=NaCl+H2O

Reaktioner under vilka två komplexa ämnen byter ut sina beståndsdelar kallas utbytesreaktioner.

Ett specialfall av en utbytesreaktion är en neutraliseringsreaktion.

En neutraliseringsreaktion är interaktionen mellan en syra och en bas.

Neutraliseringsreaktionsschema: BAS + SYRA = SALT + VATTEN

Baser som är olösliga i vatten kan också lösas upp i sura lösningar. Som ett resultat av dessa reaktioner bildas salter och vatten. Reaktionsekvation för växelverkan mellan koppar(II)hydroxid och svavelsyra:

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

Ett ämne med den kemiska formeln CuSO 4 tillhör klassen salter. Vi sammanställde formeln för detta salt, med vetskapen om att valensen av koppar i denna process är lika med II, och valensen för SO 4 är också lika med II. Men vad ska vi kalla detta ämne?

Namnet på ett salt består av två ord: det första ordet är namnet på syraresten (dessa namn anges i tabellen i läroboken, du måste lära dig dem), och det andra ordet är namnet på metallen. Om valensen för en metall är variabel, anges den inom parentes.

Så, ett ämne med den kemiska formeln CuSO 4 kallas koppar(II)sulfat.

NaNO 3 – natriumnitrat;

K 3 PO 4 – kaliumfosfat (ortofosfat).

Låt oss nu göra den motsatta uppgiften: skapa en formel för ett salt baserat på dess namn. Låt oss göra formlerna för följande salter: natriumsulfat; magnesiumkarbonat; kalciumnitrat.

För att korrekt komponera formeln för ett salt, skriver vi först ner symbolen för metallen och formeln för syraresten och anger deras valens överst. Låt oss hitta LCM för valensvärdena. Genom att dividera NOC med varje valensvärde hittar vi antalet metallatomer och antalet syrarester.

Observera att om den sura resten består av en grupp atomer, då när du skriver saltets formel, skrivs formeln för den sura resten inom parentes, och antalet sura rester anges bakom parentesen med motsvarande index.

1. Samling av problem och övningar i kemi: årskurs 8: för läroböcker. P.A. Orzhekovsky och andra. "Kemi. 8:e klass” / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006. (s. 106)

2. Ushakova O.V. Arbetsbok i kemi: årskurs 8: till läroboken av P.A. Orzhekovsky och andra. "Kemi. 8:e klass” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; under. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (s. 107-108)

3. Kemi. 8: e klass. Lärobok för allmänbildning institutioner / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova. – M.: Astrel, 2013. (§33)

4. Kemi: årskurs 8: lärobok. för allmänbildning institutioner / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§39)

5. Kemi: inorg. kemi: lärobok. för 8:e klass. Allmän utbildning institutioner / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. – M.: Education, OJSC “Moscow Textbooks”, 2009. (§§31,32)

6. Encyklopedi för barn. Volym 17. Kemi / Kapitel. ed. V.A. Volodin, Ved. vetenskaplig ed. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.

Ytterligare webbresurser

2. Indikatorer i neutraliseringsreaktioner. titrering().

Läxa

1) sid. 107-108 nr 4,5,7 från Arbetsboken i kemi: årskurs 8: till läroboken av P.A. Orzhekovsky och andra. "Kemi. 8:e klass” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; under. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

2) s. 188 nr 1,4 från läroboken P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova "Kemi: 8:e klass," 2013

Reaktionen mellan en syra och en bas som producerar salt och vatten kallas en neutraliseringsreaktion.

Vi studerade syrors reaktioner med metaller och metalloxider. Dessa reaktioner ger ett salt av motsvarande metall. Baser innehåller även metaller. Det kan antas att syror kommer att interagera med baser för att även bilda salter. Tillsätt en lösning av saltsyra HCl till en lösning av natriumhydroxid NaOH.

Lösningen förblir färglös och genomskinlig, men genom beröring kan man fastställa att värme frigörs. Utsläpp av värme indikerar att en kemisk reaktion har inträffat mellan alkali och syra.

För att ta reda på kärnan i denna reaktion, låt oss göra följande experiment. Lägg ett papper färgat med lila lackmus i alkalilösningen. Hon blir såklart blå. Nu, från byretten, börjar vi lägga till syralösningen till alkalilösningen i små portioner tills färgen på lackmusen igen ändras från blå till violett. Om lackmus blir från blå till lila betyder det att det inte finns något alkali i lösningen. Det fanns ingen mer syra i lösningen, eftersom lackmusen i dess närvaro skulle ha blivit röd. Lösningen blev neutral. Efter att ha indunstat lösningen erhöll vi ett salt - natriumklorid NaCl.

Bildandet av natriumklorid när natriumhydroxid reagerar med saltsyra uttrycks med ekvationen:

NaOH + HCl = NaCl + H2O + Q

Kärnan i denna reaktion är att natrium- och väteatomer byter plats. Som ett resultat kombineras syrans väteatom med alkalins hydroxylgrupp för att bilda en vattenmolekyl, och natriummetallatomen kombineras med syraresten - Cl och bildar en saltmolekyl. Denna reaktion tillhör den välkända typen av utbytesreaktioner.

Reagerar olösliga baser med syror? Häll blå kopparhydroxid i ett glas. Låt oss tillsätta vatten. Kopparhydroxid kommer inte att lösas upp. Låt oss nu lägga till en lösning av salpetersyra till den. Kopparhydroxiden kommer att lösas upp och en klar, blåfärgad lösning av kopparnitrat kommer att erhållas. Reaktionen uttrycks med ekvationen:

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

Baser som är olösliga i vatten, som alkalier, reagerar med syror och bildar salter och vatten.

Med hjälp av neutralisationsreaktionen bestäms olösliga syror och baser experimentellt. Oxidhydrater som reagerar med neutralisering med alkalier klassificeras som syror. Efter att ha verifierat av erfarenhet att detta oxidhydrat neutraliseras av alkalier, skriver vi dess formel som en syraformel och skriver det kemiska tecknet för väte i första hand: HNO3, H2SO4.

Syror interagerar inte med varandra för att bilda salter.

Oxidhydrater som genomgår en neutraliseringsreaktion med m föreningar klassificeras som baser. Efter att ha verifierat av erfarenhet att detta oxidhydrat neutraliseras av syror, skriver vi dess formel i formen Me(OH)n, d.v.s. vi betonar närvaron av hydroxylgrupper i den.

Baser interagerar inte med varandra för att bilda salter.

I de protolytiska interaktioner som hittills övervägts (jonisering av svaga elektrolyter och hydrolys av saltjoner), var den obligatoriska komponenten vatten, vars molekyler, som uppvisar egenskaperna hos en amfolyt, fungerade som antingen en donator eller en acceptor av en proton, vilket säkerställde förekomsten av dessa interaktioner. Låt oss nu överväga den direkta interaktionen mellan syror och baser med varandra, dvs. neutraliseringsreaktioner.

En neutraliseringsreaktion är den protolytiska interaktionen mellan en syra och en bas, vilket resulterar i bildning av salt och vatten.

Beroende på styrkan hos den involverade syran och basen kan neutralisationsreaktionen vara praktiskt taget irreversibel eller reversibel i varierande grad.

När någon stark syra interagerar med någon stark bas (alkali), på grund av det faktum att dessa reagens är helt dissocierade till joner, uttrycks essensen av en sådan reaktion, oberoende av reagensens natur, av samma molekylära joniska ekvation:

I processen att neutralisera en stark syra med en alkali förändras systemets pH, vilket motsvarar neutralisationskurvan som visas i fig. 8.1. Neutraliseringskurvan i detta fall kännetecknas av ett stort och skarpt hopp i pH nära ekvivalenstillståndet (Veq) - Mitten av detta hopp motsvarar ekvivalenspunkten, vid vilken [H + ] = [OH-] = = 1 10 -7 mol/l, dvs pH = 7.

Karakteristiska egenskaper för reaktionen av neutralisering av en stark syra med en alkali och vice versa är:

Irreversibilitet;

Exotermicitet ( H 0= -57,6 kJ/mol);

Mycket hög hastighet, eftersom endast mobila joner H+ och OH- interagerar;

pH-hoppet under neutralisering är stort och skarpt;

Ekvivalenspunkt vid pH = 7.

Dessa egenskaper hos neutraliseringsreaktionen mellan starka syror och baser har säkerställt dess utbredda användning i analytisk praktik för kvantitativ bestämning av syror och baser i de föremål som studeras.

Det vanligaste fallet med en neutraliseringsreaktion är interaktionen mellan syror och baser som skiljer sig i styrka. Låt oss överväga neutraliseringen av en svag syra HA med en stark bas (alkali):

Eftersom HA och H20 är svaga elektrolyter, uppstår protolytisk jämvikt på grund av konkurrens om protonen mellan de starka baserna OH- och A- och därför kommer denna neutraliseringsreaktion att kännetecknas av följande egenskaper:

Reversibilitet;

pH-hoppet under neutralisering är litet och mindre skarpt (fig. 8.2), och med minskande syrastyrka minskar det och jämnar ut;

Ekvivalenspunkten är belägen vid pH > 7, eftersom hydrolysreaktionen av anjonen sker i systemet med bildning av OH-anjoner, ju fler desto svagare syran;

V E KB), när 50 % alkali tillsätts och [HA] = [A-], är pH-värdet i systemet numeriskt lika med värdet pK a av denna svaga syra.

Den sista positionen följer av ekvationen: pH = pK a+lg ([A-]/[NA]), enligt vilken vid [A - ] = [HA] pH = pK a(eftersom lg ([A-]/[HA]) = 0). Denna omständighet tillåter inte bara att bestämma värdet pK a svag syra, men också lösa det omvända problemet: efter värde pK a avgöra vilken svag syra som finns i systemet.

Reaktioner av neutralisering av baser av olika styrka med en stark syra (Fig. 8.3) kännetecknas av egenskaper hos jämviktsprotolytiska processer liknande de som anges ovan. Men du måste förstå och komma ihåg att följande egenskaper är karakteristiska för att neutralisera svaga baser:

-
ekvivalenspunkten är vid pH< 7 из-за проте­кающей параллельно реакции гидролиза по катиону с образо­ванием катионов Н + ;

I ett tillstånd av semineutralisering (1/2 V E KB), när 50 % syra tillsätts och [B] = [BH + ] är pH-värdet i systemet numeriskt lika med pK-värdet (BH +) för den konjugerade syran i en given svag bas.

Således gör studiet av neutraliseringsreaktionen det möjligt att bestämma inte bara innehållet av syror och baser i systemet, utan också värdet pK a svaga elektrolyter, inklusive proteiner, såväl som deras isoelektriska punkter.

Typer av neutraliseringsreaktioner. Reaktionen i sig innebär släckning av foci (mikrober, syror och toxiner).

Neutraliseringsreaktion inom medicin

Neutraliseringsreaktionen används inom mikrobiologi. Detta är baserat på det faktum att vissa föreningar kan binda patogener av olika sjukdomar, eller deras metabolism. Som ett resultat berövas mikroorganismer möjligheten att använda sina biologiska egenskaper. Detta inkluderar även virala hämningsreaktioner.

Neutralisering av toxiner sker enligt en liknande princip. Olika antitoxiner används som huvudkomponent, som blockerar verkan av toxiner, vilket hindrar dem från att manifestera sina egenskaper.

Neutraliseringsreaktion i oorganisk kemi

Neutraliseringsreaktioner är en av grunderna för oorganiskt. Neutralisering är en typ av utbytesreaktion. Resultatet av reaktionen är salt och vatten. Syror och baser används för reaktionen. Neutraliseringsreaktioner är reversibla och irreversibla.

Irreversibla reaktioner

Reversibiliteten för reaktionen beror på graden av dissociation av komponenterna. Om två starka föreningar används kommer neutralisationsreaktionen inte att kunna återgå till utgångsmaterialen. Detta kan till exempel ses i reaktionen av kaliumhydroxid med salpetersyra:
KOH + HNO3 – KNO3 + H2O;

Neutraliseringsreaktionen i ett särskilt fall övergår i en salthydrolysreaktion.

I jonform ser reaktionen ut så här:
H(+) + OH(-) > H2O;

Av detta kan vi dra slutsatsen att när en stark syra reagerar med en stark bas kan reversibilitet inte inträffa.

Reversibla reaktioner

Om en reaktion sker mellan en svag bas och en stark syra, eller en svag syra och en stark bas, eller mellan en svag syra och en svag bas, är processen reversibel.

Reversibilitet uppstår som ett resultat av en förskjutning till höger i jämviktssystemet. Reversibiliteten av reaktionen kan ses när man använder till exempel cyanvätesyra och ammoniak som utgångsmaterial.

Svag syra och stark bas:
HCN+KOH=KCN+H2O;

I jonform:
HCN+OH(-)=CN(-)+H2O.

Svag bas och stark syra:
HCl+NH3-H2O=Nh4Cl+H2O;

I jonform:
H(+)+NH3-H2O=NH4(+)+H2O.

Svagt salt och svag bas:
CH3COOH+NH3-H2O=CH3COONH4+H2O;

I jonform:
CH3COOH+NH3-H2O=CH3COO(-)+NH4(+)+H2O.