Neutralizační reakce: definice, příklady, aplikace

Neutralizační reakce je považována za jednu z nejdůležitějších pro kyseliny a zásady. Právě tato interakce zahrnuje tvorbu vody jako jednoho z reakčních produktů.

Mechanismus

Podívejme se na rovnici neutralizační reakce na příkladu interakce hydroxid sodný s kyselinou chlorovodíkovou (chlorovodíkovou). Kationty vodíku vznikající při disociaci kyselin se vážou na hydroxidové ionty, které vznikají při rozkladu alkalického (hydroxidu sodného). Výsledkem je neutralizační reakce mezi nimi.

H + + OH- → H20

Chemická ekvivalentní charakteristika

Titrace s kyselou bází je spojena s neutralizací. Co je titrace? To je způsob, jak vypočítat dostupnou hmotnost základu nebo kyseliny. Zahrnuje měření množství alkálií nebo kyseliny se známou koncentrací, která musí být brána k úplnému neutralizaci druhého činidla. Jakákoliv neutralizační reakce zahrnuje použití takového termínu jako "chemický ekvivalent".

Pro alkálie je to množství báze, které v případě úplné neutralizace tvoří jeden mol hydroxidových iontů. Pro kyselinu je chemický ekvivalent určen množstvím uvolněným během neutralizace 1 mol vodíkových kationtů.

Reakce neutralizace probíhá plně, pokud počáteční směs obsahuje stejné množství chemických ekvivalentů báze a kyseliny.

Gramovým ekvivalentem je hmotnost báze (kyseliny) v gramech, které jsou schopné tvořit jeden mol hydroxidových iontů (kationty vodíku). Pro kyselinu monobasovou (dusičnou, chlorovodíkovou), která se při rozložení molekuly na ionty uvolňuje současně s jedním kationtem vodíku, chemický ekvivalent je stejný jako množství látky a 1 gram ekvivalentu odpovídá molekulové hmotnosti látky. Pro dibasické kyselina sírová v procesu elektrolytická disociace dva kationty vodíku, jeden mol odpovídá dvěma ekvivalentům. Proto v interakci s kyselinou a bází je její gram ekvivalent rovný polovině relativní molekulové hmotnosti. Pro trojnásobek kyselina fosforečná s úplnou disociací, tvořící tři kationty vodíku, jeden gram ekvivalent se rovná jedné třetině relativní molekulové hmotnosti.

Pro zásady je princip definice podobný: gram ekvivalent závisí na valence kovu. Takže pro alkalické kovy: sodík, lithium, draslík - požadovaná hodnota se shoduje s relativní molekulovou hmotností. V případě výpočtu gram-ekvivalentu hydroxidu vápenatého se tato hodnota rovná polovině relativní molekulové hmotnosti hydrát vápna.

Vysvětlení mechanismu

Pokusíme se pochopit, co představuje neutralizační reakci. Příklady takovýchto interakcí mohou být různé, abychom se zabývali neutralizací kyseliny dusičné s hydroxidem barnatým. Pokusíme se určit hmotnost kyseliny, kterou neutralizační reakce potřebuje. Příklady výpočtů jsou uvedeny níže. Relativní molekulová hmotnost kyseliny dusičné je 63 a hydroxid barnatý je 86. Stanovíme počet gram-ekvivalentů báze obsažených ve 100 gramech. 100 g dělených 86 g / eq a dostaneme 1 ekvivalent Ba (OH) ₂ . Pokud tento problém považujeme za chemickou rovnici, můžeme tuto interakci sestavit následovně:

2HN03 + Ba (OH) ₂ → Ba (N03) ₂ + 2H20

Podle rovnice je celá chemie jasně viditelná. Neutralizační reakce probíhá zcela v případě, že dva molové kyseliny reagují s jedním mol báze.

Vlastnosti normální koncentrace

Když hovoříme o neutralizaci, často používáme normální koncentraci báze nebo zásady. Jaká je tato hodnota? Normálnost řešení demonstruje počet ekvivalentů požadované látky, která existuje v jednom litru svého roztoku. S jeho pomocí provádět kvantitativní výpočty v analytické chemii.

Pokud je například nutné stanovit normálnost a molaritu 0,5 litrového roztoku získaného po rozpuštění 4 gramů hydroxidu sodného ve vodě, je nejprve nutné určit relativní molekulovou hmotnost hydroxidu sodného. Bude 40, molární hmotnost bude 40 g / mol. Dále určíme kvantitativní obsah ve 4 gramech látky, čímž rozdělujeme hmotnost na molární, tj. 4 g: 40 g / mol, získáme 0,1 mol. Vzhledem k tomu, že molární koncentrace se určuje poměrem počtu molů látky k celkovému objemu roztoku, lze vypočítat molaritu alkálie. K tomu se rozdělíme 0,1 mol o 0,5 litru, nakonec dostaneme 0,2 mol / l, to znamená 0,2 mol / l. Vzhledem k tomu, že báze je monoakidní, její molarita je číselně rovna normálu, tj. Odpovídá 0,2 n.

Závěr

V anorganické a organické chemii je zvláště důležitá neutralizační reakce mezi kyselinou a bází. Kvůli úplné neutralizaci výchozích složek dochází k iontoměničové reakci, jejíž úplnost může být kontrolována pomocí indikátorů pro kyselé a alkalické prostředí.