Neutraliseringsreaktion: Egenskaper, Produkter och Exempel
En neutraliseringsreaktion är en som uppträder mellan en syra och en grundläggande art på ett kvantitativt sätt. I allmänhet produceras vatten och ett salt i denna typ av reaktioner i vattenhaltigt medium (jonarter sammansatta av en katjon annan än H + och en anjon som är annorlunda än OH- eller O2-) enligt följande ekvation: syra + bas → salt + vatten.
I en neutraliseringsreaktion är elektrolyter inblandade, vilka är ämnen som, när de löses i vatten, alstrar en lösning som möjliggör elektrisk ledningsförmåga. Syror, baser och salter betraktas som elektrolyter.
På detta sätt är starka elektrolyter de arter som dissocierar fullständigt i deras beståndsdelar när de är i lösning, medan svaga elektrolyter endast delvis är joniserade (de har mindre kapacitet att genomföra en elektrisk ström, det vill säga de är inte bra ledare som starka elektrolyter).
särdrag
För det första måste det betonas att om en neutraliseringsreaktion initieras med lika stora mängder av syran och basen (i mol), när reaktionen slutar, erhålles endast ett salt; det vill säga det finns inga kvarvarande mängder syra eller bas.
Dessutom är en väldigt viktig egenskap av syrabasreaktioner pH, vilket indikerar hur sur eller grundläggande en lösning är. Detta bestäms av mängden H + joner som finns i de uppmätta lösningarna.
Å andra sidan finns det flera begrepp om surhet och basicitet beroende på de parametrar som beaktas. Ett koncept som utmärker sig är Brønsted och Lowry, som betraktar en syra som en art som kan donera protoner (H +) och en bas som arten som kan acceptera dem.
Syrabastitreringar
För korrekt och kvantitativ studie av en neutraliseringsreaktion mellan en syra och en bas appliceras en teknik som kallas syra-bastitrering (eller titrering).
Syra-bastitreringarna består i att bestämma koncentrationen av syra eller bas som är nödvändig för att neutralisera en viss mängd bas eller syra med känd koncentration.
I praktiken bör en standardlösning (vars koncentration är känd exakt) tillsättas gradvis till lösningen vars koncentration är okänd tills ekvivalenspunkten uppnås, där en av arten helt neutraliserat den andra.
Poängen med ekvivalens detekteras av den våldsamma färgändringen hos indikatorn som har lagts till lösningen av okänd koncentration när kemisk reaktion mellan båda lösningarna har genomförts.
Till exempel, i fallet med neutralisering av fosforsyra (H3PO4) kommer det att finnas en ekvivalenspunkt för varje proton som avlägsnas från syran; det vill säga det kommer att finnas tre ekvivalenspunkter och tre färgförändringar kommer att observeras.
Produkter av neutraliseringsreaktion
I reaktionerna av en stark syra med en stark bas utförs fullständig neutralisering av arten, som i reaktionen mellan klorvätesyra och bariumhydroxid:
2HCl (aq) + Ba (OH) 2 (ac) → BaCl2 (ac) + 2H20 (l)
Således genereras inte överskott av H + eller OH-joner, vilket innebär att pH-värdet hos de starka elektrolytlösningarna som har neutraliserats är i grunden relaterad till syrakaraktären hos deras reaktanter.
Tvärtom, i fallet med neutralisering mellan en svag elektrolyt och en stark elektrolyt (stark syra + svag bas eller svag syra + stark bas) erhålles partiell dissociation av den svaga elektrolyten och dissociationskonstanten hos syran framträder (Ka) eller från basen ( Kb ) svag, för att bestämma syra eller grundläggande karaktär av nettoreaktionen genom att beräkna pH.
Till exempel har du reaktionen mellan hydrocyansyra och natriumhydroxid:
HCN (ac) + NaOH (ac) → NaCN (ac) + H20 (l)
I denna reaktion joniserar den svaga elektrolyten inte signifikant i lösningen, så den nettojoniska ekvationen representeras enligt följande:
HCN (ac) + OH- (ac) → CN- (ac) + H20 (l)
Detta erhålles efter att reaktionen har skrivits med de starka elektrolyterna i dissocierad form (Na + (ac) + OH- (ac) på sidan av reaktanterna och Na + (ac) + CN- (ac) på sidan av produkter), där endast natriumjonen är en åskådare.
Slutligen, när det gäller reaktionen mellan en svag syra och en svag bas, uppträder inte neutraliseringen. Detta beror på att båda elektrolyterna dissocierar delvis, utan att resultera i det förväntade vattnet och saltet.
exempel
Stark syra + stark bas
Den givna reaktionen mellan svavelsyra och kaliumhydroxid i ett vattenhaltigt medium tas som ett exempel enligt följande ekvation:
H2S04 (ac) + 2KOH (ac) → K2SO4 (ac) + 2H20 (l)
Det framgår att både syran och hydroxiden är starka elektrolyter; Därför är de fullständigt joniserade i lösningen. PH för denna lösning kommer att bero på den starka elektrolyten som står i större proportion.
Stark syra + svag bas
Neutraliseringen av salpetersyra med ammoniak resulterar i ammoniumnitratföreningen, såsom visas nedan:
HNO3 (ac) + NH3 (ac) → NH4NO3 (ac)
I detta fall observeras inte det vatten som produceras tillsammans med saltet, eftersom det skulle vara representerat som:
HNO3 (ac) + NH4 + (ac) + OH- (ac) → NH4NO3 (ac) + H20 (l)
Så vatten kan observeras som en produkt av reaktionen. I detta fall kommer lösningen att ha ett väsentligen surt pH.
Svag syra + stark bas
Därefter visas reaktionen mellan ättiksyra och natriumhydroxid:
CH3COOH (ac) + NaOH (ac) → CH3COONa (ac) + H20 (l)
Eftersom ättiksyra är en svag elektrolyt dissocieras det delvis, vilket resulterar i natriumacetat och vatten, vars lösning kommer att ha ett basiskt pH.
Svag syra + svag bas
Slutligen och som sagt ovan kan en svag bas inte neutralisera en svag syra; Det motsatta händer inte heller. Båda arterna hydrolyseras i vattenlösning och lösningens pH beror på "styrkan" av syran och basen.
