Ako neutralizovať bázu kyselinou

Arindam Ghosh / Getty Images

Keď kyselina a zásada navzájom reagujú, dochádza k neutralizačnej reakcii, pričom vzniká soľ a voda. Voda vzniká kombináciou H⁺ióny z kyseliny a OH^-ióny z bázy. Silné kyseliny a silné základy úplne disociovať, takže reakcia poskytuje roztok s neutrálnym pH (pH = 7). Kvôli úplnému disociácia silných kyselín a zásad, ak dostanete koncentráciu kyseliny alebo zásady, môžete určiť objem alebo množstvo inej chemikálie potrebnej na jej neutralizáciu. Tento príklad problému vysvetľuje, ako určiť, koľko kyseliny je potrebné na neutralizáciu známeho objemu a koncentrácie zásady.

Kľúčové poznatky: Acidobázická neutralizácia

• Riešenie chemického problému, kde silná kyselina neutralizuje silnú zásadu, je jednoduché, pretože kyselina aj zásada úplne disociujú.
• Naopak, neutralizácia zahŕňajúca slabú kyselinu a/alebo slabú zásadu vyžaduje, aby ste poznali a používali disociačnú konštantu.
• Neutralizácia nastáva v bode, kde je počet mólov H⁺sa rovná počtu mólov OH^-.

Prehľad neutralizačnej reakcie

Neutralizácia spočíva v disociácii kyseliny a zásady. Disociácia je miesto, kde sa kyselina alebo zásada rozpadá na ióny svojich zložiek. Ióny zúčastňujúce sa neutralizačnej reakcie sú H⁺z kyseliny a OH^-zo základne. Všeobecná forma reakcie je:

kyselina + zásada → soľ + voda
AH + B → A + BH

Napríklad, keď kyselina chlorovodíková (HCl) reaguje s hydroxidom sodným (NaOH), vytvára kuchynskú soľ alebo chlorid sodný (NaCl) a vodu:

HCl + NaOH → NaCl + H_dvaO

Neutralizácia vyžaduje rovnaké množstvo H+ a OH-. Takže znalosť objemu a koncentrácie kyseliny alebo zásady vám umožňuje nájsť objem a koncentráciu jej partnera v reakcii.

Riešenie problému acidobázickej neutralizácie

Aký objem 0,075 M HCl je potrebný na neutralizáciu 100 mililitrov 0,01 M Ca(OH)_dvaRiešenie?

HCl je silná kyselina a vo vode sa úplne disociuje na H⁺a Cl^-. Na každý mol HCl pripadá jeden mol H⁺. Pretože koncentrácia HCl je 0,075 M, koncentrácia H⁺bude 0,075 mil.

Ca(OH)_dvaje silná báza a vo vode sa úplne rozloží na Ca²⁺a OH^-. Pre každý mól Ca(OH)_dvatam bude dvoch krtkov OH^-. Koncentrácia Ca(OH)_dvaje 0,01 M, takže [OH^-] bude 0,02 M.

Takže roztok bude neutralizovaný, keď počet mólov H⁺sa rovná počtu mólov OH^-.

Krok 1: Vypočítajte počet krtkov OH^-.
• Molarita = mol/objem
• mol = molarita x objem
• mol OH^-= 0,02 M/100 mililitrov
• mol OH^-= 0,02 M/0,1 litra
• mol OH^-= 0,002 mol
Krok 2: Vypočítajte potrebný objem HCl
• Molarita = mol/objem
• Objem = mol/molarita
• Objem = mol H⁺/0,075 Molarita
• krtkovia H⁺= mol OH^-
• Objem = 0,002 mol/0,075 molarita
• Objem = 0,0267 litra
• Objem = 26,7 mililitrov HCl

Vykonanie výpočtu

Na neutralizáciu 100 mililitrov 0,01 molárneho roztoku Ca(OH)2 je potrebných 26,7 mililitrov 0,075 M HCl.

Najčastejšou chybou, ktorú ľudia robia pri vykonávaní tohto výpočtu, je nepočítanie s počtom mólov ióny vzniká, keď kyselina alebo zásada disociuje. Je to ľahké pochopiť: pri disociácii kyseliny chlorovodíkovej vzniká iba jeden mól vodíkových iónov, no je tiež ľahké zabudnúť, že to nie je pomer 1:1 k počtu mólov hydroxidu uvoľneného hydroxidom vápenatým (alebo inými zásadami s dvojmocnými alebo trojmocnými katiónmi). ).

Ďalšou častou chybou je jednoduchá matematická chyba. Presvedčte sa previesť mililitre roztoku na litre keď vypočítate molaritu svojho roztoku!

Zdroje

• Skoog, D.A; West, D.M.; Holler, J.F.; Crouch, S.R. (2004). Základy analytickej chémie (8. vydanie). Thomson Brooks/Cole. ISBN 0-03-035523-0.
• Snoeyink, V. L.; Jenkins, D. (1980). Vodná chémia: Chemické rovnováhy a rýchlosti v prírodných vodách . New York: Wiley. ISBN 0-471-51185-4.
• Bubon, Alexander; Lipping, Lauri; Pláž Kaljur, Ivari; Koppel, Ilmar A.; Leito, Ivo (2016). „Kyslosť silných kyselín vo vode a dimetylsulfoxide“. Journal of Physical Chemistry A . 120 (20): 3663–3669. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253
• Zumdahl, Steven S. (2009). Chemické princípy (6. vydanie). New York: Houghton Mifflin Company.