Kaip neutralizuoti bazę rūgštimi

Arindamas Ghoshas / Getty Images

Kai rūgštis ir bazė reaguoja viena su kita, įvyksta neutralizacijos reakcija, susidaro druska ir vanduo. Vanduo susidaro iš H derinio⁺jonai iš rūgšties ir OH^-jonų iš bazės. Stiprios rūgštys ir tvirti pagrindai visiškai disocijuoja, todėl reakcijos metu gaunamas neutralaus pH tirpalas (pH = 7). Dėl visiško disociacija stiprių rūgščių ir bazių, jei jums duota rūgšties arba bazės koncentracija, galite nustatyti kitos cheminės medžiagos tūrį arba kiekį, reikalingą jai neutralizuoti. Šis pavyzdinis uždavinys paaiškina, kaip nustatyti, kiek rūgšties reikia, kad būtų neutralizuotas žinomas bazės tūris ir koncentracija.

Pagrindiniai dalykai: rūgščių ir šarmų neutralizavimas

• Išspręsti chemijos problemą, kai stipri rūgštis neutralizuoja stiprią bazę, yra paprasta, nes ir rūgštis, ir bazė visiškai atsiskiria.
• Priešingai, neutralizuojant silpną rūgštį ir (arba) silpną bazę, reikia žinoti ir naudoti disociacijos konstantą.
• Neutralizacija vyksta toje vietoje, kur H molių skaičius⁺lygus OH molių skaičiui^-.

Neutralizacijos reakcijos apžvalga

Neutralizacija priklauso nuo rūgšties ir bazės disociacijos. Disociacija yra tada, kai rūgštis arba bazė skyla į jo sudedamąsias dalis. Neutralizacijos reakcijoje dalyvaujantys jonai yra H⁺iš rūgšties ir OH^-nuo pagrindo. Bendra reakcijos forma yra tokia:

rūgštis + bazė → druska + vanduo
AH + B → A + BH

Pavyzdžiui, kai druskos rūgštis (HCl) reaguoja su natrio hidroksidu (NaOH), susidaro valgomoji druska arba natrio chloridas (NaCl) ir vanduo:

HCl + NaOH → NaCl + H_duO

Neutralizacijai reikia vienodo kiekio H+ ir OH-. Taigi, žinodami rūgšties arba bazės tūrį ir koncentraciją, galite rasti reakcijos partnerio tūrį ir koncentraciją.

Rūgščių ir šarmų neutralizavimo problemos sprendimas

Kokio tūrio 0,075 M HCl reikia norint neutralizuoti 100 mililitrų 0,01 M Ca(OH)_dusprendimas?

HCl yra stipri rūgštis ir visiškai disocijuos vandenyje iki H⁺ir Cl^-. Kiekvienam HCl moliui bus vienas molis H⁺. Kadangi HCl koncentracija yra 0,075 M, H koncentracija⁺bus 0,075 mln.

Ca(OH)_duyra stipri bazė ir visiškai disocijuos vandenyje iki Ca²⁺ir OH^-. Kiekvienam Ca(OH) moliui_dubus du apgamai OH^-. Ca(OH) koncentracija_duyra 0,01 M, taigi [OH^-] bus 0,02 mln.

Taigi, tirpalas bus neutralizuotas, kai H molių skaičius⁺lygus OH molių skaičiui^-.

1 veiksmas: apskaičiuokite apgamų skaičius OH^-.
• Moliškumas = apgamai/tūris
• apgamai = moliškumas x tūris
• moliai OH^-= 0,02 M/100 mililitrų
• moliai OH^-= 0,02 M/0,1 litro
• moliai OH^-= 0,002 molio
2 veiksmas: apskaičiuokite reikiamą HCl tūrį
• Moliškumas = moliai/tūris
• Tūris = moliai / moliškumas
• Tūris = moliai H⁺/0,075 Moliškumas
• apgamai H⁺= moliai OH^-
• Tūris = 0,002 molio/0,075 moliškumas
• Tūris = 0,0267 litro
• Tūris = 26,7 mililitrų HCl

Skaičiavimo atlikimas

Norint neutralizuoti 100 mililitrų 0,01 molio Ca(OH)2 tirpalo, reikia 26,7 mililitrų 0,075 M HCl.

Dažniausia klaida, kurią žmonės daro atlikdami šį skaičiavimą, yra tai, kad neatsižvelgiama į apgamų skaičių jonų susidaro, kai rūgštis arba bazė disocijuoja. Nesunku suprasti: disocijuojant druskos rūgščiai susidaro tik vienas molis vandenilio jonų, tačiau taip pat lengva pamiršti, kad tai nėra 1:1 santykis su hidroksido molių skaičiumi, kurį išskiria kalcio hidroksidas (arba kitos bazės, turinčios dvivalečius ar trivalečius katijonus). ).

Kita dažna klaida yra paprasta matematikos klaida. Įsitikinkite, kad jums paversti mililitrus tirpalo į litrus kai apskaičiuojate savo tirpalo moliškumą!

Šaltiniai

• Skoog, D.A; Vakaras, D.M.; Holeris, J. F.; Crouchas, S.R. (2004). Analitinės chemijos pagrindai (8 leidimas). Thomsonas Brooksas / Cole'as. ISBN 0-03-035523-0.
• Snoeyink, V.L.; Jenkins, D. (1980). Vandens chemija: cheminė pusiausvyra ir normos natūraliuose vandenyse . Niujorkas: Wiley. ISBN 0-471-51185-4.
• Būgnas, Aleksandras; Lipingas, Lauri; Kaljur paplūdimys, Ivari; Koppelis, Ilmaras A.; Leito, Ivo (2016). „Stiprių rūgščių rūgštingumas vandenyje ir dimetilsulfokside“. Fizinės chemijos žurnalas A . 120 (20): 3663–3669. doi: 10.1021/acs.jpca.6b02253
• Zumdahl, Steven S. (2009). Cheminiai principai (6 leidimas). Niujorkas: „Houghton Mifflin Company“.