8.4: Кислотно-основи реакції: Нейтралізація

Last updated
Save as PDF

Page ID: 18176

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

У главі 5 ми розглянули окремий випадок реакції подвійного заміщення, при якій кислота вступала в реакцію з основою, щоб дати воду і пару іонів в розчині. У контексті теорії Бронстеда основу можна розглядати як іонну сполуку, яка виробляє гідроксид аніон у розчині. Таким чином, гідроксид натрію\(\ce{NaOH}\), іонізується, утворюючи катіон натрію і гідроксид аніон (\(\ce{OH^{-}}\)).

\[\ce{NaOH (aq) -> Na^{+} (aq) + OH^{-} (aq)}\nonumber \]

Ми написали це рівняння за допомогою однієї стрілки, оскільки гідроксид натрію є сильною основою і по суті 100% іонізується в розчині. Гідроксид аніон (\(\ce{OH^{–}}\)) реагує з іоном гідронію (\(\ce{H3O^{+}}\)), утворюючи два молі води, як показано в рівнянні, наведеному нижче.

\[\ce{H3O+ + OH^{-} -> 2 H2O}\nonumber \]

Таким чином, якщо у вас є водні розчини\(\ce{HCl}\) і\(\ce{NaOH}\), відбувається наступний процес:

\(\ce{HCl}\)іонізується з утворенням іона водню:\[\ce{HCl (aq) + H2O -> H3O^{+} (aq) + Cl^{-} (aq)}\nonumber \]
\(\ce{NaOH}\)іонізує з утворенням гідроксиду аніону:\[\ce{NaOH (aq) -> Na^{+} (aq) + OH^{-} (aq)}\nonumber \]
\(\ce{OH^{-}}\)\(\ce{H3O^{+}}\)реагує з утворенням двох родимок води:\[\ce{H3O^{+} + OH^{-} -> 2 H2O}\nonumber \]

Якщо скласти набір з трьох рівнянь, то побачимо, що іони гідронію і гідроксиду з'являються по обидва боки стрілки і скасовуються, залишаючи:

\[\ce{HCl (aq) + NaOH (aq) -> H2O + NaCl (aq)}\label{1} \]

У Equation\ ref {1} ми не показали додаткову воду з іона гідронію і ми згрупували іони натрію і хлориду як NaCl (aq), з розумінням того, що вона буде повністю іонізована у водному розчині. Це приклад реакції нейтралізації; кислота і основа відреагували з утворенням води. Коли ми пишемо рівняння нейтралізації, ми, як правило, не показуємо іони гідронію або гідроксиду, і ми, як правило, показуємо іонні види як різні сполуки. Таким чином, рівняння нейтралізації дуже схожі на інші подвійні заміни, які ми вивчали в розділі 5.

Вправа\(\PageIndex{1}\)

Для кожного з наступного напишіть збалансоване рівняння нейтралізації:

Реакція гідроксиду кальцію з соляною кислотою.
Реакція гідроксиду натрію з сірчаною кислотою (обидві іонізації).
Реакція гідроксиду барію з азотною кислотою.

Вправа\(\PageIndex{2}\)

Напишіть збалансоване рівняння нейтралізації для реакції гідроксиду кальцію з сірчаною кислотою