Kako nevtralizirati bazo s kislino

Arindam Ghosh / Getty Images

Ko kislina in baza reagirata druga z drugo, pride do reakcije nevtralizacije, pri čemer nastaneta sol in voda. Voda nastane iz kombinacije H⁺ioni iz kisline in OH^-ioni iz baze. Močne kisline in močne baze popolnoma disociirajo, tako da reakcija daje raztopino z nevtralnim pH (pH = 7). Zaradi popolnega disociacija močnih kislin in baz, če vam je podana koncentracija kisline ali baze, lahko določite prostornino ali količino druge kemikalije, potrebne za njeno nevtralizacijo. Ta primer problema pojasnjuje, kako določiti, koliko kisline je potrebno za nevtralizacijo znanega volumna in koncentracije baze.

Ključni zaključki: kislinsko-bazična nevtralizacija

• Reševanje kemijskega problema, kjer močna kislina nevtralizira močno bazo, je preprosto, ker tako kislina kot baza popolnoma disociirata.
• Nasprotno pa nevtralizacija, ki vključuje šibko kislino in/ali šibko bazo, zahteva, da poznate in uporabljate disociacijsko konstanto.
• Nevtralizacija se pojavi na mestu, kjer se število molov H⁺je enako številu molov OH^-.

Pregled nevtralizacijske reakcije

Nevtralizacija temelji na disociaciji kisline in baze. Pri disociaciji kislina ali baza razpade na svoje sestavne ione. Ioni, ki sodelujejo v reakciji nevtralizacije, so H⁺iz kisline in OH^-iz baze. Splošna oblika reakcije je:

kislina + baza → sol + voda
AH + B → A + BH

Na primer, ko klorovodikova kislina (HCl) reagira z natrijevim hidroksidom (NaOH), proizvede kuhinjsko sol ali natrijev klorid (NaCl) in vodo:

HCl + NaOH → NaCl + H_dvaO

Nevtralizacija zahteva enake količine H+ in OH-. Če torej poznate prostornino in koncentracijo kisline ali baze, lahko ugotovite prostornino in koncentracijo njenega partnerja v reakciji.

Reševanje problema kislinsko-bazične nevtralizacije

Kakšna prostornina 0,075 M HCl je potrebna za nevtralizacijo 100 mililitrov 0,01 M Ca(OH)_dvarešitev?

HCl je močna kislina in bo v vodi popolnoma disociirala na H⁺in Cl^-. Za vsak mol HCl bo en mol H⁺. Ker je koncentracija HCl 0,075 M, je koncentracija H⁺bo 0,075 M.

Ca(OH)_dvaje močna baza in bo v vodi popolnoma disociiral na Ca²⁺in OH^-. Za vsak mol Ca(OH)_dvatam bo dva mola od OH^-. Koncentracija Ca(OH)_dvaje 0,01 M, torej [OH^-] bo 0,02 M.

Torej bo raztopina nevtralizirana, ko bo število molov H⁺je enako številu molov OH^-.

1. korak: Izračunajte število molov od OH^-.
• Molarnost = moli/volumen
• moli = Molarnost x Prostornina
• moli OH^-= 0,02 M/100 mililitrov
• moli OH^-= 0,02 M/0,1 litra
• moli OH^-= 0,002 mola
2. korak: Izračunajte potrebno količino HCl
• Molarnost = moli/volumen
• Prostornina = moli/molarnost
• Prostornina = mol H⁺/0,075 Molarnost
• moli H⁺= moli OH^-
• Prostornina = 0,002 mola/0,075 Molarnost
• Prostornina = 0,0267 litra
• Prostornina = 26,7 mililitrov HCl

Izvajanje izračuna

Za nevtralizacijo 100 mililitrov 0,01-molarne raztopine Ca(OH)2 je potrebnih 26,7 mililitrov 0,075 M HCl.

Najpogostejša napaka, ki jo ljudje naredijo pri tem izračunu, je, da ne upoštevajo števila molov ioni nastane, ko kislina ali baza disociira. To je enostavno razumeti: pri disociaciji klorovodikove kisline nastane samo en mol vodikovih ionov, vendar je prav tako enostavno pozabiti, da ni razmerje 1:1 s številom molov hidroksida, ki ga sprosti kalcijev hidroksid (ali druge baze z dvo- ali trivalentnimi kationi). ).

Druga pogosta napaka je preprosta matematična napaka. Prepričaj se da pretvorite mililitre raztopine v litre ko izračunate molarnost svoje raztopine!

Viri

• Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler, J.F.; Crouch, S.R. (2004). Osnove analizne kemije (8. izdaja). Thomson Brooks/Cole. ISBN 0-03-035523-0.
• Snoeyink, V.L.; Jenkins, D. (1980). Vodna kemija: kemijska ravnovesja in stopnje v naravnih vodah . New York: Wiley. ISBN 0-471-51185-4.
• Drum, Aleksander; Lipping, Lauri; plaža Kaljur, Ivari; Koppel, Ilmar A.; Leito, Ivo (2016). 'Kislost močnih kislin v vodi in dimetil sulfoksidu'. Journal of Physical Chemistry A . 120 (20): 3663–3669. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253
• Zumdahl, Steven S. (2009). Kemijska načela (6. izdaja). New York: Houghton Mifflin Company.