Особенности ионно молекулярных уравнений реакций нейтрализации с участием слабых кислот и оснований (2 видео)

Особенности ионно молекулярных уравнений реакций нейтрализации с участием слабых кислот и оснований

24. Реакции нейтрализации

Реакциями нейтрализации называются обменные реакции взаимодействия кислот и оснований, в резуль–тате которых образуются соль и вода.

Рассмотрим различные типы реакций нейтрализации.

1. Нейтрализация сильного основания сильной кис–лотой:

Молекулярно-ионное уравнение такой реакции Н + + OН — > Н₂O

и отрицательное значение энергии Гиббса ?G° пока–зывают, что равновесие практически смещено в сто–рону образования воды.

Общим случаем реакции нейтрализации является взаимодействие кислот и оснований, различающихся по силе (степени диссоциации). Эти реакции не дохо–дят до конца вследствие протекания обратной реакции гидролиза соли.

2. Нейтрализация слабой кислоты сильным основа–нием:

или в молекулярно-ионном виде:

В данном случае реакция нейтрализации обратима. Обратима и реакция нейтрализации слабого основа–ния сильной кислотой:

или в молекулярно-ионном виде:

а также – слабого основания слабой кисло–той:

или в молекулярно-ионном виде:

В данных системах равновесие сильно смещено вправо, так как вода значительно более слабый элек–тролит, чем синильная кислота, аммиак и уксусная ки–слота.

Реакции нейтрализации лежат в основе метода нейтра–лизации. Этот метод используют в клинических лабора–ториях для определения кислотности желудочного сока, буферной емкости плазмы крови. В фармакологии его применяют для количественного анализа неорганиче–ских кислот (соляной, серной, борной) и органических кислот (уксусной, бензойной, винной, лимонной, сали–циловой). В биофармацевтических исследованиях методом нейтрализации определяют рКа кислот и рКь оснований, так как по значению этих величин можно прогнозировать способность лекарственных препара–тов проходить через биологические мембраны.

Применяют кислотно-основное титрование для опре–деления рК_а аминокислот и рК_а диссоциирующих групп, входящих в белки. По кривым титрования белков, полу–ченным при двух различных температурах, можно опре–делить число карбоксильных, имидазольных и других групп. Титрование аминокислот и белков дает возмож–ность определить их изоэлектрические точки.

Под гидролизом понимают реакцию разложения ве–щества водой.

Гидролизу могут подвергаться химические соедине–ния различных классов: белки, жиры, углеводы, эфиры, соли и т. д. В неорганической химии чаще всего встре–чаются с гидролизом солей.

Содержание

Ионно-молекулярные уравнения
Реакция нейтрализации в химии: объяснение, примеры, уравнения и решение
Содержание:
Характеристика нейтрализации
Примеры реакций нейтрализации
Задачи на реакции нейтрализации
Применение реакций нейтрализации
💥 Видео

Видео:КИСЛОТЫ В ХИМИИ — Химические Свойства Кислот. Реакция Кислот с Основаниями, Оксидами и МеталламиСкачать

Ионно-молекулярные уравнения

При нейтрализации любой сильной кислоты любым сильным основанием на каждый моль образующейся воды выделяется около 57,6 кДж теплоты:

Этот факт говорит о том, что подобные реакции сводятся к одному процессу. Уравнение этого процесса можно получить, если рассматривать подробнее одну из приведенных реакций, например первую. Перепишем ее уравнение, записывая сильные электролиты в ионной форме, поскольку они существуют в растворе в виде ионов, а слабые — в молекулярной, поскольку они находятся в растворе преимущественно в виде молекул (вода — очень слабый электролит, см. § 90):

Из получившегося уравнения видно, что в ходе реакции ионы Na + и CF не претерпели изменений. Если переписать уравнение еще раз, исключив эти ионы из обеих частей уравнения, то получится:

Таким образом, реакции нейтрализации любой сильной кислоты любым сильным основанием сводятся к одному и тому же процессу — к образованию молекул воды из ионов водорода и гидроксид-ионов. Ясно, что тепловые эффекты этих реакций тоже должны быть одинаковы.

Строго говоря, реакция образования воды из ионов обратима, что можно выразить уравнением

Однако, как будет показано ниже, вода — очень слабый электролит и диссоциирует лишь в ничтожно малой степени. Иначе говоря, равновесие между молекулами воды и ионами сильно смещено в сторону образования молекул. Поэтому практически реакция нейтрализации сильной кислоты сильным основанием протекает до конца.

При смешивании раствора какой-либо соля серебра с соляной кислотой или с раствором любой ее соли всегда образуется характерный белый творожистый осадок хлорида серебра:

Подобные реакции также сводятся к одному процессу. Для того чтобы получить его ионно-молекулярное уравнение, перепишем, например, уравнение первой реакции, записывая сильные электролиты, как и в предыдущем примере, в ионной форме, а вещество, находящееся в осадке, в молекулярной:

Как видно, ионы H + и NOj не претерпевают изменений в ходе реакции. Поэтому исключим их и перепишем уравнение еще раз:

Это и есть ионно-молекулярное уравнение рассматриваемого процесса.

Здесь также надо иметь в виду, что осадок хлорида серебра находится в равновесии с ионами Ag + и CK в растворе, так что процесс, выраженный последним уравнением, обратим:

Однако вследствие малой растворимости хлорида серебра это равновесие очень сильно смещено вправо. Поэтому можно считать, что реакция образования AgCl из ионов практически доходит до конца.

Образование осадка AgCl будет наблюдаться всегда, когда в одном растворе окажутся в значительной концентрации ионы Ag + и Cl — . Поэтому с помощью ионов серебра можно обнаружить присутствие в растворе ионов Cl — и, наоборот, с помощью хлорид-ионов — присутствие ионов серебра; ион Cl — может служить реактивом на ион Ag + , а ион Ag + — реактивом на ион Cl — .

В дальнейшем будет широко использована ионно-молекулярная форма записи уравнений реакций с участием электролитов.

Для составления ионно-молекулярных уравнений надо знать, какие соли растворимы в воде и какие практически нерастворимы. Общая характеристика растворимости в воде важнейших солей приведена в табл. 15.

Растворимость важнейших солей в воде

Анионы и катионы

Растворимы все соли

Растворимы все соли, кроме AgCl, CuCl, PbCl₂ и Hg₂Cl₂

Растворимы все соли, кроме BaSO₄, SrSO₄ и PbSO₄; малорастворим CaSO₄

Из средних солей растворимы только соли натрия, калия и аммония

Растворимы почти все соли

Ионно-молекулярные уравнения помогают понять особенности протекания реакций между электролитами. Рассмотрим в качестве примера несколько реакций, протекающих с участием слабых кислот и оснований.

Нейтрализация любой сильной кислоты любым сильным основанием сопровождается одним и тем же тепловым эффектом, так как она сводится к одному и тому же процессу — образованию молекул воды из ионов водорода и гидроксид-иона. Однако при нейтрализации сильной кислоты слабым основанием, слабой кислоты сильным или слабым основанием тепловые эффекты различны. Напишем ионномолекулярные уравнения подобных реакций.

Нейтрализация слабой кислоты (уксусной) сильным основанием (гидроксидом натрия):

Здесь сильные электролиты — гидроксид натрия и образующаяся соль, а слабые — кислота и вода:

Как видно, не претерпевают изменений в ходе реакции только ионы натрия. Поэтому ионно-молекулярное уравнение имеет вид:

Нейтрализация сильной кислоты (азотной) слабым основанием

Здесь в виде ионов мы должны записать кислоту и образующуюся соль, а в виде молекул — гидроксид аммония и воду:

Не претерпевают изменений ионы Опуская их, получаем ионно-молекулярное уравнение:

Нейтрализация слабой кислоты (уксусной) слабым основанием

В этой реакции все вещества, кроме образующейся соли, — слабые электролиты. Поэтому ионно-молекулярная форма уравнения имеет вид:

Из сравнения между собой полученных ионно-молекулярных уравнений видно, что все они различны. Поэтому понятно, что неодинаковы и теплоты рассмотренных реакций.

Как уже указывалось, реакции нейтрализации сильных кислот сильными основаниями, в ходе которых ионы водорода и гидроксид- ионы соединяются в молекулу воды, протекают практически до конца. Реакции же нейтрализации, в которых хотя бы одно из исходных веществ — слабый электролит и при которых молекулы малодиссоции- рующих веществ имеются не только в правой, но и в левой части ионно-молекулярного уравнения, протекают не до конца. Они доходят до состояния равновесия, при котором соль сосуществует с кислотой и основанием, от которых она образована. Поэтому уравнения подобных реакций правильнее записывать как обратимые реакции:

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Реакция нейтрализации в химии: объяснение, примеры, уравнения и решение

Содержание:

Реакция нейтрализации – это реакция между кислотой и основанием с формированием растворимой соли и воды.

Кислота + основание = соль + вода

Как правило, эти взаимодействия сопровождаются выделением тепла. Количество выделенной энергии — это тепловой эффект взаимодействия между соединениями. Реакция нейтрализации — это один из типов реакции обмена.

Видео:Реакция нейтрализации. Урок 26. Химия 7 класс.Скачать

Характеристика нейтрализации

H + +Cl — +K + +OH — =K + +Cl — +H₂O

Реакцию нейтрализации можно записать сокращенным ионным уравнением:

Если поместить лакмусовую бумажку в пробирку с кислотой, то она становится красной. Если ее поместить в пробирку со щелочью, то она становится синей. При взаимодействии щелочи и кислоты лакмус приобретает фиолетовый оттенок, что указывает на нейтральную среду.

Если получившийся раствор нагреть, то вода испарится, а в колбе останутся кристаллы соли.

Видео:Электролитическая диссоциация кислот, оснований и солей. 9 класс.Скачать

Примеры реакций нейтрализации

Реакции нейтрализации — это реакции ионного обмена. Необратимые реакции характерны для реакций сильной кислоты и сильного основания.

Полное ионное уравнение

H + +Br — +K + +OH — → K + + Br — + H₂O

Сокращенное ионное уравнение

Обратимые реакции наблюдаются при взаимодействии сильного основания и слабой кислоты.

Полное ионное уравнение

2Н + +SO₃ 2- +2Li + +2OH — ↔2Li + +SO₃ 2- +2H 2 O

Сокращенное ионное уравнение

Также обратимые реакции характерны для взаимодействий слабого основания и сильной кислоты.

Полное ионное уравнение

Сокращенное ионное уравнение

Не характерно для данной реакции.

Видео:Химия | Молекулярные и ионные уравненияСкачать

Задачи на реакции нейтрализации

Задача. Сколько мл гидроксида натрия NaOH необходимо для нейтрализации 0,1 моль серной кислоты H₂SO₄, при том что плотность гидроксида натрия NaOH равна 0,968 г/мл.

Дано:

Решение:

Ответ: V(NaOH)=8,264 мл

Найти: V(NaOH)-?

Видео:ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Применение реакций нейтрализации

Реакции нейтрализации активно используются в титровании. Их используют при определении уровня кислотности желудочного сока. Если в лаборатории проливается щелочь, то ее нейтрализуют и убирают. Таким образом, реакции нейтрализации активно используются человеком.