Реакция нейтрализации — примеры химических уравнений

Химический процесс, при котором кислота и щёлочь образуют воду и соль, называется реакцией нейтрализации. Реагировать между собой могут сильные и слабые вещества. При этом выделяется тепловая энергия. Эти свойства химических веществ нашли практическое применение в фармакологии, медицине и промышленности.

Реакция нейтрализации — примеры химических уравнений

Общие принципы

Реакция нейтрализации — примеры химических уравнений

Сущность реакции нейтрализации заключается в том, что кислота и основание вступают во взаимодействие. Они обмениваются активными компонентами. Происходит нейтрализация обоих составляющих. В итоге получается вода и соль, имеющие нейтральную реакцию среды.

Общий принцип взаимодействия выглядит следующим образом: кислота соединяется со щёлочью, обменивается активными компонентами, в результате чего получается нейтральная соль и вода.

Наиболее простым примером реакции нейтрализации может стать взаимодействие гидроксида натрия с соляной кислотой. Формула представлена так:

NaOH + HCl → NaCl + H2O.

Перед соединением этих веществ можно проверить их реакцию с помощью лакмусовой бумаги:

  • В присутствие соляной кислоте лакмус окрасится в красный цвет.
  • В щелочном растворе гидроксида натрия — в синий.
  • После смешивания растворов бумажка покажет нейтральную реакцию, то есть будет фиолетовой.
  • Ионное уравнение нейтрализации выглядит так: H+ + OH— → H2O.

    Реакция нейтрализации — примеры химических уравнений

    Если получившийся раствор нагреть, вода постепенно испарится. В колбе останется осадок — поваренная соль (хлорид натрия).

    Чтобы лучше понять, что такое реакция нейтрализации в химии, важно помнить, что 2 сложных вещества обмениваются между собой частями. В итоге получается 2 новых сложных компонента. Таким образом, нейтрализация — это частный случай большой группы реакций обмена.

    Некоторые основания не растворяются в воде, но хорошо растворяются в кислотах. В результате взаимодействия тоже образуется вода и соль. Примером может быть реакция между нерастворимым гидроксидом меди и серной кислотой. В итоге получается медный купорос и вода.

    Виды реакции

    Процесс химической нейтрализации может происходить между веществами с разной активностью: сильной кислотой и таким же основанием или между слабой кислотой и сильной щёлочью. В химии выделяют 2 типа реакции:

    Реакция нейтрализации — примеры химических уравнений

  • Необратимые — получившиеся вещества не распадаются, то есть реакция протекает в 1 сторону. Обычно так протекает реакция сильной кислоты и сильного основания.
  • Обратимые — протекают в обе стороны. То есть соль может распадаться и снова получается кислота и основание. Встречаются, если слабый компонент встречается с сильным.
  • Реакции нейтрализации относятся к разряду экзотермичных. При взаимодействии выделяется много энергии в виде тепла. Количество выделенной энергии — относительный показатель, который получил название теплового эффекта химической реакции.

    Мера энергии, накопленной веществом при образовании, называется энтальпией. В экзотермических реакциях значение энтальпии всегда бывает отрицательным.

    Названия солей

    Все международные химические названия солей, полученных в результате нейтрализации, строятся по единому принципу и состоят из двух слов. Первое слово — это наименование кислотного остатка. Оно является производным от латинского названия кислоты:

    Реакция нейтрализации — примеры химических уравнений

    • серной — сульфат;
    • азотной — нитрат;
    • соляной — хлорид;
    • фосфорной — фосфат и пр.

    Второе слово в названии соли — это наименование металла. У некоторых элементов периодической таблицы валентность изменяется. В этом случае она указывается в скобках.

    В качестве примера можно привести названия солей:

    • фосфат калия — K3PO4;
    • сульфат меди — CuSO4;
    • нитрат натрия — NaNO3.

    Это утверждение верно и для обратной ситуации — по названию соли можно определить её химическую формулу. Вначале записывается символ, которым металл обозначается в периодической таблице. Затем добавляется формула кислотного остатка.

    Следующий шаг — определение валентности обеих частей. Теперь нужно найти для них наименьшее общее кратное и разделить его на валентность каждой части соли. Значит, в результате получается количество атомов металла в формуле и количество кислотных остатков.

    Кислотный остаток может иметь сложную структуру и содержать в себе несколько разных атомов (азотная, серная, фосфорная кислоты и пр.). При составлении формулы соли кислотный остаток вписывается в скобки. За ними цифровым индексом обозначается количество остатков.

    Титрование и химический эквивалент

    Реакция нейтрализации связана с процедурой титрования. В химии так принято называть определение количества щёлочи или кислоты в растворе. Для этого берётся реагент с заданной заранее молярной концентрацией. Вычисляется, сколько его нужно для осаждения искомого вещества. При титровании используется понятие химической эквивалентности:

    Реакция нейтрализации — примеры химических уравнений

  • Для кислоты химический эквивалент — это количество кислоты, которое в реакции со щёлочью выделяет 1 моль ионов водорода.
  • Для основания это показатель количества, которое выделяет 1 моль ионов OH—.
  • Если реагируют одинаковые химические эквиваленты, нейтрализация называется полной. В этом случае в растворе не останется кислоты или щёлочи, не вступившей в реакцию. Масса эквивалента кислоты или основания в граммах называется грамм-эквивалентом.

    Все кислоты, которые выделяют из 1 молекулы 1 ион водорода, подчиняются следующей закономерности: их химический эквивалент равняется 1 молю вещества. Молекулярная масса таких соединений равна 1 грамм-эквиваленту.

    Если вещество выделяет из 1 молекулы 2 иона водорода, его грамм-эквивалент равен половине молекулярной массы, а 1 моль соответствует 2 химическим эквивалентам.

    С этим химическим процессом связано ещё одно понятие — нормальность или нормальная концентрация вещества. Этот фактор отражает, сколько эквивалентов содержит 1 литр раствора.

    Применение на практике

    Методы нейтрализации положены в основу титриметрического анализа. Титрование используется во многих сферах:

    Реакция нейтрализации — примеры химических уравнений

  • В диагностике заболеваний пищеварительной системы титрование применяют для определения количества соляной кислоты в желудочном соке.
  • В лабораторной диагностике применяется реакция нейтрализации для определения буферной ёмкости плазмы крови.
  • Многие тяжёлые заболевания и угрожающие жизни состояния сопровождаются сдвигом рН биологических жидкостей. Сдвиг может произойти в кислую сторону (ацидоз) или в щелочную (алкалоз). Чтобы скорректировать кислотно-основное равновесие, необходимо определить рН.
  • Чтобы сократить содержание в крови щелочных компонентов, при метаболическом ацидозе в качестве экстренной меры используют внутривенное вливание щелочного раствора (бикарбоната натрия, лактата натрия, Трисамина). В результате происходит выравнивание баланса в организме.
  • Для коррекции алкалоза вводят раствор аскорбиновой кислоты. Она нейтрализует избыток щелочных оснований.
  • Наиболее широко используются реакции нейтрализации при лечении болезней желудка. При повышенной кислотности назначают антацидные средства — оксид магния, карбонат кальция и пр.
  • В фармакологии и аналитической химии титрование применяют для определения количества органических и неорганических кислот в составе вещества. Кроме того, метод позволяет определить, проходят ли лекарственные средства через клеточные мембраны и с какой скоростью.
  • Метод нейтрализации используется в пищевой и химической промышленности. С его помощью определяют количество кислоты или щёлочи в том или ином веществе, продукте или жидкости.
  • Нередко эта химическая реакция используется в быту. При проливе уксусной или другой кислоты на кожу может возникнуть ожог. В качестве первой помощи необходимо тщательно промыть место чистой водой, после чего обработать содовым раствором. Той же тактики придерживаются при ожоге едкой щёлочью. В качестве нейтрализатора используется лимонная или уксусная кислота в слабом разведении.

    Беликова Ирина

    Учитель физики, информатики и вычислительной техники. Победитель конкурса лучших учителей Российской Федерации в рамках Приоритетного Национального Проекта "Образование".

    Оцените автора
    Добавить комментарий

    Вставить формулу как
    Блок
    Строка
    Дополнительные настройки
    Цвет формулы
    Цвет текста
    #333333
    Используйте LaTeX для набора формулы
    Предпросмотр
    \({}\)
    Формула не набрана
    Вставить
    Adblock
    detector