Реакция нейтрализации
Взаимодействие кислоты и основания с образованием соли и воды называется реакцией нейтрализации. Обычно такие реакции протекают с выделением тепла.
Содержание
Общее описание
Суть нейтрализации заключается в том, что кислота и основание, обмениваясь активными частями, нейтрализуют друг друга. В результате образуется новое вещество (соль) и нейтральная среда (вода).
Простой и наглядный пример реакции нейтрализации — взаимодействие соляной кислоты и едкого натра:
HCl + NaOH → NaCl + H2O.
Если окунуть лакмусовую бумажку в раствор соляной кислоты и едкого натра, она станет пурпурной, то есть покажет нейтральную реакцию (красная — кислая, синяя — щелочная). Раствор двух активных соединений превращается в воду за счет обмена натрия и хлора, поэтому ионное уравнение этой реакции выглядит следующим образом:
Н+ + ОН– → Н2О.
После нагревания полученного раствора вода испарится, а поваренная соль NaCl останется в пробирке.
Рис. 1. Солеобразование после выпаривания.
В таких реакциях незаменимым продуктом является вода.
Примеры
Реакции нейтрализации могут протекать между сильными и слабыми кислотами и щелочами. Рассмотрим два типа реакций:
- необратимые реакции – образовавшаяся соль не распадается на составляющие ее вещества – кислоту и щелочь (они протекают в одном направлении);
- обратимые реакции: образовавшиеся соединения могут распадаться на исходные вещества и снова взаимодействовать (течь в обоих направлениях).
Примером реакции первого типа является взаимодействие сильной кислоты с сильным основанием:
- H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O;
- HNO3 + KOH → KNO3 + H2O.
Обратимые реакции происходят при нейтрализации слабой кислоты сильным основанием, а также слабого основания слабой кислотой:
- H2SO3 + 2NaOH ↔ Na2SO3 + 2H2O;
- Fe(OH)3 + H3PO4 ↔ FePO4 + 3H2O.
Нерастворимые или малорастворимые слабые основания (Fe(OH)3, Fe(OH)2, Mg(OH)2, Zn(OH)2) также нейтрализуются сильной кислотой. Например, гидроксид меди не растворяется в воде, но при взаимодействии с азотной кислотой образует соль (нитрат меди) и воду:
Cu(OH)2 + 2HNO3 ↔ Cu(NO3)2 + 2H2O.
Рис. 2. Взаимодействие гидроксида меди с кислотой.
Реакции нейтрализации экзотермические, они протекают с выделением тепла.
Использование
Реакции нейтрализации лежат в основе объемного анализа или титрования. Это метод количественного анализа концентрации веществ. Метод используется в медицине, например, для определения кислотности желудочного сока, а также в фармакологии.
Рис. 3. Степень.
Кроме того, важно практическое применение нейтрализации в лаборатории: если пролилась кислота, ее можно нейтрализовать щелочью.