Mis on neutraliseerimine keemias. Mis on neutraliseerimisreaktsioon. Neutraliseerimise välised ilmingud
Tunni teema: "Neutraliseerimisreaktsioon kui näide vahetusreaktsioonist"
Tunni eesmärk: kujundada ettekujutus neutraliseerimisreaktsioonist kui vahetusreaktsiooni konkreetsest juhtumist.
Ülesanded:
Luua tingimused ideede arendamiseks neutraliseerimisreaktsiooni kui vahetusreaktsiooni konkreetse juhtumi kohta;
Laiendada õpilaste teadmisi hapete ja aluste omadustest;
Jätkata keemiliste reaktsioonide võrrandite koostamise oskuste arendamist;
Vaatlemise ja tähelepanu arendamine demonstratsioonikatse ajal.
Tunni tüüp : kombineeritud
Seadmed ja reaktiivid : vesinikkloriidhape, naatriumhüdroksiidi lahused, vask(II)hüdroksiid, fenoolftaleiin, katseklaasid.
Tundide ajal
Aja organiseerimine.
Poisid, jätkame oma teekonda läbi riigi nimega Keemia. Viimases tunnis tutvusime sihtasutuste nimelise linna ja selle elanikega. Selle linna peamised elanikud on vundamendid. Defineerige mõiste "sihtasutus". Noh, vaatame nüüd, kuidas sa oma kodutööd tegid.
Kodutööde kontrollimine.
№ 7, 8.
Teadmiste küsitlemine ja edasine täiendamine.
Milliseid anorgaaniliste ainete klasse te teate?
Defineerige mõisted "oksiidid", "happed", "soolad".
Milliste ainetega vesi reageerib?
Millised ained tekivad vee reageerimisel aluseliste ja happeliste oksiididega?
Kuidas tõestada, et hape tekib vee vastasmõjul happelise oksiidiga?
Mis on näitajad?
Mis näitajast sa räägid?
Leelisest olen kollane nagu palavikus,
Ma punastan hapetest, nagu häbist.
Ja ma otsin säästvat niiskust
Nii et see kolmapäev ei saanud mind haarata.
(Metüüloranž)
Happesse sattumine on tema jaoks ebaõnnestumine,
Kuid ta peab vastu ilma ohkamise ja nutmiseta.
Aga sellise blondi leelistes
Mitte elu ei alga, vaid tahked vaarikad.
(Fenoolftaleiin.)
Milliseid muid näitajaid teate?
Defineerige mõisted "happeline oksiid", "aluseline oksiid".
Millistesse rühmadesse baasid jagunevad?
Mis värvi on leelislahuses fenoolftaleiin, metüülapelsin, lakmus?
Uue materjali õppimine.
Te juba teate, et leelised on lahustuvad alused, nendega töötades tuleb järgida spetsiaalseid ohutu käitumise reegleid, kuna neil on meie nahka söövitav toime. Kuid neid saab "neutraliseerida", lisades neile happelahust - neutraliseerimiseks. Ja tänase tunni teema: "Neutraliseerimisreaktsioon vahetusreaktsiooni näitena" (teema jäädvustamine tahvlile ja vihikusse).
Tänase tunni eesmärk: kujundada ettekujutus neutraliseerimisreaktsioonist; õppida kirjutama neutraliseerimisreaktsioonide võrrandeid.
Tuletagem meelde, milliseid keemilisi reaktsioone te juba teate. Määrake reaktsiooni andmetüüp
Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH
2H 2 O = 2H 2 +O 2
Zn + 2HCl = ZnCl 2 +H 2
Määratlege seda tüüpi reaktsioonid.
Samuti teate juba, et kui leelisele lisada fenoolftaleiini, muutub lahus karmiinpunaseks. Kuid kui sellele lahusele lisada hapet, kaob värvus (dem. interaktsioonidNaOHjaHCl). See on neutraliseerimisreaktsioon.
Kirjutage tahvlile võrrand:NaOH + HCl=NaCl+H 2 O
Tulemuseks on sool ja vesi.
Proovime kõik koos määratleda neutraliseerimisreaktsiooni.
Neutraliseerimisreaktsioon ei kuulu ühegi seni tuntud reaktsioonitüübi hulka. See on vahetusreaktsioon. Vahetusreaktsiooni üldskeem: AB + CD = AD + CB
See tähendab, et see on reaktsioon keerukate ainete vahel, mille käigus nad vahetavad oma koostisosi.
Ja kes teab, mis hape on meie maos? Miks on teie arvates soovitatav kõrvetiste puhul, kui pilli käepärast pole, juua veidi soodalahust?
Fakt on see, et soodalahuses on ka aluseline keskkond ja kui me seda lahust joome, tekib neutraliseerimisreaktsioon. Sodalahus neutraliseerib meie maos leiduva vesinikkloriidhappe.
Kas arvate, et lahustumatud alused reageerivad hapetega? (Õpilane vastab). Dem. Cu(OH) interaktsioonid 2 ja HCl .
Kirjutage tahvlile võrrand:Cu(OH) 2 + 2 HCl = CuCl 2 + 2 H 2 O.
Ankurdamine
Lisage järgmised reaktsioonivõrrandid:
a) KOH+ H 2 NII 4 = …;
b) Fe(OH) 2 + HCl=…;
sisse) Ca(OH) 2 + H 2 NII 4 =…. .
Milliseid lähteaineid tuleb võtta järgmiste soolade saamiseks neutraliseerimisreaktsiooniga:Ca( EI 3 ) 2 ; NaI; BaSO 4.
Antud ained:HCl; H 2 NII 4 ; Fe( Oh) 3 . Kirjutage kõigi nendevaheliste võimalike neutraliseerimisreaktsioonide võrrandid.
Kehaline kasvatus: Õpetaja näitab aineid ja õpilased peavad kindlaks tegema, millisesse aineklassi aine kuulub ja sooritama järgmised toimingud: oksiid – käed üles, sool – püsti, hape – käed külgedele, alused – mitte midagi teha.
Üldistus
Täitke pakutud skeem
Anorgaaniliste ainete põhiklassid
NII 2 ; Na 2 Oh? ? ?
H 2 NII 4 ; HCl NaOH; Ca(OH) 2 CaCl 2; Na 2 NII 4
2. Lõpetage järgmised laused:
OH aatomite rühma nimetatakse...
Selle rühma valents on konstantne ja võrdne ....
Alused koosnevad aatomitest.... ja üks või mitu... .
Aluste keemilised omadused hõlmavad nende mõju .... Samal ajal omandavad indikaatorid värvi: lakmus - ....; fenoolftaleiin - ....; metüülapelsin - ....
Lisaks reageerivad alused .... .
Seda reaktsiooni nimetatakse ...
Selle reaktsiooni produktid on... ja …. .
Vahetusreaktsioon on reaktsioon... aineid, milles nad vahetavad oma ... osi.
Neutraliseerimisreaktsioon on reaktsiooni erijuht...
VII Peegeldus
Mida sa tänases tunnis õppisid? Kas oleme saavutanud tunnis püstitatud eesmärgid?
Kodutöö: § 33 nr 6, valmistuda praktiliseks tööks nr 6
Lisainformatsioon:Kas teadsite, et Vana-Venemaa naised pesid juukseid kuusetuha või päevalilletuha lahusega? Tuhalahus on katsudes seebine ja seda nimetatakse "leelis". Sellisel lahusel on leeliseline keskkond, nagu meie uuritavatel ainetel. Araabia keeles on tuhk al-kali.
Tähtsamate leeliste ajaloolised nimetused: naatriumhüdroksiid – seebikivi, kaaliumhüdroksiid – kaaliumhüdroksiid. Leelisi kasutatakse klaasi ja seebi valmistamiseks.
Müsteerium:
See sisaldab metalli ja hapnikku,
Pluss vesinik.
Ja see kombinatsioon
Helista -….. (all)
Leonid Tšueshkov
Ees on alati siin "tuhk",
Ja mis maha jääb.
Ta torkab ja torgib.
Ja esmapilgul on see lihtne,
Ja seda nimetatakse - ... (hape)
Leonid Tšueshkov
Neutraliseerimisreaktsioonide tüübid. Reaktsioon ise tähendab fookuste (mikroobid, happed ja toksiinid) kustutamist.
Neutraliseerimisreaktsioon meditsiinis
Neutraliseerimisreaktsiooni kasutatakse mikrobioloogias. See põhineb asjaolul, et mõned ühendid on võimelised siduma erinevate haiguste patogeene või nende ainevahetust. Selle tulemusena jäävad mikroorganismid ilma võimalusest kasutada oma bioloogilisi omadusi. See hõlmab ka viiruste inhibeerimisreaktsioone.Toksiinide neutraliseerimine toimub sarnase põhimõtte kohaselt. Põhikomponendina kasutatakse erinevaid antitoksiine, mis blokeerivad toksiinide toimet, takistades neil oma omadusi näidata.
Neutraliseerimisreaktsioon anorgaanilises keemias
Neutraliseerimisreaktsioonid on üks anorgaanilise aine aluseid. Neutraliseerimine viitab teatud tüüpi vahetusreaktsioonile. Reaktsiooni käigus saadakse sool ja vesi. Reaktsioonis kasutatakse happeid ja aluseid. Neutraliseerimisreaktsioonid on pöörduvad ja pöördumatud.pöördumatud reaktsioonid
Reaktsiooni pöörduvus sõltub koostisosade dissotsiatsiooniastmest. Kui kasutatakse kahte tugevat ühendit, siis neutraliseerimisreaktsioon ei saa naasta algsete ainete juurde. Seda võib näha näiteks kaaliumhüdroksiidi reaktsioonis lämmastikhappega:KOH + HNO3 – KNO3 + H2O;
Konkreetsel juhul muutub neutraliseerimisreaktsioon soola hüdrolüüsi reaktsiooniks.
Ioonsel kujul näeb reaktsioon välja järgmine:
H(+) + OH(-) > H2O;
Sellest võime järeldada, et tugeva happe reaktsioon tugeva alusega ei saa olla pöörduv.
Pöörduvad reaktsioonid
Kui reaktsioon toimub nõrga aluse ja tugeva happe või nõrga happe ja tugeva aluse või nõrga happe ja nõrga aluse vahel, siis on see protsess pöörduv.Pöörduvus tekib tasakaalusüsteemis paremale nihkumise tulemusena. Reaktsiooni pöörduvust võib näha, kui lähteainetena kasutatakse näiteks vesiniktsüaniidhapet, aga ka ammoniaaki.
Nõrk hape ja tugev alus:
HCN+KOH=KCN+H2O;
Ioonsel kujul:
HCN+OH(-)=CN(-)+H2O.
Nõrk alus ja tugev hape:
HCl+NH3-H2O=Nh4Cl+H2O;
Ioonsel kujul:
H(+)+NH3-H2O=NH4(+)+H2O.
Nõrk sool ja nõrk alus:
CH3COOH+NH3-H2O=CH3COONH4+H2O;
Ioonsel kujul:
CH3COOH+NH3-H2O=CH3COO(-)+NH4(+)+H2O.
Seni vaadeldud protolüütilistes interaktsioonides (nõrkade elektrolüütide ioniseerimine ja soolaioonide hüdrolüüs) oli vesi kohustuslik komponent, mille amfolüüdi omadusi avaldavad molekulid toimisid kas prootoni doonori või aktseptorina, tagades amfolüüdi omadustega molekulid. nende koostoimete esinemine. Vaatleme nüüd hapete ja aluste omavahelist otsest vastasmõju, s.t. neutraliseerimisreaktsioonid.
Neutraliseerimisreaktsioon on happe ja aluse vaheline protolüütiline reaktsioon, mille tulemusena moodustuvad sool ja vesi.
Sõltuvalt kaasatud happe ja aluse tugevusest võib neutraliseerimisreaktsioon olla praktiliselt pöördumatu või erineval määral pöörduv.
Kui mis tahes tugev hape interakteerub tugeva alusega (leelis), väljendatakse sellise reaktsiooni olemust, sõltumata reaktiivide olemusest, sama molekulaar-ioonvõrrandiga, kuna need reaktiivid on täielikult dissotsieerunud ioonideks. :
Tugeva happe neutraliseerimisel leelisega muutub süsteemi pH, mis vastab joonisel fig 1 näidatud neutraliseerimiskõverale. 8.1. Neutraliseerimiskõverat iseloomustab sel juhul suur ja järsk pH hüpe ekvivalentsusoleku (Veq) lähedal - Selle hüppe keskkoht vastab ekvivalentpunktile, kus [H + ] = [OH-] = = 1 10 - 7 mol/l, st pH = 7.
Tugeva happe neutraliseerimise reaktsiooni leelisega ja vastupidi on järgmised:
pöördumatus;
eksotermilisus ( H 0= -57,6 kJ/mol);
Väga suur kiirus, kuna interakteeruvad ainult liikuvad ioonid H + ja OH-;
PH hüpe neutraliseerimisel on suur ja järsk;
Ekvivalentsuspunkt pH = 7 juures.
Need tugevate hapete ja aluste vahelise neutraliseerimisreaktsiooni omadused tagasid selle laialdase kasutamise analüütilises praktikas hapete ja aluste kvantitatiivseks määramiseks uuritavates objektides.
Kõige tavalisem neutraliseerimisreaktsiooni juhtum on hapete ja aluste koostoime, mille tugevus on erinev. Mõelge nõrga happe HA neutraliseerimisele tugeva alusega (leelis):
Kuna HA ja H 2 0 on nõrgad elektrolüüdid, tekib protolüütiline tasakaal tugevate aluste OH- ja A- vahelise konkurentsi tõttu prootoni pärast ning seetõttu on sellele neutraliseerimisreaktsioonile iseloomulikud järgmised omadused:
pöörduvus;
PH hüpe neutraliseerimisel on väike ja vähem terav (joon. 8.2) ning happe tugevuse vähenemisel see väheneb ja ühtlustub;
Ekvivalentsuspunkt on pH > 7 juures, kuna aniooni hüdrolüüsireaktsioon toimub süsteemis OH-anioonide moodustumisega, mida rohkem, seda nõrgem on hape;
V E KB), kui lisatakse 50% leelist ja [HA] = [A-], on pH väärtus süsteemis numbriliselt võrdne väärtusega RK a see nõrk hape.
Viimane positsioon tuleneb võrrandist: pH = RK a+lg ([A-]/[ON]), mille järgi [A - ] juures = [HA] pH = RK a(sest lg([A-]/[HA]) = 0). See asjaolu võimaldab mitte ainult väärtust määrata RK a nõrk hape, vaid lahendage ka pöördülesanne: väärtuse järgi RK a määrake, milline nõrk hape süsteemis on.
Erineva tugevusega aluste neutraliseerimisreaktsioonid tugeva happega (joonis 8.3) iseloomustavad tasakaaluliste protolüütiliste protsesside tunnuseid, mis on sarnased ülaltooduga. Siiski peate mõistma ja meeles pidama, et nõrkade aluste neutraliseerimiseks on iseloomulikud järgmised omadused:
- 
ekvivalentpunkt on pH juures< 7 из-за протекающей параллельно реакции гидролиза по катиону с образованием катионов Н + ;
Poolneutralisatsiooni olekus (1/2 V E KB), kui lisatakse 50% hapet ja [B] = [BH + ], on pH väärtus süsteemis arvuliselt võrdne antud nõrga aluse (BH +) konjugeeritud happe pKa väärtusega.
Seega võimaldab neutraliseerimisreaktsiooni uurimine määrata mitte ainult hapete ja aluste sisaldust süsteemis, vaid ka väärtust. RK a nõrgad elektrolüüdid, sealhulgas valgud, samuti nende isoelektrilised punktid.
Happe-aluse reaktsioonid on neutraliseerimisreaktsioonid
Neutraliseerimisreaktsioon Happe ja aluse reaktsiooni soola ja vee moodustumiseks nimetatakse.
Näiteks kui vesinikkloriidhappele lisatakse kaaliumhüdroksiid, toimub järgmine reaktsioon:
KOH + HCl \u003d KCL + H 2 O OH - + H +
Neutraliseerimisreaktsioon kulgeb pöördumatult ainult siis, kui tugev hape interakteerub tugeva alusega, sest sel juhul on reaktsioonisegus ainsaks nõrgaks elektrolüüdiks reaktsioonisaadus vesi. Kui sel juhul võetakse hapet ja alust rangelt stöhhiomeetrilistes kogustes, on keskkond saadud soolalahuses neutraalne.
Neutraliseerimisreaktsioon kulgeb nõrkade hapete (HNO 2, CH 3 COOH, H 2 SO 3) või nõrkade aluste (NH 3 * H 2 O, Mg (OH) 2, Fe (OH) 2) osalusel erinevalt.
HNO 2 + KOH ↔ KNO 2 + H 2 O
HNO 2 + K + + OH - ↔ K + + NO - 2 + H 2 O
HNO 2 + OH - ↔ NO 2 - + H 2 O
Redutseeritud ioon-molekulaarse reaktsiooni võrrandi järgi on näha, et reaktsioonisüsteemis ei esine nõrku elektrolüüte mitte ainult reaktsiooniproduktide (H 2 O), vaid ka lähteainete (HNO 2) hulgas, mis näitab pöörduvust. reaktsioonist. Kuna aga vesi on kõige nõrgem elektrolüüt, nihkub reaktsioon spontaanselt tugevalt paremale, soola moodustumise suunas.
Vaatame mõnda näidet.
Näide 1 Valige loetletud hapete ja aluste hulgast: HNO 2, HNO 3, H 2 SO 3, Ba (OH) 2, LiOH, Mn (OH) 2 - need, mille paariline vastastikmõju vastab võrrandi järgi kulgevale neutraliseerimisreaktsioonile: H + + OH - \u003d H 2 O. kirjutage võimalike reaktsioonide molekulaarvõrrandid.
Vastus. See protsess vastab tugeva happe interaktsioonile tugeva alusega. Loetletud ühenditest on tugevaks happeks HNO 3, tugevateks alusteks Ba (OH) 2 ja LiOH. Võimalike reaktsioonide võrrandid on järgmised:
2HNO3 + Ba(OH)2 = Ba(NO3)2 + 2H2O
HNO 3 + LiOH \u003d LiNO 3 + H 2 O
Näide 2 Lahus sisaldab HCl ja CH 3 COOH segu. Millised reaktsioonid ja millises järjestuses toimuvad selle lahuse neutraliseerimisel kaaliumhüdroksiidiga?
Vastus. Lahuses sisalduvad happed kuuluvad erinevat tüüpi elektrolüütide hulka: HCl on tugev elektrolüüt, CH 3 COOH on nõrk. Nõrga elektrolüüdi dissotsiatsiooni pärssimise tõttu tugeva elektrolüüdiga toimub nende hapete neutraliseerimine leelise järkjärgulise lisamisega järjestikku: esiteks interakteeruvad OH - ioonid vabade H + ioonidega, st. tugeva happega ja seejärel osalevad protsessis nõrgad happemolekulid. Seega toimub reaktsioon esmalt HCl-ga ja seejärel CH3COOH-ga:
1) HCl + KOH \u003d KCl + H 2 O H + + OH - \u003d H 2 O
2) CH 3 COOH + KOH \u003d CH 3 COOK + H 2 O CH 3 COOH + OH - \u003d CH 3 COO - + H 2 O
Näide 3 Täpsustage lahuse kvalitatiivne ja kvantitatiivne koostis, mis on saadud 3,36 g KOH lisamisel 500 ml H 3 PO 4 lahusele molaarse kontsentratsiooniga 0,1 mol/l
Arvestades:
ϑ (p-ra H3RO4) = 500ml = 0,5l H 3 RO 4 koos KOH-ga võib moodustada kolm erinevat soola.
c (H 3 RO 4) \u003d 0,1 mol / l Kirjutame kõigi moodustumise reaktsioonide võrrandid
m(KOH) = 3,36 g võimalikke sooli ja pange tähele stöhhiomeetriat
M (KOH) \u003d 56 g/mol reaktiivide molaarsuhe:
Lahuse koostis? n (H 3 RO 4) n (KOH)
H 3 RO 4 + KOH \u003d KN 2 RO 4 + H 2 O 1: 1
H 3 RO 4 + 2KOH \u003d K 2 HRO 4 + 2H 2 O 1: 2
H 3 RO 4 + 3 KOH \u003d K 3 RO 4 + 3 H 2 O
Määrame probleemiandmete ja nende molaarsuhte järgi reaktiivide kogused:
n (H 3 RO 4) \u003d c (H 3 RO 4) * ϑ (p-ra H3PO4) \u003d 0,1 mol / l * 0,5 l \u003d 0,05 mol
n (KOH) \u003d m (KOH) / M (KOH) = 3,36 g / 56 g / mol \u003d 0,06 mol
n (H 3 RO 4): n (KOH) \u003d 0,05: 0,06 \u003d 5: 6 \u003d 1: 1,2
Võrreldes seda suhet reagentide molaarsuhetega võimalikes reaktsioonides, järeldame, et lahuses moodustub KH 2 PO 4 ja K 2 HPO 4 segu, kuna leelist on rohkem, kui on vaja esimese soola moodustamiseks, kuid vähem kui on vaja järgmise moodustamiseks.
Vastavalt KOH liiale muutub esimese võrrandi kohaselt kogu hape KH 2 RO 4-ks, samas kui n (KH 2 RO 4) \u003d n (H 3 RO 4) \u003d 0,05 mol.
Selles reaktsioonis tarbitud KOH moolide arv n 1 (KOH) \u003d n (H 3 RO 4) \u003d 0,05 mol, 0,06 - 0,05 \u003d 0,01 (mol) jääb kulutamata. See KOH kogus interakteerub KN 2 RO 4-ga vastavalt võrrandile:
KN 2 RO 4 + KOH \u003d K 2 HRO 4 + H 2 O
Ilmselt kannab 0,01 mol KOH üle 0,01 KN 2 RO 4 0,01 mol K 2 HPO 4-ks, samas kui 0,05 - 0,01 \u003d 0,04 (mol) K 2 HRO 4 jääb lahusesse.
Vastus: 0,04 mol KH 2 RO 4 ja 0,01 mol K 2 HPO 4
Happe ja aluse koostoimet soola ja vee moodustumisel nimetatakse neutraliseerimisreaktsiooniks. Tavaliselt kulgevad sellised reaktsioonid soojuse vabanemisega.
üldkirjeldus
Neutraliseerimise olemus seisneb selles, et hape ja alus, vahetades aktiivseid osi, neutraliseerivad teineteist. Selle tulemusena moodustub uus aine (sool) ja neutraalne keskkond (vesi).
Lihtne ja selge näide neutraliseerimisreaktsioonist on vesinikkloriidhappe ja naatriumhüdroksiidi koostoime:
HCl + NaOH → NaCl + H 2 O.
Kui kasta lakmuspaber soolhappe ja naatriumhüdroksiidi lahusesse, siis läheb see lillaks, s.t. näitab neutraalset reaktsiooni (punane - happeline, sinine - aluseline).
Kahe aktiivse ühendi lahus muutus naatriumi ja kloori vahetuse tõttu veeks, seega on selle reaktsiooni ioonvõrrand järgmine:
H + + OH - → H2O.
Pärast saadud lahuse kuumutamist vesi aurustub ja lauasool - NaCl jääb katseklaasi.
Riis. 1. Soola moodustumine pärast aurustamist.
Sellistes reaktsioonides on vesi hädavajalik toode.
Näited
Neutraliseerimisreaktsioonid võivad toimuda tugevate ja nõrkade hapete ja leeliste vahel. Mõelge kahte tüüpi reaktsioonidele:
