Mikä on neutralointi kemiassa. Mikä on neutralointireaktio. Neutraloinnin ulkoiset ilmentymät
Oppitunnin aihe: "Neutralisaatioreaktio esimerkkinä vaihtoreaktiosta"
Oppitunnin tarkoitus: muodostaa käsityksen neutralointireaktiosta vaihtoreaktion erityistapauksena.
Tehtävät:
Luo olosuhteet ideoiden kehittymiselle neutralointireaktiosta vaihtoreaktion erityistapauksena;
Laajentaa opiskelijoiden tietämystä happojen ja emästen ominaisuuksista;
Jatka kemiallisten reaktioiden yhtälöiden laatimistaitojen kehittämistä;
Viljellä havainnointia ja huomiota esittelykokeen aikana.
Oppitunnin tyyppi : yhdistetty
Laitteet ja reagenssit : suolahappo, natriumhydroksidiliuokset, kupari(II)hydroksidi, fenolftaleiini, koeputket.
Tuntien aikana
Ajan järjestäminen.
Kaverit, jatketaan matkaamme läpi maan nimeltä Chemistry. Viimeisellä oppitunnilla tutustuimme Säätiöiden kaupunkiin ja sen asukkaisiin. Tämän kaupungin tärkeimmät asukkaat ovat säätiöt. Määrittele termi "säätiö". No, nyt tarkistetaan, kuinka teit läksyt.
Kotitehtävien tarkistaminen.
№ 7, 8.
Tiedon kyseenalaistaminen ja edelleen päivittäminen.
Mitä epäorgaanisten aineiden luokkia tiedät?
Määrittele termit "oksidit", "hapot", "suolat".
Minkä aineiden kanssa vesi reagoi?
Mitä aineita syntyy, kun vesi reagoi emäksisten ja happamien oksidien kanssa?
Kuinka todistaa, että happoa muodostuu veden ja happaman oksidin vuorovaikutuksen seurauksena?
Mitä indikaattorit ovat?
Mistä indikaattorista puhut?
Alkalista olen keltainen kuin kuumeessa,
Punastun hapoista, kuten häpeästä.
Ja etsin säästävää kosteutta
Joten se keskiviikko ei voinut ottaa minua kiinni.
(Metyylioranssi)
Hapoon joutuminen on epäonnistuminen hänelle,
Mutta hän kestää ilman huokausta tai itkua.
Mutta sellaisen blondin alkaleissa
Ei elämä ala, vaan kiinteät vadelmat.
(Fenolftaleiini.)
Mitä muita indikaattoreita tiedät?
Määrittele termit "hapan oksidi", "emäksinen oksidi".
Mihin ryhmiin emäkset on jaettu?
Minkä värinen on fenolftaleiini, metyylioranssi, lakmus alkaliliuoksessa?
Uuden materiaalin oppiminen.
Tiedät jo, että alkalit ovat liukenevia emäksiä, joiden kanssa työskennellessä on noudatettava erityisiä turvallisen käyttäytymisen sääntöjä, koska niillä on syövyttävä vaikutus ihoamme. Mutta ne voidaan "neutraloida" lisäämällä niihin happoliuosta - neutraloimaan. Ja tämän päivän oppitunnin aihe: "Neutralisaatioreaktio esimerkkinä vaihtoreaktiosta" (aiheen kirjaaminen taululle ja muistikirjaan).
Tämän päivän oppitunnin tarkoitus: muodostaa käsitys neutralointireaktiosta; oppia kirjoittamaan neutralisaatioreaktioiden yhtälöitä.
Muistakaamme, minkä tyyppisiä kemiallisia reaktioita jo tiedät. Määritä reaktiotietotyyppi
Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH
2H 2 O = 2H 2 +O 2
Zn + 2HCl = ZnCl 2 +H 2
Määrittele tämäntyyppiset reaktiot.
Tiedät myös, että jos fenoliftaleiinia lisätään alkaliin, liuos muuttuu karmiininpunaiseksi. Mutta jos tähän liuokseen lisätään happoa, väri katoaa (dem. vuorovaikutuksetNaOHjaHCl). Tämä on neutralointireaktio.
Kirjoita taululle yhtälö:NaOH + HCl=NaCl+H 2 O
Tuloksena on suolaa ja vettä.
Yritetään kaikki yhdessä määritellä neutralointireaktio.
Neutralointireaktio ei kuulu mihinkään tähän asti tunnetuista reaktiotyypeistä. Tämä on vaihtoreaktio. Vaihtoreaktion yleinen kaavio: AB + CD = AD + CB
Eli se on monimutkaisten aineiden välinen reaktio, jonka aikana ne vaihtavat aineosaan.
Ja kuka tietää, mitä happoa mahassamme on? Miksi mielestäsi närästykseen suositellaan, jos pilleriä ei ole käsillä, juoda vähän soodaliuosta?
Tosiasia on, että soodaliuoksella on myös alkalinen ympäristö, ja kun juomme tätä liuosta, tapahtuu neutralointireaktio. Soodaliuos neutraloi mahassamme olevan suolahapon.
Luuletko, että liukenemattomat emäkset reagoivat happojen kanssa? (Oppilas vastaa). Dem. Cu(OH)-vuorovaikutukset 2 ja HCl .
Kirjoita taululle yhtälö:Cu(OH) 2 + 2 HCl = CuCl 2 + 2 H 2 O.
Ankkurointi
Lisää seuraavat reaktioyhtälöt:
a) KOH+ H 2 NIIN 4 = …;
b) Fe(OH) 2 + HCl=…;
sisään) Ca(OH) 2 + H 2 NIIN 4 =…. .
Mitä lähtöaineita on otettava seuraavien suolojen saamiseksi neutralointireaktiolla:Ca( EI 3 ) 2 ; NaI; BaSO 4.
Annetut aineet:HCl; H 2 NIIN 4 ; Fe( vai niin) 3 . Kirjoita yhtälöt kaikille mahdollisille neutralointireaktioille niiden välillä.
Liikunta: Opettaja näyttää aineet, ja oppilaiden tulee määrittää, mihin aineluokkaan aine kuuluu ja suorittaa seuraavat toiminnot: oksidi - kädet ylös, suola - nouse ylös, happo - kädet sivuille, emäkset - älä tee mitään.
Yleistys
Täydennä ehdotettu suunnitelma
Epäorgaanisten aineiden pääluokat
NIIN 2 ; Na 2 Vai niin? ? ?
H 2 NIIN 4 ; HCl NaOH; Ca(OH) 2 CaCl 2; Na 2 NIIN 4
2. Täydennä alla olevat lauseet:
OH-atomien ryhmää kutsutaan...
Tämän ryhmän valenssi on vakio ja yhtä suuri kuin ....
Emäkset koostuvat atomeista.... ja yksi tai useampi... .
Emästen kemialliset ominaisuudet sisältävät niiden vaikutuksen .... Samalla indikaattorit saavat värin: lakmus - ....; fenolftaleiini - ....; metyylioranssi - ....
Lisäksi emäkset reagoivat .... .
Tätä reaktiota kutsutaan...
Tämän reaktion tuotteet ovat... ja…. .
Vaihtoreaktio on reaktio... aineita, joissa he vaihtavat ... osansa.
Neutralointireaktio on reaktion erikoistapaus ....
VII Heijastus
Mitä opit tämän päivän oppitunnilla? Olemmeko saavuttaneet oppitunnilla asetetut tavoitteet?
Kotitehtävät: § 33 nro 6, valmistaudu käytännön työhön nro 6
Lisäinformaatio:Tiesitkö, että muinaisen Venäjän naiset pesivat hiuksensa kuusen tai auringonkukan tuhkan liuoksella? Tuhkaliuos on kosketukselle saippuamainen ja sitä kutsutaan lipeeksi. Tällaisella liuoksella on emäksinen ympäristö, kuten tutkimillamme aineilla. Tuhka arabiaksi on al-kali.
Tärkeimpien alkalien historialliset nimet: natriumhydroksidi - kaustinen sooda, kaliumhydroksidi - kaustinen potaska. Alkaleita käytetään lasin ja saippuan valmistukseen.
Mysteeri:
Se sisältää metallia ja happea,
Plus vetyä.
Ja tämä yhdistelmä
Soita -….. (alhaalla)
Leonid Tšueshkov
Edessä on aina täällä "tuhka",
Ja mitä jää jäljelle.
Hän pistää ja pistää.
Ja ensi silmäyksellä se on yksinkertaista,
Ja sitä kutsutaan - ... (happo)
Leonid Tšueshkov
Neutralointireaktioiden tyypit. Itse reaktio edellyttää pesäkkeiden (mikrobit, hapot ja toksiinit) sammumista.
Neutralisaatioreaktio lääketieteessä
Neutralointireaktiota käytetään mikrobiologiassa. Tämä perustuu siihen, että jotkin yhdisteet pystyvät sitomaan eri sairauksien taudinaiheuttajia tai niiden aineenvaihduntaa. Tämän seurauksena mikro-organismeilta viedään mahdollisuus käyttää biologisia ominaisuuksiaan. Tämä sisältää myös virusten estoreaktiot.Myrkkyjen neutralointi tapahtuu samanlaisen periaatteen mukaisesti. Pääkomponenttina käytetään erilaisia antitoksiineja, jotka estävät toksiinien toiminnan ja estävät niitä näyttämästä ominaisuuksiaan.
Neutralointireaktio epäorgaanisessa kemiassa
Neutralointireaktiot ovat yksi epäorgaanisen aineen perusta. Neutralisaatiolla tarkoitetaan vaihtoreaktion tyyppiä. Reaktio tuottaa suolaa ja vettä. Reaktiossa käytetään happoja ja emäksiä. Neutralisaatioreaktiot ovat palautuvia ja peruuttamattomia.peruuttamattomia reaktioita
Reaktion palautuvuus riippuu aineosien dissosiaatioasteesta. Jos käytetään kahta vahvaa yhdistettä, neutralointireaktio ei voi palata alkuperäisiin aineisiin. Tämä voidaan nähdä esimerkiksi kaliumhydroksidin reaktiossa typpihapon kanssa:KOH + HNO3 – KNO3 + H2O;
Neutralointireaktio muuttuu tietyssä tapauksessa suolahydrolyysireaktioksi.
Ionimuodossa reaktio näyttää tältä:
H(+) + OH(-) > H2O;
Tästä voimme päätellä, että vahvan hapon reaktio vahvan emäksen kanssa ei voi olla palautuva.
Palautuvat reaktiot
Jos reaktio tapahtuu heikon emäksen ja vahvan hapon tai heikon hapon ja vahvan emäksen välillä tai heikon hapon ja heikon emäksen välillä, tämä prosessi on palautuva.Käännettävyys tapahtuu tasapainojärjestelmän siirtymisen seurauksena oikealle. Reaktion palautuvuus näkyy käytettäessä lähtöaineina esimerkiksi syaanivetyhappoa sekä ammoniakkia.
Heikko happo ja vahva emäs:
HCN+KOH=KCN+H20;
Ionimuodossa:
HCN+OH(-)=CN(-)+H20.
Heikko emäs ja vahva happo:
HCl+NH3-H20=Nh4Cl+H20;
Ionimuodossa:
H(+)+NH3-H20=NH4(+)+H20.
Heikko suola ja heikko emäs:
CH3COOH+NH3-H2O=CH3COONH4+H20;
Ionimuodossa:
CH3COOH+NH3-H2O=CH3COO(-)+NH4(+)+H2O.
Tähän mennessä käsitellyissä protolyyttisissä vuorovaikutuksissa (heikkojen elektrolyyttien ionisaatio ja suola-ionien hydrolyysi) vesi oli pakollinen komponentti, jonka amfolyytin ominaisuuksia osoittavat molekyylit toimivat joko protonin luovuttajana tai vastaanottajana varmistaen näiden vuorovaikutusten esiintyminen. Tarkastellaan nyt happojen ja emästen suoraa vuorovaikutusta keskenään, ts. neutralointireaktiot.
Neutralointireaktio on protolyyttinen reaktio hapon ja emäksen välillä, joka johtaa suolan ja veden muodostumiseen.
Mukana olevan hapon ja emäksen vahvuudesta riippuen neutralointireaktio voi olla käytännössä irreversiibeli tai reversiibeli vaihtelevassa määrin.
Kun mikä tahansa vahva happo on vuorovaikutuksessa minkä tahansa vahvan emäksen (alkalin) kanssa, koska nämä reagenssit dissosioituvat täysin ioneiksi, tällaisen reaktion ydin ilmaistaan reagenssien luonteesta riippumatta samalla molekyyli-ioniyhtälöllä. :
Vahvan hapon neutralointiprosessissa emäksellä järjestelmän pH muuttuu, mikä vastaa kuvassa 1 esitettyä neutralointikäyrää. 8.1. Neutralisaatiokäyrälle on tässä tapauksessa tunnusomaista suuri ja terävä pH-hyppy lähellä ekvivalenssitilaa (Veq) - Tämän hypyn keskikohta vastaa ekvivalenssipistettä, jossa [H + ] = [OH-] = = 1 10 - 7 mol/l, eli pH = 7.
Vahvan hapon neutralointireaktion ominaispiirteet emäksen kanssa ja päinvastoin ovat:
peruuttamattomuus;
eksoterminen ( H 0= -57,6 kJ/mol);
Erittäin suuri nopeus, koska vain liikkuvat ionit H + ja OH- ovat vuorovaikutuksessa;
pH-hyppy neutraloinnin aikana on suuri ja äkillinen;
Ekvivalenssipiste pH:ssa = 7.
Nämä vahvojen happojen ja emästen välisen neutralointireaktion piirteet varmistivat sen laajan käytön analyyttisessä käytännössä happojen ja emästen kvantitatiivisessa määrittämisessä tutkittavista kohteista.
Yleisin neutralointireaktion tapaus on vahvuudeltaan erilaisten happojen ja emästen vuorovaikutus. Harkitse heikon hapon HA:n neutralointia vahvalla emäksellä (alkalilla):
Koska HA ja H 2 0 ovat heikkoja elektrolyyttejä, protolyyttinen tasapaino tapahtuu kilpailemalla protonista vahvojen emästen OH- ja A- välillä, ja siksi seuraavat piirteet ovat ominaisia tälle neutralointireaktiolle:
palautuvuus;
pH-hyppy neutraloinnin aikana on pieni ja vähemmän terävä (kuva 8.2), ja hapon lujuuden pienentyessä se pienenee ja tasoittuu;
Ekvivalenssipiste on pH:ssa > 7, koska anionin hydrolyysireaktio etenee järjestelmässä muodostaen OH-anioneja, joita mitä enemmän, sitä heikompi happo;
V E KB), kun 50 % alkalia lisätään ja [HA] = [A-], pH-arvo järjestelmässä on numeerisesti sama kuin arvo RK a tämä heikko happo.
Viimeinen asema seuraa yhtälöstä: pH = RK a+lg ([A-]/[ON]), jonka mukaan [A - ] = [HA] pH = RK a(koska lg([A-]/[HA]) = 0). Tämä seikka sallii paitsi arvon määrittämisen RK a heikko happo, mutta ratkaise myös käänteinen ongelma: arvon mukaan RK a määrittää, mikä heikko happo on järjestelmässä.
Erivahvuisten emästen neutralointireaktiot vahvan hapon kanssa (kuva 8.3) ovat luonteenomaisia tasapainoprotolyyttisten prosessien piirteillä, jotka ovat samanlaisia kuin edellä. Sinun on kuitenkin ymmärrettävä ja muistettava, että seuraavat ominaisuudet ovat ominaisia heikkojen emästen neutraloinnille:
- 
ekvivalenssipiste on pH:ssa< 7 из-за протекающей параллельно реакции гидролиза по катиону с образованием катионов Н + ;
Puolineutralisaatiossa (1/2 V E KB), kun 50 % happoa lisätään ja [B] = [BH + ], pH-arvo järjestelmässä on numeerisesti yhtä suuri kuin tietyn heikon emäksen (BH +) -konjugaattihapon pKa-arvo.
Siten neutralointireaktion tutkiminen mahdollistaa järjestelmän happojen ja emästen pitoisuuden lisäksi myös arvon määrittämisen. RK a heikot elektrolyytit, mukaan lukien proteiinit, sekä niiden isoelektriset pisteet.
Happo-emäsreaktiot ovat neutralointireaktiot
Neutralisaatioreaktio Hapon ja emäksen reaktiota suolan ja veden muodostamiseksi kutsutaan.
Esimerkiksi kun kaliumhydroksidia lisätään suolahappoon, tapahtuu seuraava reaktio:
KOH + HCl \u003d KCL + H 2 O OH - + H +
Neutralointireaktio etenee peruuttamattomasti vain, kun vahva happo on vuorovaikutuksessa vahvan emäksen kanssa, koska tässä tapauksessa ainoa heikko elektrolyytti reaktioseoksessa on reaktiotuote, vesi. Jos tässä tapauksessa happo ja emäs otetaan tiukasti stökiömetrisinä määrinä, tuloksena olevan suolaliuoksen ympäristö on neutraali.
Neutralointireaktio etenee eri tavalla heikkojen happojen (HNO 2, CH 3 COOH, H 2 SO 3) tai heikkojen emästen (NH 3 * H 2 O, Mg (OH) 2, Fe (OH) 2) kanssa.
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
Pelkistyneen ioni-molekyylireaktioyhtälön mukaan voidaan nähdä, että reaktiosysteemissä ei ole heikkoja elektrolyyttejä vain reaktiotuotteiden (H 2 O) joukossa, vaan myös lähtöaineiden (HNO 2) joukossa, mikä osoittaa palautuvuuden. reaktiosta. Koska vesi on kuitenkin heikoin elektrolyytti, reaktio siirtyy spontaanisti voimakkaasti oikealle kohti suolan muodostumista.
Katsotaanpa muutama esimerkki.
Esimerkki 1 Valitse listatuista hapoista ja emäksistä: HNO 2, HNO 3, H 2 SO 3, Ba (OH) 2, LiOH, Mn (OH) 2 - ne, joiden pareittainen vuorovaikutus vastaa yhtälön mukaan etenevää neutralointireaktiota: H + + OH - \u003d H 2 O. kirjoita mahdollisten reaktioiden molekyyliyhtälöt.
Vastaus. Tämä prosessi vastaa vahvan hapon vuorovaikutusta vahvan emäksen kanssa. Listatuista yhdisteistä vahva happo on HNO 3, vahvoja emäksiä Ba (OH) 2 ja LiOH. Mahdollisten reaktioiden yhtälöt ovat seuraavat:
2HNO 3 + Ba(OH) 2 = Ba(NO 3) 2 + 2H 2 O
HNO 3 + LiOH \u003d LiNO 3 + H 2 O
Esimerkki 2 Liuos sisältää HCl:n ja CH3COOH:n seosta. Mitä reaktioita ja missä järjestyksessä tapahtuu, kun tämä liuos neutraloidaan kaliumhydroksidilla?
Vastaus. Liuoksen sisältämät hapot kuuluvat erityyppisiin elektrolyytteihin: HCl on vahva elektrolyytti, CH 3 COOH on heikko. Koska heikon elektrolyytin dissosiaatiota vaimentaa vahva, näiden happojen neutralointi emästen asteittaisella lisäyksellä etenee peräkkäin: ensinnäkin OH-ionit ovat vuorovaikutuksessa vapaiden H + -ionien kanssa, ts. vahvan hapon kanssa, ja sitten heikot happomolekyylit ovat mukana prosessissa. Siten reaktio tapahtuu ensin HCl:n kanssa ja sitten CH3COOH:n kanssa:
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
Esimerkki 3 Määritä liuoksen laadullinen ja kvantitatiivinen koostumus, joka on saatu lisäämällä 3,36 g KOH:ta 500 ml:aan H 3 PO 4 -liuosta, jonka moolipitoisuus on 0,1 mol/l.
Annettu:
ϑ (p-ra H3RO4) = 500 ml = 0,5 l H 3 RO 4 KOH:n kanssa voi muodostaa kolme erilaista suolaa.
c (H 3 RO 4) \u003d 0,1 mol / l Kirjoitetaan yhtälöt jokaisen muodostumisreaktiolle
m(KOH) = 3,36 g mahdollisia suoloja ja huomioi stoikiometrinen arvo
M (KOH) \u003d 56 g/mol reagenssien moolisuhde:
Liuoksen koostumus? 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 + 2 KOH \u003d K 2 HRO 4 + 2 H 2 O 1: 2
H 3 RO 4 + 3 KOH \u003d K 3 RO 4 + 3 H 2 O
Määritetään reagenssien määrät ongelmatietojen ja niiden moolisuhteen mukaan:
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
Vertaamalla tätä suhdetta reagenssien moolisuhteisiin mahdollisissa reaktioissa, päättelemme, että liuokseen muodostuu KH 2 PO 4:n ja K 2 HPO 4:n seos, koska emästä on enemmän kuin ensimmäisen suolan muodostamiseen tarvitaan, mutta vähemmän kuin on tarpeen seuraavan muodostamiseen.
KOH-ylimäärän mukaisesti ensimmäisen yhtälön mukaan kaikki happo muuttuu KH 2 RO 4:ksi, kun taas n (KH 2 RO 4) \u003d n (H 3 RO 4) \u003d 0,05 mol.
Tässä reaktiossa kulutettujen KOH-moolien määrä n 1 (KOH) \u003d n (H 3 RO 4) \u003d 0,05 mol, 0,06 - 0,05 \u003d 0,01 (mol) jää käyttämättä. Tämä määrä KOH:ta on vuorovaikutuksessa KN 2 RO 4:n kanssa seuraavan yhtälön mukaisesti:
KN 2 RO 4 + KOH \u003d K 2 HRO 4 + H 2 O
Ilmeisesti 0,01 mol KOH siirtää 0,01 KN 2 RO 4 0,01 mol K 2 HPO 4:ksi, kun taas 0,05 - 0,01 \u003d 0,04 (mol) K 2 HRO 4 jää liuokseen.
Vastaus: 0,04 mol KH 2 RO 4 ja 0,01 mol K 2 HPO 4
Hapon ja emäksen vuorovaikutusta suolan ja veden muodostamiseksi kutsutaan neutralointireaktioksi. Tyypillisesti tällaiset reaktiot etenevät lämmön vapautuessa.
yleinen kuvaus
Neutraloinnin ydin on, että happo ja emäs vaihtaen aktiivisia osia neutraloivat toisensa. Tämän seurauksena muodostuu uusi aine (suola) ja neutraali väliaine (vesi).
Yksinkertainen ja selkeä esimerkki neutralointireaktiosta on kloorivetyhapon ja natriumhydroksidin vuorovaikutus:
HCl + NaOH → NaCl + H 2 O.
Jos kastat lakmuspaperin suolahapon ja natriumhydroksidin liuokseen, se muuttuu purppuraiseksi, ts. näyttää neutraalin reaktion (punainen - hapan, sininen - emäksinen).
Kahden aktiivisen yhdisteen liuos muuttui vedeksi natriumin ja kloorin vaihdon seurauksena, joten tämän reaktion ioniyhtälö on seuraava:
H + + OH - → H 2 O.
Tuloksena olevan liuoksen kuumentamisen jälkeen vesi haihtuu ja pöytäsuola - NaCl jää koeputkeen.
Riisi. 1. Suolan muodostuminen haihdutuksen jälkeen.
Tällaisissa reaktioissa vesi on välttämätön tuote.
Esimerkkejä
Voimakkaiden ja heikkojen happojen ja alkalien välillä voi tapahtua neutralointireaktioita. Harkitse kahdenlaisia reaktioita:
