Czym jest neutralizacja w chemii. Co to jest reakcja neutralizacji. Zewnętrzne przejawy neutralizacji
Temat lekcji: „Reakcja neutralizacji jako przykład reakcji wymiany”
Cel lekcji: sformułować ideę reakcji neutralizacji jako szczególnego przypadku reakcji wymiany.
Zadania:
Stworzyć warunki do rozwoju idei reakcji neutralizacji jako szczególnego przypadku reakcji wymiany;
Poszerzenie wiedzy studentów na temat właściwości kwasów i zasad;
Kontynuuj rozwijanie umiejętności kompilowania równań reakcji chemicznych;
Kultywowanie obserwacji i uwagi podczas eksperymentu demonstracyjnego.
Rodzaj lekcji : połączone
Sprzęt i odczynniki : kwas solny, roztwory wodorotlenku sodu, wodorotlenek miedzi(II), fenoloftaleina, probówki.
Podczas zajęć
Organizowanie czasu.
Chłopaki, kontynuujmy naszą podróż przez kraj zwany Chemią. Na ostatniej lekcji poznaliśmy miasto Fundacje i jego mieszkańców. Głównymi mieszkańcami tego miasta są fundacje. Zdefiniuj termin „fundament”. Cóż, teraz sprawdźmy, jak odrobiłeś pracę domową.
Sprawdzam pracę domową.
№ 7, 8.
Kwestionowanie i dalsza aktualizacja wiedzy.
Jakie znasz klasy substancji nieorganicznych?
Zdefiniuj terminy „tlenki”, „kwasy”, „sole”.
Z jakimi substancjami reaguje woda?
Jakie substancje powstają, gdy woda reaguje z tlenkami zasadowymi i kwasowymi?
Jak udowodnić, że w wyniku oddziaływania wody z tlenkiem kwasowym powstaje kwas?
Czym są wskaźniki?
O jakim wskaźniku mówisz?
Od zasad jestem żółta, jak w gorączce,
Rumienię się z kwasów, jak ze wstydu.
A ja szukam oszczędzania wilgoci
Żeby ta środa nie mogła mnie pojmać.
(Oranż metylowy)
Dostać się do kwasu to dla niego porażka,
Ale wytrzyma bez westchnienia i płaczu.
Ale w alkaliach takiego blondyna
Nie zacznie się życie, ale solidne maliny.
(Fenoloftaleina.)
Jakie inne wskaźniki znasz?
Zdefiniuj terminy „tlenek kwasowy”, „tlenek zasadowy”.
Na jakie grupy dzielą się bazy?
Jakiego koloru jest fenoloftaleina, oranż metylowy, lakmus w roztworze alkalicznym?
Nauka nowego materiału.
Wiesz już, że zasady są rozpuszczalnymi zasadami, podczas pracy z nimi należy przestrzegać specjalnych zasad bezpiecznego zachowania, ponieważ działają żrąco na naszą skórę. Ale można je "neutralizować", dodając do nich roztwór kwasu - w celu zneutralizowania. I temat dzisiejszej lekcji: „Reakcja neutralizująca jako przykład reakcji wymiany” (zapisanie tematu na tablicy i zeszycie).
Cel dzisiejszej lekcji: sformułowanie idei reakcji neutralizacyjnej; nauczyć się pisać równania reakcji neutralizacji.
Pamiętajmy, jakie rodzaje reakcji chemicznych już znasz. Zdefiniuj typ danych reakcji
Na 2 O + H 2 O = 2 NaOH
2H 2 O = 2H 2 + O 2
Zn + 2HCl = ZnCl 2 +H 2
Zdefiniuj te typy reakcji.
Wiesz już, że jeśli fenoloftaleina zostanie dodana do zasady, roztwór stanie się szkarłatny. Ale jeśli do tego roztworu zostanie dodany kwas, kolor zniknie (oddziaływania dem.NaOHorazHCl). To jest reakcja neutralizacji.
Napisz równanie na tablicy:NaOH + HCl=NaCl+H 2 O
Rezultatem jest sól i woda.
Spróbujmy wszyscy razem zdefiniować reakcję neutralizacji.
Reakcja neutralizacji nie należy do żadnego z dotychczas znanych typów reakcji. To jest reakcja wymiany. Ogólny schemat reakcji wymiany: AB + CD = AD + CB
Oznacza to, że jest to reakcja między złożonymi substancjami, podczas której wymieniają swoje części składowe.
A kto wie, jaki kwas jest w naszym żołądku? Jak myślisz, dlaczego na zgagę, jeśli nie masz pod ręką pigułki, zaleca się wypicie odrobiny roztworu sody?
Faktem jest, że roztwór sody ma również środowisko alkaliczne, a kiedy pijemy ten roztwór, zachodzi reakcja neutralizacji. Roztwór sody neutralizuje kwas solny znajdujący się w naszym żołądku.
Czy uważasz, że nierozpuszczalne zasady reagują z kwasami? (Odpowiedzi studentów). Dem. Oddziaływania Cu(OH) 2 oraz HCl .
Napisz równanie na tablicy:Cu(OH) 2 + 2 HCl = CuCl 2 + 2 H 2 O.
Kotwiczenie
Dodaj następujące równania reakcji:
a) KOH+ H 2 WIĘC 4 = …;
b) Fe(OH) 2 + HCl=…;
w) Ca(OH) 2 + H 2 WIĘC 4 =…. .
Jakie substancje wyjściowe należy pobrać, aby otrzymać następujące sole w reakcji neutralizacji:Ca( NIE 3 ) 2 ; Nai; BaSO 4.
Podane substancje:HCl; H 2 WIĘC 4 ; Fe( Oh) 3 . Napisz równania dla wszystkich możliwych reakcji neutralizacji między nimi.
Wychowanie fizyczne: Nauczyciel pokazuje substancje, a uczniowie muszą określić, do jakiej klasy substancji należy substancja i wykonać następujące czynności: tlenek - ręce do góry, sól - wstań, kwas - ręce na boki, zasady - nic nie rób.
Uogólnienie
Uzupełnij proponowany schemat
Główne klasy substancji nieorganicznych
WIĘC 2 ; Na 2 Oh? ? ?
H 2 WIĘC 4 ; HCl NaOH; Ca(OH) 2 CaCl 2; Na 2 WIĘC 4
2. Uzupełnij poniższe zdania:
Grupa atomów OH nazywa się...
Wartościowość tej grupy jest stała i równa ....
Podstawy składają się z atomów.... i jeden lub więcej... .
Właściwości chemiczne zasad obejmują ich wpływ na .... Jednocześnie wskaźniki nabierają koloru: lakmus - ....; fenoloftaleina - ....; Oranż metylowy - ....
Ponadto bazy reagują z…. .
Ta reakcja nazywa się...
Produktami tej reakcji są... oraz …. .
Reakcja wymiany to reakcja między... substancje, w których wymieniają swoje… części.
Reakcja neutralizacji jest szczególnym przypadkiem reakcji ....
VII Odbicie
Czego nauczyłeś się na dzisiejszej lekcji? Czy osiągnęliśmy cele wyznaczone na lekcji?
Zadanie domowe: § 33 nr 6, przygotuj się do pracy praktycznej nr 6
Dodatkowe informacje:Czy wiesz, że kobiety starożytnej Rosji myły włosy roztworem popiołu świerkowego lub słonecznikowego? Roztwór popiołu jest mydlany w dotyku i nazywany jest „ługiem”. Takie rozwiązanie ma środowisko alkaliczne, podobnie jak badane przez nas substancje. Popiół po arabsku to al-kali.
Historyczne nazwy najważniejszych zasad: wodorotlenek sodu - soda kaustyczna, wodorotlenek potasu - potaż kaustyczny. Alkalia są używane do produkcji szkła i mydła.
Tajemnica:
Zawiera metal i tlen,
Plus wodór.
I ta kombinacja
Zadzwoń -….. (na dole)
Leonid Chueshkov
Przed nami zawsze „jesion”,
A co pozostało.
Ona kłuje i kłuje.
I na pierwszy rzut oka to proste,
I nazywa się - ... (kwas)
Leonid Chueshkov
Rodzaje reakcji neutralizacji. Sama reakcja pociąga za sobą wygaszenie ognisk (drobnoustrojów, kwasów i toksyn).
Reakcja neutralizacji w medycynie
Reakcja neutralizacji jest stosowana w mikrobiologii. Wynika to z faktu, że niektóre związki są zdolne do wiązania patogenów różnych chorób lub ich metabolizmu. W efekcie mikroorganizmy są pozbawione możliwości wykorzystania ich właściwości biologicznych. Obejmuje to również reakcje hamowania wirusów.Neutralizacja toksyn przebiega na podobnej zasadzie. Jako główny składnik stosowane są różne antytoksyny, które blokują działanie toksyn, uniemożliwiając im wykazanie swoich właściwości.
Reakcja zobojętniania w chemii nieorganicznej
Reakcje neutralizacji są jednym z fundamentów nieorganicznych. Neutralizacja odnosi się do rodzaju reakcji wymiany. Reakcja daje sól i wodę. Do reakcji stosuje się kwasy i zasady. Reakcje neutralizacji są odwracalne i nieodwracalne.nieodwracalne reakcje
Odwracalność reakcji zależy od stopnia dysocjacji składników. W przypadku zastosowania dwóch silnych związków reakcja neutralizacji nie będzie mogła powrócić do pierwotnych substancji. Widać to na przykład w reakcji wodorotlenku potasu z kwasem azotowym:KOH + HNO3 – KNO3 + H2O;
Reakcja neutralizacji w konkretnym przypadku zamienia się w reakcję hydrolizy soli.
W formie jonowej reakcja wygląda tak:
H(+) + OH(-) > H2O;
Z tego możemy wywnioskować, że reakcja mocnego kwasu z mocną zasadą nie może być odwracalna.
Reakcje odwracalne
Jeśli reakcja zachodzi między słabą zasadą a mocnym kwasem lub między słabym kwasem a mocną zasadą lub między słabym kwasem a słabą zasadą, to proces ten jest odwracalny.Odwracalność następuje w wyniku przesunięcia w prawo układu równowagi. Odwracalność reakcji można zaobserwować, gdy jako materiały wyjściowe stosuje się np. kwas cyjanowodorowy, a także amoniak.
Słaby kwas i mocna zasada:
HCN+KOH=KCN+H2O;
W formie jonowej:
HCN+OH(-)=CN(-)+H2O.
Słaba zasada i mocny kwas:
HCl+NH3-H2O=Nh4Cl+H2O;
W formie jonowej:
H(+)+NH3-H2O=NH4(+)+H2O.
Słaba sól i słaba zasada:
CH3COOH+NH3-H2O=CH3COONH4+H2O;
W formie jonowej:
CH3COOH+NH3-H2O=CH3COO(-)+NH4(+)+H2O.
W rozważanych dotychczas oddziaływaniach protolitycznych (jonizacja słabych elektrolitów i hydroliza jonów soli) obowiązkowym składnikiem była woda, której cząsteczki, wykazując właściwości amfolitu, pełniły rolę donora lub akceptora protonu, zapewniając występowanie tych interakcji. Rozważmy teraz bezpośrednią interakcję kwasów i zasad ze sobą, tj. reakcje neutralizacji.
Reakcja neutralizacji to reakcja protolityczna między kwasem a zasadą, w wyniku której powstaje sól i woda.
W zależności od mocy stosowanego kwasu i zasady reakcja zobojętniania może być praktycznie nieodwracalna lub odwracalna w różnym stopniu.
Gdy jakikolwiek mocny kwas wchodzi w interakcję z jakąkolwiek mocną zasadą (zasadą), ze względu na fakt, że odczynniki te są całkowicie zdysocjowane na jony, istotę takiej reakcji, niezależnie od charakteru odczynników, wyraża to samo równanie molekularno-jonowe :
W procesie neutralizacji mocnego kwasu zasadą zmienia się pH układu, zgodnie z krzywą neutralizacji pokazaną na ryc. 8.1. Krzywa neutralizacji w tym przypadku charakteryzuje się dużym i ostrym skokiem pH w pobliżu stanu równoważności (Veq) - Środek tego skoku odpowiada punktowi równoważności, w którym [H + ] = [OH-] = = 1 10 - 7 mol/l, czyli pH = 7.
Charakterystyczne cechy reakcji neutralizacji mocnego kwasu zasadą i odwrotnie to:
nieodwracalność;
egzoterma ( H 0= -57,6 kJ/mol);
Bardzo duża prędkość, ponieważ oddziałują tylko ruchome jony H + i OH-;
Skok pH podczas neutralizacji jest duży i nagły;
Punkt równoważnikowy przy pH = 7.
Te cechy reakcji neutralizacji mocnych kwasów i zasad zapewniły jej szerokie zastosowanie w praktyce analitycznej do ilościowego oznaczania kwasów i zasad w badanych obiektach.
Najczęstszym przypadkiem reakcji neutralizacji jest oddziaływanie kwasów i zasad o różnej sile. Rozważ neutralizację słabego kwasu HA mocną zasadą (zasadą):
Ponieważ HA i H 2 0 są słabymi elektrolitami, równowaga protolityczna zachodzi dzięki konkurencji o proton między silnymi zasadami OH- i A-, a zatem następujące cechy będą charakterystyczne dla tej reakcji neutralizacji:
odwracalność;
Skok pH podczas neutralizacji jest niewielki i mniej ostry (ryc. 8.2), a wraz ze spadkiem siły kwasu zmniejsza się i wygładza;
Punktem równoważnikowym jest pH > 7, ponieważ reakcja hydrolizy anionu przebiega w układzie z utworzeniem anionów OH-, których im więcej, tym słabszy kwas;
VE KB), po dodaniu 50% alkaliów i [HA] = [A-], wartość pH w systemie jest liczbowo równa wartości RK a ten słaby kwas.
Ostatnia pozycja wynika z równania: pH = RK a+lg ([A-]/[WŁ]), zgodnie z którym przy [A - ] = [HA] pH = RK a(ponieważ lg([A-]/[HA]) = 0). Ta okoliczność pozwala nie tylko określić wartość RK a słaby kwas, ale także rozwiąż problem odwrotny: według wartości RK a określić, który słaby kwas jest w systemie.
Reakcje zobojętniania zasad o różnej mocy mocnym kwasem (rys. 8.3) charakteryzują się podobnymi do przedstawionych powyżej cechami równowagowych procesów protolitycznych. Musisz jednak zrozumieć i pamiętać, że neutralizowanie słabych zasad charakteryzuje się następującymi cechami:
- 
punkt równoważnikowy znajduje się przy pH< 7 из-за протекающей параллельно реакции гидролиза по катиону с образованием катионов Н + ;
W stanie półneutralizacji (1/2 VE KB), po dodaniu 50% kwasu i [B] = [BH + ], wartość pH w układzie jest liczbowo równa wartości pKa sprzężonego kwasu (BH +) danej słabej zasady.
Zatem badanie reakcji neutralizacji pozwala określić nie tylko zawartość kwasów i zasad w układzie, ale także wartość RK a słabe elektrolity, w tym białka, a także ich punkty izoelektryczne.
Reakcje kwasowo-zasadowe są reakcje neutralizacji
Reakcja neutralizacji Tak zwana jest reakcja kwasu i zasady, w wyniku której powstaje sól i woda.
Na przykład, gdy wodorotlenek potasu dodaje się do kwasu solnego, zachodzi następująca reakcja:
KOH + HCl \u003d KCL + H 2 O OH - + H +
Reakcja neutralizacji przebiega nieodwracalnie tylko wtedy, gdy mocny kwas wchodzi w interakcję z mocną zasadą, ponieważ w tym przypadku jedynym słabym elektrolitem w mieszaninie reakcyjnej jest produkt reakcji, woda. Jeżeli w tym przypadku kwas i zasada są pobierane ściśle w ilościach stechiometrycznych, to środowisko w powstałym roztworze soli będzie obojętne.
Reakcja neutralizacji przebiega inaczej z udziałem słabych kwasów (HNO 2, CH 3 COOH, H 2 SO 3) lub słabych zasad (NH 3 * H 2 O, Mg (OH) 2, Fe (OH) 2).
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
Zgodnie ze zredukowanym równaniem reakcji jonowo-cząsteczkowej można zauważyć, że w układzie reakcyjnym występują słabe elektrolity nie tylko wśród produktów reakcji (H2O), ale także wśród materiałów wyjściowych (HNO2), co wskazuje na odwracalność reakcji. Ponieważ jednak najsłabszym elektrolitem jest woda, reakcja zostaje samorzutnie silnie przesunięta w prawo, w kierunku tworzenia soli.
Spójrzmy na kilka przykładów.
Przykład 1 Wybierz spośród wymienionych kwasów i zasad: HNO 2, HNO 3, H 2 SO 3, Ba(OH) 2, LiOH, Mn(OH) 2 - te, których wzajemne oddziaływania w parach odpowiadają reakcji neutralizacji przebiegającej według równania: H + + OH - \u003d H 2 O. napisz równania molekularne możliwych reakcji.
Odpowiedź. Proces ten odpowiada oddziaływaniu mocnego kwasu z mocną zasadą. Wśród wymienionych związków mocnym kwasem jest HNO 3, mocnymi zasadami Ba (OH) 2 i LiOH. Równania możliwych reakcji są następujące:
2HNO 3 + Ba(OH) 2 = Ba(NO 3) 2 + 2H 2 O
HNO 3 + LiOH \u003d LiNO 3 + H 2 O
Przykład 2 Roztwór zawiera mieszaninę HCl i CH3COOH. Jakie reakcje iw jakiej kolejności przebiegają, gdy ten roztwór zobojętnia się wodorotlenkiem potasu?
Odpowiedź. Kwasy zawarte w roztworze należą do różnych rodzajów elektrolitów: HCl jest elektrolitem silnym, CH 3 COOH jest elektrolitem słabym. Ze względu na tłumienie dysocjacji słabego elektrolitu przez silny, neutralizacja tych kwasów wraz ze stopniowym dodawaniem alkaliów przebiega sekwencyjnie: najpierw jony OH - oddziałują z wolnymi jonami H +, tj. z mocnym kwasem, a następnie w proces zaangażowane są cząsteczki słabego kwasu. Tak więc reakcja zachodzi najpierw z HCl, a następnie z CH 3 COOH:
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
Przykład 3 Określić skład jakościowy i ilościowy roztworu otrzymanego przez dodanie 3,36 g KOH do 500 ml roztworu H 3 PO 4 o stężeniu molowym 0,1 mol/l
Dany:
ϑ (p-ra H3RO4) = 500ml = 0.5l H 3 RO 4 z KOH może tworzyć trzy różne sole.
c (H 3 RO 4) \u003d 0,1 mol / l Napiszmy równania reakcji tworzenia każdego z
m(KOH) = 3,36 g możliwych soli i zanotuj stechiometryczną
M (KOH) \u003d 56 g / mol stosunek molowy odczynników:
Skład roztworu? 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 + 3KOH \u003d K 3 RO 4 + 3H 2 O
Określmy ilości odczynników zgodnie z danymi problemowymi i ich stosunkiem molowym:
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) \u003d 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
Porównując ten stosunek ze stosunkami molowymi odczynników w możliwych reakcjach, dochodzimy do wniosku, że w roztworze powstaje mieszanina KH 2 PO 4 i K 2 HPO 4, ponieważ jest więcej zasad niż jest wymagane do wytworzenia pierwszej soli, ale mniej niż potrzeba do utworzenia następnego.
Zgodnie z nadmiarem KOH, zgodnie z pierwszym równaniem, cały kwas zamieni się w KH 2 RO 4, podczas gdy n (KH 2 RO 4) \u003d n (H 3 RO 4) \u003d 0,05 mol.
Liczba moli KOH zużytych w tej reakcji, n 1 (KOH) \u003d n (H 3 RO 4) \u003d 0,05 mola, 0,06 - 0,05 \u003d 0,01 (mol) pozostanie niewykorzystana. Ta ilość KOH będzie oddziaływać z KN 2 RO 4 zgodnie z równaniem:
KN 2 RO 4 + KOH \u003d K 2 HRO 4 + H 2 O
Oczywiście 0,01 mola KOH przeniesie 0,01 KN 2 RO 4 do 0,01 mola K 2 HPO 4, podczas gdy 0,05 - 0,01 \u003d 0,04 (mol) K 2 HRO 4 pozostanie w roztworze .
Odpowiedź: 0,04 mol KH 2 RO 4 i 0,01 mol K 2 HPO 4
Interakcja kwasu i zasady w celu utworzenia soli i wody nazywana jest reakcją neutralizacji. Zazwyczaj takie reakcje przebiegają z uwolnieniem ciepła.
ogólny opis
Istotą neutralizacji jest to, że kwas i zasada, wymieniając aktywne części, neutralizują się nawzajem. W rezultacie powstaje nowa substancja (sól) i obojętny ośrodek (woda).
Prostym i czytelnym przykładem reakcji neutralizacji jest oddziaływanie kwasu solnego i wodorotlenku sodu:
HCl + NaOH → NaCl + H2O.
Jeśli zanurzysz papierek lakmusowy w roztworze kwasu solnego i wodorotlenku sodu, to zmieni kolor na fioletowy, tj. pokaże odczyn obojętny (czerwony - kwaśny, niebieski - zasadowy).
Roztwór dwóch związków aktywnych zamienił się w wodę w wyniku wymiany sodu i chloru, więc równanie jonowe dla tej reakcji jest następujące:
H + + OH - → H 2 O.
Po podgrzaniu powstałego roztworu woda wyparuje, a sól kuchenna – NaCl pozostanie w probówce.
Ryż. 1. Powstawanie soli po odparowaniu.
W takich reakcjach woda jest niezbędnym produktem.
Przykłady
Reakcje neutralizacji mogą zachodzić między silnymi i słabymi kwasami i zasadami. Rozważ dwa rodzaje reakcji:
