תגובת נטרול: מאפיינים, מוצרים, דוגמאות - כִּימִיָה - 2025

תגובת נטרול היא אחת המתרחשת בין חומצי זן בסיסי באופן כמותי. באופן כללי, בסוג זה של תגובה במדיום מימי, מים ומלח (מין יוני המורכב מקטיון שאינו H ⁺ ואניון שאינו OH ^- או O ^2- ) מיוצרים על פי המשוואה הבאה: חומצה + בסיס → מלח + מים.

אלקטרוליטים, שהם אותם חומרים שכאשר הם מומסים במים מייצרים תמיסה המאפשרת מוליכות חשמלית, משפיעים על תגובת הנטרול. חומצות, בסיסים ומלחים נחשבים לאלקטרוליטים.

בדרך זו אלקטרוליטים חזקים הם אותם מינים שמתנתקים לחלוטין ליונים המרכיבים אותם כשהם בתמיסה, בעוד אלקטרוליטים חלשים מייננים רק חלקית (יש להם פחות יכולת להוביל זרם חשמלי; כלומר, הם לא טובים מוליכים כמו אלקטרוליטים חזקים).

מאפיינים

ראשית יש להדגיש כי אם מתחילים תגובת נטרול עם כמויות שוות של חומצה ובסיס (בשומות), כאשר התגובה האמורה מסתיימת, מתקבל רק מלח אחד; כלומר, אין כמויות שאריות של חומצה או בסיס.

כמו כן, תכונה חשובה מאוד של תגובות על בסיס חומצה היא pH, המציין עד כמה פיתרון חומצי או בסיסי. זה נקבע לפי כמות יוני H ⁺ שנמצאים בתמיסות שנמדדו.

מצד שני, ישנם מספר מושגים של חומציות ובסיסיות בהתאם לפרמטרים שנלקחים בחשבון. תפיסה אחת בולטת היא זו של ברונסטד ולורי הרואים בחומצה זן המסוגל לתרום פרוטונים (H ⁺ ) ובסיס כמין המסוגל לקבלם.

טיטרציות על בסיס חומצה

כדי ללמוד כראוי וכמותית תגובה לנטרול בין חומצה לבסיס, מיושמת טכניקה הנקראת טיטרציה של בסיס-חומצה (או טיטרציה).

טיטרציות על בסיס חומצה מורכבות מקביעת ריכוז החומצה או הבסיס הדרושים לנטרול כמות מסוימת של בסיס או חומצה בריכוז ידוע.

בפועל, יש להוסיף בהדרגה פתרון סטנדרטי (שריכוזו ידוע בדיוק) לפיתרון שריכוזו אינו ידוע עד לנקודת השוויון, בה אחד המינים ניטרל לחלוטין את השני.

נקודת השוויון מתגלה על ידי השינוי האלים בצבעו של המחוון שנוסף לתמיסה של ריכוז לא ידוע כאשר הושלמה התגובה הכימית בין שני הפתרונות.

לדוגמה, במקרה של נטרול חומצה זרחתית (H ₃ PO ₄ ) תהיה נקודת שקילות לכל פרוטון שמשתחרר מהחומצה; כלומר יהיו שלוש נקודות שקילות ותצפו שלושה שינויי צבע.

מוצרים של תגובת נטרול

בתגובות של חומצה חזקה עם בסיס חזק מתרחשת נטרול מוחלט של המין, כמו בתגובה בין חומצה הידרוכלורית לבריום הידרוקסיד:

2HCl (aq) + Ba (OH) ₂ (aq) → BaCl ₂ (aq) + 2H ₂ O (l)

כך שלא נוצרים עודפי יוני H ⁺ או OH ^- מה שאומר שה- pH של תמיסות אלקטרוליטים חזקים שנוטרלו קשור באופן מהותי לאופי החומצה של המגיבים שלהם.

נהפוך הוא, במקרה של נטרול בין החלשים אלקטרוליט חזק (חומצה חזקה + בסיס חלש או חומצה חלשה + בסיס חזק), ניתוק חלקי של אלקטרוליט חלש מתקבל ואת קבוע הפירוק של החומצה (K ) מופיע או של החלשים בסיס (K _ב ), כדי לקבוע את אופי חומצי או בסיסי של התגובה נטו על ידי חישוב pH.

לדוגמה, יש לנו את התגובה בין חומצה הידרוצינית לנתרן הידרוקסיד:

HCN (aq) + NaOH (aq) → NaCN (aq) + H ₂ O (l)

בתגובה זו האלקטרוליט החלש אינו מיינן באופן ניכר בתמיסה, ולכן המשוואה היונית נטו מיוצגת באופן הבא:

HCN (aq) + OH ^- (aq) → CN ^- (aq) + H ₂ O (l)

זה מתקבל לאחר כתיבת התגובה עם אלקטרוליטים חזקים בצורתם המנותקת (Na ⁺ (ac) + OH ^- (ac) בצד המגיב, ו- Na ⁺ (ac) + CN ^- (ac) בצד. מוצרים), כאשר רק יון הנתרן הוא עובר אורח.

לבסוף, במקרה של התגובה בין חומצה חלשה לבסיס חלש, הניטרול האמור אינו מתרחש. הסיבה לכך היא ששני האלקטרוליטים מתנתקים חלקית מבלי לגרום למים והמלח הצפויים.

דוגמאות

חומצה חזקה + בסיס חזק

דוגמא לכך היא התגובה שניתנה בין חומצה גופרתית לאשלגן הידרוקסיד במדיום מימי, לפי המשוואה הבאה:

H ₂ SO ₄ (aq) + 2KOH (aq) → K ₂ SO ₄ (aq) + 2H ₂ O (l)

ניתן לראות כי גם חומצה וגם הידרוקסיד הם אלקטרוליטים חזקים; לכן הם מייננים לחלוטין בתמיסה. PH של תמיסה זו יהיה תלוי באלקטרוליט החזק שנמצא בפרופורציה הגבוהה ביותר.

חומצה חזקה + בסיס חלש

ניטרול של חומצה חנקתית עם אמוניה מביא לתרכובת האמוניום חנקתי, כמוצג להלן:

HNO ₃ (aq) + NH ₃ (aq) → NH ₄ NO ₃ (aq)

במקרה זה, המים המופקים עם המלח אינם נצפים, מכיוון שהם צריכים להיות מיוצגים כ:

HNO ₃ (aq) + NH ₄ ⁺ (aq) + OH ^- (aq) → NH ₄ NO ₃ (aq) + H ₂ O (l)

כך שניתן לראות במים כמוצר תגובה. במקרה זה, לתמיסה יהיה pH חומצי בעיקרו.

חומצה חלשה + בסיס חזק

התגובה שמתרחשת בין חומצה אצטית לנתרן הידרוקסיד מוצגת להלן:

CH ₃ COOH (aq) + NaOH (aq) → CH ₃ COONa (aq) + H ₂ O (l)

מכיוון שחומצה אצטית היא אלקטרוליט חלש, היא מתנתקת חלקית, וכתוצאה מכך נתרן אצטט ומים, אשר לתמיסה יש pH בסיסי.

חומצה חלשה + בסיס חלש

לבסוף, וכאמור, בסיס חלש אינו יכול לנטרל חומצה חלשה; גם לא ההיפך. שני המינים מניעים הידרוליזה בתמיסה מימית ו- pH של התמיסה יהיה תלוי ב"חוזק "החומצה והבסיס.

הפניות

1. ויקיפדיה. (sf). נטרול (כימיה). התאושש מ- en.wikipedia.org
2. צ'אנג, ר '(2007). כימיה, מהדורה תשיעית (מקגרו-היל).
3. ריימונד, KW (2009). כימיה כללית אורגנית וביולוגית. התאושש מ- books.google.co.ve
4. Joesten, MD, Hogg, JL ו- Castellion, ME (2006). עולם הכימיה: יסודות. התאושש מ- books.google.co.ve
5. קלוגסטון, מ 'ופלמינג, ר' (2000). כימיה מתקדמת. התאושש מ- books.google.co.ve
6. Reger, DL, Goode, SR and Ball, DW (2009). כימיה: עקרונות ותרגול. התאושש מ- books.google.co.ve