Χαρακτηριστικά αντίδρασης εξουδετέρωσης, προϊόντα και παραδείγματα

Ένα αντίδραση εξουδετέρωσης είναι αυτό που συμβαίνει μεταξύ ενός οξέος και ενός βασικού είδους με ποσοτικό τρόπο. Γενικά, το νερό και το άλας παράγονται σε αυτόν τον τύπο αντιδράσεων σε ένα υδατικό μέσο (ιοντικό είδος που αποτελείται από κατιόν διαφορετικό από Η).⁺ και ένα ανιόν διαφορετικό από ΟΗ^- u O^2-) σύμφωνα με την ακόλουθη εξίσωση: οξύ + βάση → άλας + νερό.

Σε μια αντίδραση εξουδετέρωσης, εμπλέκονται ηλεκτρολύτες, οι οποίες είναι ουσίες οι οποίες, όταν διαλυθούν στο νερό, παράγουν ένα διάλυμα που επιτρέπει ηλεκτρική αγωγιμότητα. Τα οξέα, οι βάσεις και τα άλατα θεωρούνται ηλεκτρολύτες.

Έτσι, ισχυροί ηλεκτρολύτες είναι εκείνα τα είδη που διασπώνται πλήρως στα συστατικά ιόντα τους όταν είναι σε διάλυμα, ενώ οι αδύναμες ηλεκτρολύτες ιονίζουν μόνο εν μέρει (έχουν λιγότερη ικανότητα να διεξάγει ένα ηλεκτρικό ρεύμα, δηλαδή, δεν είναι καλές αγωγούς όπως οι ισχυροί ηλεκτρολύτες).

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά
  • 1.1 Τιτλοδοτήσεις βάσης οξέος
• 2 Παραδείγματα
  • 2.1 Ισχυρό οξύ + ισχυρή βάση
  • 2.2 Ισχυρό οξύ + αδύναμη βάση
  • 2.3 Αδύναμο οξύ + ισχυρή βάση
  • 2.4 Αδύναμη βάση + αδύναμη βάση
• 3 Αναφορές

Χαρακτηριστικά

Πρώτον, θα πρέπει να τονιστεί ότι αν μια αντίδραση εξουδετέρωσης αρχίζει με ίσες ποσότητες οξέος και βάσης (mole) όταν η εν λόγω αντίδραση τελειώνει λαμβάνεται μόνο ένα άλας? δηλαδή, δεν υπάρχουν υπολειμματικές ποσότητες οξέος ή βάσης.

Επιπλέον, μια πολύ σημαντική ιδιότητα των αντιδράσεων οξέος-βάσης είναι το ρΗ, το οποίο υποδεικνύει πόσο όξινο ή βασικό διάλυμα είναι. Αυτό καθορίζεται από την ποσότητα ιόντων Η⁺ που βρέθηκαν στα μετρούμενα διαλύματα.

Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν διάφορες έννοιες της οξύτητας και της βασικότητας, ανάλογα με τις παραμέτρους που λαμβάνονται υπόψη. Μια έννοια που ξεχωρίζει είναι αυτή των Brønsted και Lowry, η οποία θεωρεί ένα οξύ ως είδος ικανό να δώσει πρωτόνια (H⁺) και μια βάση ως είδος ικανό να τα δεχτεί.

Τιτλοδοτήσεις βάσης οξέος

Προκειμένου να μελετηθεί σωστά και ποσοτικά μια αντίδραση εξουδετέρωσης μεταξύ ενός οξέος και μιας βάσης, εφαρμόζεται μια τεχνική που ονομάζεται οξεοβασική τιτλοδότηση (ή τιτλοδότηση)..

Οι τιτλοδοτήσεις με βάση την οξύτητα συνίστανται στον προσδιορισμό της συγκέντρωσης του οξέος ή της βάσης που είναι αναγκαία για την εξουδετέρωση μιας ορισμένης ποσότητας βάσης ή οξέος γνωστής συγκέντρωσης.

Στην πράξη, ένα σταθερό διάλυμα (η συγκέντρωση του οποίου είναι γνωστό με ακρίβεια) πρέπει σταδιακά να προστίθεται στο διάλυμα του οποίου η συγκέντρωση είναι άγνωστη έως ότου επιτευχθεί το σημείο ισοδυναμίας, όπου ένα από τα είδη έχει εξουδετερώσει πλήρως το άλλο.

Το σημείο ισοδυναμίας ανιχνεύεται από τη βίαιη αλλαγή του χρώματος του δείκτη που έχει προστεθεί στο διάλυμα άγνωστης συγκέντρωσης όταν έχει ολοκληρωθεί η χημική αντίδραση μεταξύ των δύο διαλυμάτων.

Για παράδειγμα, στην περίπτωση της εξουδετέρωσης φωσφορικού οξέος (Η₃PO₄) θα υπάρχει ένα σημείο ισοδυναμίας για κάθε πρωτόνιο που αποσπάται από το οξύ. δηλαδή, θα υπάρχουν τρία σημεία ισοτιμίας και θα παρατηρηθούν τρεις αλλαγές χρώματος.

Προϊόντα αντίδρασης εξουδετέρωσης

Στις αντιδράσεις ενός ισχυρού οξέος με μία ισχυρή βάση αυτή πραγματοποιείται πλήρης εξουδετέρωση των ειδών, όπως στην αντίδραση μεταξύ του υδροχλωρικού οξέος και υδροξειδίου του βαρίου:

2HCl (ac) + Ba (ΟΗ)₂(ac) → BaCl₂(ac) + 2Η₂O (l)

Έτσι δεν δημιουργούνται ιόντα Η⁺ ή ΟΗ^- σε περίσσεια, πράγμα που σημαίνει ότι το ρΗ των ισχυρών διαλυμάτων ηλεκτρολύτη που έχουν εξουδετερωθεί είναι εγγενώς συνδεδεμένο με τον οξύ χαρακτήρα των αντιδραστηρίων τους.

Αντιστρόφως, στην περίπτωση της εξουδετέρωσης μεταξύ ενός ασθενούς ηλεκτρολύτη και ένα ισχυρό (ισχυρό οξύ + ασθενή βάση ή ασθενές οξύ + ισχυρής βάσης) μερική αποσύνδεση των αδύναμη ηλεκτρολύτη λαμβάνεται και εμφανίζεται το σταθερά διαστάσεως του οξέος (Κ_α) ή της βάσης (Κ_β) ασθενής, για να προσδιοριστεί ο οξύς ή βασικός χαρακτήρας της καθαρής αντίδρασης με τον υπολογισμό του ρΗ.

Για παράδειγμα, έχετε την αντίδραση μεταξύ υδροκυανικού οξέος και υδροξειδίου του νατρίου:

HCN (ac) + NaOH (ac) → NaCN (ac) + Η₂O (l)

Σε αυτή την αντίδραση ο ασθενής ηλεκτρολύτης δεν ιονίζει σημαντικά στο διάλυμα, έτσι η καθαρή ιοντική εξίσωση αντιπροσωπεύεται ως εξής:

HCN (ac) + ΟΗ^-(ac) → CN^-(ac) + Η₂O (l)

Αυτό επιτυγχάνεται μετά την εγγραφή της αντίδρασης με τους ισχυρούς ηλεκτρολύτες στη διαχωρισμένη μορφή τους (Na⁺(ac) + ΟΗ^-(ac) στην πλευρά των αντιδραστηρίων και Na⁺(ac) + CN^-(ac) στην πλευρά των προϊόντων), όπου μόνο το ιόν νατρίου είναι θεατής.

Τέλος, στην περίπτωση της αντίδρασης μεταξύ ενός ασθενούς οξέος και μιας ασθενούς βάσης, η εν λόγω εξουδετέρωση δεν συμβαίνει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι και οι δύο ηλεκτρολύτες αποσυντίθενται εν μέρει, χωρίς να προκύψει το αναμενόμενο νερό και αλάτι.

Παραδείγματα

Ισχυρό οξύ + ισχυρή βάση

Η δεδομένη αντίδραση μεταξύ θειικού οξέος και υδροξειδίου του καλίου σε ένα υδατικό μέσο λαμβάνεται ως παράδειγμα, σύμφωνα με την ακόλουθη εξίσωση:

H₂Έτσι₄(ac) + 2ΚΟΗ (cc) → Κ₂Έτσι₄(ac) + 2Η₂O (l)

Μπορεί να φανεί ότι τόσο το οξύ όσο και το υδροξείδιο είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες. ως εκ τούτου, είναι πλήρως ιονισμένα στο διάλυμα. Το ρΗ αυτού του διαλύματος θα εξαρτηθεί από τον ισχυρό ηλεκτρολύτη ο οποίος είναι σε μεγαλύτερη αναλογία.

Ισχυρό οξύ + αδύναμη βάση

Η εξουδετέρωση του νιτρικού οξέος με αμμωνία έχει ως αποτέλεσμα την ένωση νιτρικού αμμωνίου, όπως φαίνεται παρακάτω:

HNO₃(ac) + ΝΗ₃(ac) → ΝΗ₄Όχι₃(ac)

Σε αυτή την περίπτωση, το νερό που παράγεται μαζί με το αλάτι δεν τηρείται, επειδή θα έπρεπε να εκπροσωπείται ως:

HNO₃(ac) + ΝΗ₄⁺(ac) + ΟΗ^-(ac) → ΝΗ₄Όχι₃(ac) + Η₂O (l)

Έτσι, το νερό μπορεί να παρατηρηθεί ως προϊόν της αντίδρασης. Σε αυτή την περίπτωση, το διάλυμα θα έχει ένα ουσιαστικά όξινο ρΗ.

Αδύναμη βάση + ισχυρή βάση

Στη συνέχεια, εμφανίζεται η αντίδραση μεταξύ οξικού οξέος και υδροξειδίου του νατρίου:

CH₃COOH (ac) + NaOH (ac) -> CH₃COONa (ac) + Η₂O (l)

Καθώς το οξικό οξύ είναι ένας ασθενής ηλεκτρολύτης, αποσυντίθεται εν μέρει, με αποτέλεσμα το οξικό νάτριο και το νερό, του οποίου το διάλυμα θα έχει ένα βασικό pH.

Αδύναμη βάση + αδύναμη βάση

Τέλος και όπως αναφέρθηκε παραπάνω, μια ασθενής βάση δεν μπορεί να εξουδετερώσει ένα ασθενές οξύ. Ούτε συμβαίνει το αντίθετο. Και τα δύο είδη υδρολύονται σε υδατικό διάλυμα και το ρΗ του διαλύματος θα εξαρτάται από την "ισχύ" του οξέος και της βάσης.

Αναφορές

1. Wikipedia. (s.f.). Εξουδετέρωση (Χημεία). Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemistry, 9η έκδοση (McGraw-Hill).
3. Raymond, Κ. W. (2009). Γενική Βιολογική και Βιολογική Χημεία. Ανακτήθηκε από το books.google.co.ve
4. Joesten, M.D., Hogg, J.L. and Castellion, Μ.Ε. (2006). Ο Κόσμος της Χημείας: Βασικά. Ανακτήθηκε από το books.google.co.ve
5. Clugston, Μ. And Flemming, R. (2000). Advanced Chemistry. Ανακτήθηκε από το books.google.co.ve
6. Reger, D.L., Goode, S.R. and Ball, D.W. (2009). Χημεία: Αρχές και Πρακτική. Ανακτήθηκε από το books.google.co.ve