Reacția de neutralizare în soluții apoase
73 vizualizări · 3 voturi
Raportează o problemă
Descrie pe scurt problema sau sugestia ta. Vom primi automat și pagina de pe care scrii.
Mulțumim!
Mesajul tău a ajuns la noi. Vom analiza problema cât de curând.
Reacția de neutralizare este o reacție cu schimb de protoni între un acid și o bază, cu formarea unui compus ionic numit sare. Dacă baza care participă la neutralizare este un hidroxid, din reacție se obține și apă.
Reacția de neutralizare în soluție apoasă dintre un acid tare și o bază tare se reduce la schimbul de protoni dintre ionii hidroniu și hidroxil din soluție, cu formare de molecule de apă.
Reprezentarea unei reacții de neutralizare tipice între un acid și o bază:
HX(aq) + MOH(aq) → MX(aq) + H2O(l)
Ionul pozitiv (cationul) al compusului ionic obținut provine de la bază, iar ionul negativ (anionul) provine de la acid.
Pentru a înțelege mai bine ce se întâmplă la neutralizarea unui acid tare cu o bază tare, trebuie să ne folosim de reacțiile ionice.
Ionii spectatori sunt ioni care există, hidratați de molecule de apă, în mediul de reacție, însă nu reacționează în niciun fel. Deci ionii spectatori nu participă la schimbul de protoni.
Exemplu - Reacția dintre acidul clorhidric și hidroxidul de sodiu:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
- la dizolvarea în apă, HCl disociază complet: HCl(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + Cl-(aq)
- la dizolvarea în apă, NaOH disociază complet: NaOH(aq) + H2O(l) → Na+(aq) + HO-(aq)
Ecuația ionică totală a reacției de neutralizare este următoarea:
H3O+(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + HO-(aq) → Na+(aq) + Cl-(aq) + 2 H2O(l)
Ionii Na+ și Cl- nu participă la reacție. Aceștia sunt ioni spectatori. Eliminând ionii spectatori din ecuația ionică, se obține ecuația reacției care chiar are loc:
H3O+(aq) + HO-(aq) →2 H2O(l)
În cazul reacțiilor de neutralizare dintre acizii și bazele tari, diferă numai ionii spectatori. Oricare ar fi acești ioni, variația de entalpie a reacțiilor de neutralizare va fi întotdeauna egală cu aproximativ -57 kJ/mol de apă format. Aceasta este căldura molară de neutralizare, ΔHneutralizare = -57 kJ/mol H2O, și este aceeași indiferent de sarea care se obține din reacție.
Pentru a se obține sarea: se evaporă apa, iar în vasul de reacție rămân cristalele de sare.
Reacția dintre un acid slab și o bază tare:
De exemplu, în reacția dintre acidul acetic și hidroxidul de sodiu, numai ionul Na+ este ion spectator. Transferul de protoni are loc între acidul acetic (anionul acidului slab) și ionul hidroxil.
Reacția dintre un acid tare și o bază slabă:
De exemplu, în reacția dintre acidul clorhidric și metilamina, numai ionul Cl- este ion spectator. Transferul de protoni are loc între ionul de hidrogen (provenit din disocierea acidului clorhidric) și metilamină.
V-ați gândit vreodată de ce ne spălăm pe dinți în fiecare zi?
Evident, ca să nu facem curry, însă cum anume ne ajută pasta de dinți.
Ei bine, de fiecare dată când ne spălăm pe dinți, efectuăm o reacție de neutralizare.
Bacteriile din gură se hrănesc cu resturile de mâncare care ne rămân între dinți.
Apoi, aceste bacterii excretă o soluție acidă care în timp poate cauza curry.
Pentru ca acest lucru să nu se întâmple, pasta de dinți conține o bază slabă,
de obicei florura de sodiu sau bicarbonatul de sodiu.
Astfel, soluția acidă creată de bacterii este neutralizată și dinții noștri rămân sănătoși.
Am văzut în lecțiile trecute ce sunt acizii și ce sunt bazele.
Lecția aceasta ne vom uita mai îndoi aproape la reacțiile dintre acid și baze.
Acizii sunt substanțe care pot dona proton, iar bazele sunt substanțe care pot accepta proton.
Din această perspectivă a teoriei protolitice, o reacție de neutralizare este o reacție în care
un proton pleacă de la un acid și se duce la o bază.
Deci neutralizarea este o reacție cu schimb de proton între un acid și o bază.
Iar rezultatul neutralizării este întotdeauna sare și dacă baza este un hidroxid, se obține întotdeauna și apă.
Există și cazuri în care acizii și bazele pot reacționa în stare gazoasă,
însă cea mai interesantă chimie acizilor și bazelor se întâmplă în apă.
De aceea noi ne vom concentra asupra reacțiilor care au loc în soluție apoasă.
Motivul pentru care reacțiile acizilor și bazelor sunt mai interesante în soluții apoase este chiar apa.
Apa excelează în a fi acid, donând un proton oricărei baze s-ar afla prin preajmă.
Iar dacă nu e nicio bază prin preajmă, poate dona un proton chiar unei alte molecule de apă.
Asta pentru că apa excelează și în a fi bază, acceptând un proton de la acizi sau chiar și de la o altă moleculă de apă.
Astfel, chiar dacă pe noi ne interesează, spre exemplu, sarea, clorura de sodiu, pe care obținem prin reacția dintre acidul clorhidric și hidroxidul de sodiu,
partea cea mai interesantă a reacției este posibilă numai datorită faptului că apa este o substanță amfoteră.
Haideți să ne uităm mai de aproape la obținerea clorurii de sodiu printr-o reacție de neutralizare.
Aceasta este ecuația reacției de neutralizare dintre un acid tare și o bază tare.
Baza este un hidroxid, deci pe lângă sare vedem că s-a obținut și apă.
Dar ce se întâmplă de fapt în vasul de reacție?
Ca să înțelegem mai bine, trebuie să folosim ecuațiile ionice.
La dizolvarea în apă, acidul clorhidric disocează complet.
La fel și hidroxidul de sodiu disocează complet în apă.
Astfel, ecuația care ține cont de toate speciile chimice este ecuația ionică totală a neutralizării.
Deci avem ionul hidroniu și ionul clorură alături de ionul de sodiu și ionul hidroxil.
Ionii hidroniu și hidroxil vor reacționa cu transfer de protoni formând două molecule de apă.
În schimb, ionul clorură și ionul de sodiu nu participă în niciun fel la reacție.
Ei sunt, de fapt, ion spectatori.
Eliminând ionii spectatori din ecuație, obținem ecuația reacției concrete, care chiar are loc,
și anume este vorba despre reacția dintre ionii hidroniu și ionii hidroxil,
care formează moleculele de apă.
Schimbarea principală din toate reacțiile de soluții apoase dintre unacitare și obazătare
este, de fapt, formarea unei molecule de apă dintr-un proton de la acid și un ion hidroxil provenit de la bază.
De fapt, în cazul reacțiilor de neutralizare dintre acistari și obazetari diferă numai ionii spectatori.
Oricare ar fi acești ioni spectatori, variația de entalpie a acestor reacții de neutralizare
va fi întotdeauna egală cu aproximativ minus 57 kJ pe mol.
Pe mol de apă format.
Aceasta se numește căldura molară de neutralizare
și este aceeași indiferent ce sare obținem din reacție.
Deci, indiferent de acidul și bazătare care reacționează, transferul de proton se întâmplă datorită mediului apos,
iar reacția care are loc este aceasta de mai sus.
Reacție pe care o mai putem scrie și în acest fel.
Un ion de hidrogen reacționează cu un ion hidroxil pentru a forma o moleculă de apă,
iar variația de entalpie a acestei reacții este minus 57 kJ pe mol.
Semnul minus ne spune că reacția de formare a apei este o reacție exotermă.
Deci, acest proton vine de la o moleculă de acid, iar acest ion hidroxil vine de la o moleculă de bază.
Sarea dizolvată care se formează în același timp cu această reacție există în soluție sub formă de ioni spectatori hidratați,
care în cazul exemplului nostru sunt ionul clorură și ionul de sodiu.
Și ionii spectatori nu influențează niciun fel entalpia de reacție.
Evaporând apa din soluția care conține ionii spectatori hidratați,
obținem sarea în formă solidă, în cazul nostru este vorba de clorura de sodiu,
și știm că sărurile sunt compuși ionici.
Așadar, compusul ionii care se obține prin reacția dintre un acid și o bază se numește sare.
Și aceasta este reprezentarea unei neutralizări tipice, în care reactanții sunt un acid și o bază,
iar produșii de reacție sunt o sare și apă.
Observăm că ionul pozitiv al sării, adică cationul, vine de la bază,
iar ionul negativ, adică anionul, vine de la acid.
Bun, deci am văzut că neutralizarea în soluția poasă dintre un acid tare și o bază tare
se reduce la schimbul de protoni dintre ionii hidroniu și hidroxil din soluție cu formare de molecule de apă.
Iar ionii care vor forma sarea sunt de fapt doar ioni spectator.
Un alt exemplu de neutralizare dintre un acid tare și o bază tare ar fi reacția dintre hidroxidul de bariu și acidul sulfurii.
În acest caz, ionii spectatori sunt ionul bariu 2 plus și ionul sulfură.
Sarea care se formează se numește sulfat de bariu.
Lucrurile stau puțin altfel atunci când este vorba despre un acid slab care reacționează cu o bază tare.
Haideți să vedem ce se întâmplă, spre exemplu, atunci când acidul acetic în soluție poasă reacționează cu o soluție poasă de hidroxid de sodiu.
Acidul acetic, fiind un acid slab, disociează foarte puțin.
Astfel, în ecuația ionică a reacției, acidul acetic apare nedisuciat.
Observăm că ionul hidroniu nu apare deloc, deoarece acidul acetic abia dacă disuciază în apă, în comparație cu hidroxidul de sodiu, care disuciază complet.
De această dată, transferul de proton are loc între acidul acetic și ionul hidroxid.
Deci, acest proton se transferă la ionul hidroxid.
Astfel, în această reacție, avem numai ionul sodiu plus, drept ion spectator.
Ionul acetat participă la transferul de proton.
În continuare, avem și exemplul unei reacții dintre un acid tare și o bază slabă.
Baza slabă este metilamina, iar sarea care se formează este clorura de metilamoniu.
Observăm că, în acest caz, nu se formează și apă.
Acetul tare disociază complet în soluție apoasă, iar speciile chimice care reacționează sunt ionul de hidrogen provenit de la acid și baza slabă.
Astfel se formează ionul metilamoniu, iar ionul clorură este ion spectator.
În funcție de tăria acizilor și bazelor de la care provin, sărurile pot fi neutre, acide sau bazice.
Acest caracter al sărurilor este important atunci când avem de-a face cu soluțiile lor apoase.
Însă asta vom descoperi în lecția despre hidroliza sărurilor.
Comentarii (0)
Niciun comentariu încă.