中和反応は、定量的な方法で、酸性および塩基性種との間で発生するものです。一般に、この水性媒体、水および塩での反応の種類に(H以外のカチオンからなるイオン種+およびOH -以外のアニオン-又はO 2-)は、以下の式に従って生成される:酸+塩基→塩+水。
電解質は、水に溶解すると導電性を与える溶液を生成し、中和反応に影響を与える物質です。酸、塩基、塩は電解質と見なされます。
このように、強い電解質は、溶液中にあるときに完全に成分イオンに解離する種ですが、弱い電解質は部分的にしかイオン化しません(電流を伝導する能力が低いため、良好ではありません)強電解質などの導体)。
特徴
そもそも、中和反応が等モルの酸と塩基(モル)で開始された場合、前記反応が終了すると、1つの塩しか得られないことを強調しておく必要があります。つまり、酸や塩基の残留量はありません。
また、酸塩基反応の非常に重要な特性はpHです。これは、溶液がどの程度酸性または塩基性であるかを示します。これは、測定溶液に含まれるH +イオンの量によって決まります。
一方、考慮されるパラメータに応じて、酸味と塩基性のいくつかの概念があります。目立つ1つの概念は、酸をプロトン(H +)を提供できる種と見なし、塩基をそれらを受け入れることができる種と見なすブレンステッドとローリーの概念です。
酸塩基滴定
酸と塩基の中和反応を適切かつ定量的に研究するために、酸塩基滴定(または滴定)と呼ばれる技術が適用されます。
酸-塩基滴定は、既知の濃度の一定量の塩基または酸を中和するために必要な酸または塩基の濃度を決定することで構成されます。
実際には、標準溶液(濃度が正確にわかっている)を、濃度が不明な溶液に徐々に添加して、一方の種がもう一方を完全に中和する等価点に到達する必要があります。
等価点は、両方の溶液間の化学反応が完了したときに、未知の濃度の溶液に追加されたインジケーターの激しい色の変化によって検出されます。
たとえば、リン酸(H 3 PO 4)の中和の場合、酸から放出される各プロトンに当量点があります。つまり、3つの等価点があり、3つの色の変化が観察されます。
中和反応の生成物
強酸と強塩基の反応では、塩酸と水酸化バリウムの間の反応のように、種の完全な中和が起こります。
2HCl(aq)+ Ba(OH)2(aq)→BaCl 2(aq)+ 2H 2 O(l)
そうない過剰のH +またはOH -イオンが生成され、これは中和されている強力な電解質溶液のpHが本質的に、それらの反応物の酸文字に関連していることを意味します。
逆に、弱電解質と強電解質の間の中和の場合(強酸+弱塩基または弱酸+強塩基)、弱電解質の部分的な解離が得られ、酸解離定数(K a)が現れます。またはpHを計算して正味の反応の酸性または塩基性の特性を決定するための弱塩基(K b)
たとえば、シアン化水素酸と水酸化ナトリウムの間の反応があります。
HCN(水溶液)+ NaOH(水溶液)→NaCN(水溶液)+ H 2 O(1)
この反応では、弱い電解質は溶液中で顕著にイオン化しないため、正味のイオン方程式は次のように表されます。
HCN(水溶液)+ OH - (水溶液)→CN - (水溶液)+ H 2 O(L)
これは、それらの解離形で強い電解質との反応を書いた後に得られるし(Na +(水溶液)+ OH -の反応物側(水溶液)、およびNa +(水溶液)+ CN -側(水溶液)製品)、ナトリウムイオンのみが傍観者である場合。
最後に、弱酸と弱塩基の間の反応の場合、前記中和は起こらない。これは、両方の電解質が部分的に解離し、予想される水と塩が生成されないためです。
例
強酸+強塩基
例としては、次の方程式による、硫酸と水酸化カリウムの水性媒体中での反応があります。
H 2 SO 4(aq)+ 2KOH(aq)→K 2 SO 4(aq)+ 2H 2 O(l)
酸と水酸化物の両方が強い電解質であることがわかります。したがって、それらは溶液中で完全にイオン化します。この溶液のpHは、最も比率が高い強電解質に依存します。
強酸+弱塩基
硝酸をアンモニアで中和すると、以下に示すように、硝酸アンモニウムが合成されます。
HNO 3(水溶液)+ NH 3(水溶液)→NH 4 NO 3(水溶液)
この場合、塩で生成された水は観察されません。
HNO 3(水溶液)+ NH 4 +(水溶液)+ OH - (水溶液)→NH 4 NO 3(水溶液)+ H 2 O(L)
つまり、水は反応生成物と見なすことができます。この場合、溶液のpHは本質的に酸性になります。
弱酸+強塩基
酢酸と水酸化ナトリウムの間で発生する反応を以下に示します。
CH 3 COOH(水溶液)+ NaOH(水溶液)→CH 3 COONa(水溶液)+ H 2 O(1)
酢酸は弱い電解質であるため、部分的に解離し、その結果、酢酸ナトリウムと水が得られ、その溶液は塩基性pHになります。
弱酸+弱塩基
最後に、上記のように、弱塩基は弱酸を中和できません。どちらも反対ではありません。どちらの種も水溶液中で加水分解し、溶液のpHは酸と塩基の「強さ」に依存します。
参考文献
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