Урок 17. Реакция нейтрализации. Реакции нейтрализации


Урок 17. Реакция нейтрализации – HIMI4KA

В уроке 17 «Реакция нейтрализации» из курса «Химия для чайников» рассмотрим процесс нейтрализации, а также понятия химический эквивалент вещества и грамм-эквивалент; кроме того научимся вычислять нормальную концентрацию раствора. С реакцией нейтрализации тесно связаны понятия «кислота» и «основание», поэтому настоятельно рекомендую подробно изучить урок 16 «Кислоты и основания»

Нейтрализация

Важным свойством кислот и оснований является их способность образовывать в растворе ионы H+ и OH-, которые могут атаковать другие имеющиеся там молекулы и вызывать химические превращения, с трудом или медленно протекающие в их отсутствии. Когда кислоты и основания реагируют друг с другом, ионы H+ и OH— соединяются, образуя молекулы воды. Этот процесс называется нейтрализацией:

Химический эквивалент

С реакцией нейтрализации тесно связано процедура кислотно-основного титрования. Грубо говоря, титрование — это способ определения имеющегося количества кислоты или основания в растворе, путем измерения количества основания или кислоты с заданной концентрацией необходимого для полной нейтрализации имеющегося реагента. При титровании пользуются понятием химический эквивалент.

Химический эквивалент кислоты — количество кислоты, которое при нейтрализации основания высвобождает 1 моль ионов H+.

Химический эквивалент основания — количество основания, которое при нейтрализации основания высвобождает 1 моль ионов OH—.

Полная нейтрализация происходит в том случае, если в реакцию вступают одинаковые количества химических эквивалентов кислоты и основания.

Грамм-эквивалент — это масса кислоты (или основания) в граммах, которая образует 1 моль ионов H+ (или OH—)

Для кислот, способных высвобождать 1 ион H+ на молекулу, как, например, HCl или HNO3, химический эквивалент представляет собой то же самое количество вещества, что и моль, а 1 грамм-эквивалент — то же самое, что и молекулярная масса. Однако поскольку h3SO4 способна высвобождать два иона H+ на молекулу, 1 молю h3SO4 соответствуют два эквивалента, и поэтому в реакциях кислотно-основной нейтрализации грамм-эквивалент серной кислоты равен половине ее молекулярной массы. Грамм-эквивалент фосфорной кислоты h4PO4, т.е. такая ее масса в граммах, которая образует 1 моль ионов H+, равен 1/3 молекулярной массы этой кислоты. Точно так же для NaOH, KOH и Nh4, молекулярные массы совпадают с грамм-эквивалентами этих веществ, но грамм-эквивалент Ca(OH)2 равен половине его молекулярной массы.

В удобстве использования понятий химического эквивалента и грамм-эквивалента можно убедиться при рассмотрении нейтрализации фосфорной кислоты гидроксидом магния:

Рассмотрим решение конкретной задачи по химическим эквивалентам и грамм-эквивалентам:

Пример 1. Используя метод эквивалентов, найдите число граммов HNO3 необходимо для нейтрализации 100,0 г Ba(OH)2.

Решение:

Первым делом выпишем молекулярные массы и грамм-эквиваленты для HNO3 и Ba(OH)2:

РеагентМолекулярная масса, г/мольГрамм-эквивалент, г/экв
Азотная кислота, HNO363,0163,01 / 1 = 63,01
Гидроксид бария, Ba(OH)2171,34171,34 / 2 = 85,67

Отлично! Теперь найдем сколько химических эквивалентов гидроксида бария содержится в 100,0 г:

  • 100,0 г / 85,67 г/экв = 1,167 экв Ba(OH)2

В начале урока мы говорили, что полная нейтрализация получается, когда в реакцию вступают одинаковые количества химических эквивалентов кислоты и основания. Поэтому для нейтрализации 1,167 экв Ba(OH)2 потребуется 1,167 экв HNO3:

  • 1,167 экв × 63,01 г/экв = 73,53 г HNO3

Ответ получен! Кстати, данную задачу можно решить по другому, используя полное уравнение реакции:

  • 2HNO3 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + 2h3O

Число моль Ba(OH)2, вступающего в реакцию, равно:

  • 100,0 г / 171,3 г/моль = 0,5838 моля Ba(OH)2

Из полного уравнения реакции следует, что в ней должно принять участие вдвое большее молярное количество азотной кислоты, чем гидроксида бария:

  • 0,5838 моля × 2 = 1,167 моля HNO3

А в граммах это составит:

  • 1,167 моля × 63,01 г/моль = 73,53 г HNO3

Ответы совпадают, т.е оба метода решения верны, однако метод эквивалентов позволяет обойтись без использования полного уравнения реакции.

Нормальная концентрация

Нормальная концентрация, или нормальность раствора (н.) показывает, сколько эквивалентов вещества содержится в 1 л его раствора. Например, по аналогии с молярной концентрацией, 1,00 М раствор h4PO4 имеет нормальность 3,00 н, а 0,010 М раствор Mg(OH)2 имеет нормальность 0,020 н.

Нормальная концентрация

Нормальная концентрация

Пример 2. Определите молярность и нормальность 500 мл раствора, полученного при растворении в воде 4,00 г NaOH.

Решение:

По таблице Менделеева находим молекулярную массу гидроксида натрия, она равна 40,0 г/моль. В нашем распоряжении ровно 4,00 г NaOH, и в них содержится:

  • 4,00 г / 40,0 г/моль = 0,100 моля NaOH

Нам уже известно, что молярная концентрация представляет собой отношение числа моль растворенного вещества на общий объем раствора, следовательно молярность раствора гидроксида натрия равна:

  • 0,100 моля NaOH / 0,500 л раствора = 0,200 моль/л, или 0,2 М NaOH

В данном случае молярность раствора совпадает с его нормальностью, поскольку каждый моль гидроксида натрия дает 1 эквивалент OH— ионов. Следовательно нормальность полученного раствора равна также 0,200 н.

Пример 3. В 750 мл раствора содержится 10,0 г серной кислоты h3SO4. Определите молярность и нормальность данного раствора.

Решение:

  • 10,0 г / 98,1 г/моль = 0,102 моля серной кислоты
  • 0,102 моля / 0,750 л = 0,136 М раствор серной кислоты

Поскольку каждый моль серной кислоты высвобождает 2 эквивалента ионов H+, полученный раствор серной кислоты имеет нормальность, равную 2·0,136=0,272 н., т.е. представляет собой 0,272 н. раствора h3SO4.

Надеюсь урок 17 «Реакция нейтрализации» был познавательным и понятным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

himi4ka.ru

определение, примеры, применение :: SYL.ru

Реакция нейтрализации считается одной из важнейших для кислот и оснований. Именно это взаимодействие предполагает образование воды в качестве одного из продуктов реакции.

Механизм

Проанализируем уравнение реакции нейтрализации на примере взаимодействия гидроксида натрия с соляной (хлороводородной) кислотой. Катионы водорода, образующиеся в результате диссоциации кислоты, связываются с гидроксид-ионами, которые образуются при распаде щелочи (гидроксида натрия). В итоге между ними протекает реакция нейтрализации

H+ + OH- → h3O

Характеристика химического эквивалента

Кислотно-основное титрование взаимосвязано с нейтрализацией. Что такое титрование? Это способ вычисления имеющейся массы основания либо кислоты. Он предполагает измерение количества щелочи либо кислоты с известной концентрацией, которое необходимо брать для полной нейтрализации второго реагента. Любая реакция нейтрализации предполагает применение такого термина как «химический эквивалент».

Для щелочи это то количество основания, которое в случае полной нейтрализации образует один моль гидроксид ионов. Для кислоты химический эквивалент определяется количеством, выделяемым при нейтрализации 1 моль катионов водорода.

Реакция нейтрализации протекает в полном объеме в том случае, если в исходной смеси находится равное количество химических эквивалентов основания и кислоты.

Грамм-эквивалентом считается масса основания (кислоты) в граммах, которые способны образовывать один моль гидроксид-ионов (катионов водорода). Для одноосновной кислоты (азотной, соляной), которые при распаде молекулы на ионы высвобождают по одному катиону водорода, химический эквивалент аналогичен количеству вещества, а 1 грамм-эквивалент соответствует молекулярной массе вещества. Для двухосновной серной кислоты, образующей в процессе электролитической диссоциации два катиона водорода, один моль соответствует двум эквивалентам. Поэтому в кислотно-основном взаимодействии ее грамм-эквивалент равен половине относительной молекулярной массы. Для трехосновной фосфорной кислоты при полной диссоциации, образующей три катиона водорода, один грамм-эквивалент будет равен трети относительной молекулярной массы.

Для оснований принцип определения аналогичен: грамм-эквивалент зависит от валентности металла. Так, для щелочных металлов: натрия, лития, калия - искомая величина совпадает с относительной молекулярной массой. В случае расчета грамм-эквивалента гидроксида кальция, данная величина будет равна половине относительной молекулярной массы гашеной извести.

Пояснение механизма

Попробуем понять, что представляет собой реакция нейтрализации. Примеры такого взаимодействия можно взять разные, остановимся на нейтрализации азотной кислоты гидроксидом бария. Попробуем определить массу кислоты, в которой нуждается реакция нейтрализации. Примеры расчетов приведем ниже. Относительная молекулярная масса азотной кислоты составляет 63, а гидроксида бария 86. Определяем число грамм-эквивалентов основания, содержащегося в 100 граммах. 100 г делим на 86 г/экв и получаем 1 эквивалент Ba(OH)2. Если рассматривать данную проблему через химическое уравнение, то можно составить взаимодействие следующим образом:

2HNO3 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + 2h3O

По уравнению отчетливо видна вся химия. Реакция нейтрализации здесь протекает полностью в том случае, когда два моль кислоты вступают в реакцию с одним моль основания.

Особенности нормальной концентрации

Ведя речь о нейтрализации, часто используют нормальную концентрацию основания или щелочи. Что представляет собой данная величина? Нормальность раствора демонстрирует то количество эквивалентов искомого вещества, которое существует в одном литре его раствора. С ее помощью проводят количественные вычисления в аналитической химии.

Например, если нужно определить нормальность и молярность 0,5 литра раствора, полученного после растворения 4 граммов гидроксида натрия в воде, сначала необходимо определить относительную молекулярную массу гидроксида натрия. Она составит 40, молярная масса будет 40 г/моль. Далее определяем количественное содержание в 4 граммах вещества, для этого делим массу на молярную, то есть, 4 г:40 г/моль, получаем 0,1 моль. Поскольку молярная концентрация определяется отношением количества моль вещества к общему объему раствора, можно вычислить молярность щелочи. Для этого 0,1 моль делим на 0,5 литра, в итоге получаем 0,2 моль/л, то есть, 0,2 М щелочи. Так как основание является однокислотным, его молярность численно равна нормальности, то есть соответствует 0,2 н.

Заключение

В неорганической и органической химии реакция нейтрализации, протекающая между кислотой и основанием, имеет особое значение. Благодаря полной нейтрализации исходных компонентов происходит реакция ионного обмена, полноту которой можно проверить с помощью индикаторов на кислую и щелочную среду.

www.syl.ru

Реакция нейтрализации

В основе этой реакции лежит способность специфических антител нейтрализовать токсическое действие антигена.

Роль антигена может выполнять микробный экзотоксин. В этом случае обезвреживание токсина в ходе физико-химической реакции нейтрализации происходит за счет связывания его свободных аминогрупп, что приводит к потере токсичности.

Для проведения реакции исследуемый материал, в котором предполагается наличие экзотоксина, смешивают с антитоксической сывороткой, выдерживают в термостате и вводят животным (морским свинкам, мышам). Контрольным животным вводят фильтрат исследуемого материала, не обработанный сывороткой. В том случае, если произойдет нейтрализация экзотоксина антитоксической сывороткой, животные опытной группы останутся живыми. Контрольные животные погибнут в результате действия экзотоксина.

Если антиген – вирусный материал, антитела нейтрализуют инфекционное и цитопатическое действие вирусов в чувствительных к вирусу живых системах.

Реакция нейтрализации инфекционного и цитопатического действия вирусов воспроизводится в чувствительных к вирусу живых системах. Из материала, содержащего вирус, готовят серийные разведения и добавляют к ним специфическую сыворотку в разведении в соответствии с титром, указанным в инструкции. Смесь инкубируют 30-60 минут при температуре 37С, после чего заражают ею культуру ткани, куриные эмбрионы или лабораторных животных. Контролем служит чувствительная система, зараженная вирусом обработанным нормальной сывороткой.

Положительной считают РН при отсутствии ЦПД в культуре клеток, изменений в куриных эмбрионах, а также заболнвания или гибели животных. На основании результатов РН определяют индекс нейтрализации – отношение титра вируса в контроле к титру вируса в опыте. Если индекс нейтрализации менее 10 – реакция отрицательная, от 11 до 49 – сомнительная, от 50 и выше – положительная (достоверное соответствие вируса антисыворотке).

Наиболее чувствительным вариантом РН является подавление вирусного бляшкообразования под действием вирусспецифической антисыворотки (реакция редукции вирусных бляшек). РН позволяет определить видовую и типовую принадлежность вируса.

Феномен иммуноклеточного прилипания

Метод, разработанный Г.Дж.В.Носселом с соавторами (1961), основан на способности бактерий прилипать к поверхности малых лимфоцитов – клеток, вырабатывающих специфические антитела после иммунизации животных соответствующими микроорганизмами, и получил название иммуноклеточного прилипания или скучивания. Феномен иммуноклеточного прилипания был использован для дальнейшего совершенствования методов выявления клеток, образующих антитела к антигенам микробного происхождения. В частности, заслуживает внимание модификация метода с использованием в качестве антигена эритроцитов, нагруженных различными микробными гаптенами. Такие эритроциты приобретают способность специфически прикрепляться в опытах in vitro к поверхности изолированных лимфоидных клеток животного, иммунизированного тем микроорганизмом, из которого выделен гаптен. При этом под микроскопом удается наблюдать так называемые розетки, каждая из которых представляет собой лимфоидную антителопродуцирующую клетку, окруженную прочно приставшими к ней эритроцитами. Просмотрев в общей сложности 30004000 лимфоидных клеток в нескольких препаратах, определяют процент розеткообразующих клеток, адсорбировавших не менее двух эритроцитов, - процент адсорбции. Описанный метод был разработан Я.С.Шварцманом и А.В.Исполатовой (1966) и получил название непрямой гемадсорбции по аналогии с реакцией непрямой гемагглютинации. Реакция непрямой гемадсорбции по чувствительности не уступает реакции прилипания бактерий и превосходит ее по специфичности, особенно в тех случаях, когда изучают образование антител к антигенам неподвижных бактерий.

studfiles.net

Реакции нейтрализации

Реакция нейтрализации (например, серной кислоты) в водоеме за счет бикарбонатов кальция протекает по формуле Са(НС03)24-Н2304=Са304+2Н20+2С02.[ ...]

Нейтрализация известняком не всегда эффективна, так как в присутствии серной кислоты гипс, образующийся на поверхности частиц известняка, тормозит дальнейший ход реакции нейтрализации.[ ...]

Реакция нейтрализации — это химическая реакция между веществами, имеющими свойства кислоты и основания, которая приводит к потере характерных свойств обоих соединений. Наиболее типичная реакция нейтрализации в водных растворах происходит между гидратированными ионами водорода и ионами гидроксида, содержащимися соответственно в сильных кислотах и основаниях: Н+ + 0Н =Н20. В результате концентрация каждого из этих ионов становится равной той, которая свойственна самой воде (около 10 7), т. е. активная реакция водной среды приближается к рН=7.[ ...]

Реакция взаимодействия основания с кислотой, в результате которой получается соль и вода, является реакцией нейтрализации.[ ...]

Нейтрализация фильтрацией заключается в том, что сточную жидкость пропускают через слой фильтрующего материала. При прохождении жидкости через такой фильтр реакция нейтрализации должна полностью заканчиваться. В качестве фильтрующего материала для нейтрализации кислот применяют известняк, мрамор и доломит. Этот способ имеет ряд преимуществ: он более прост и дешев, эффективен при неравномерной концентрации кислот в сточных водах.[ ...]

Реакцию нейтрализации кислот можно проводить также и с помощью других реагентов типа оснований. Расход этих веществ для нейтрализации 1 г различных кислот (стехиометрично) приведен в табл. 6.[ ...]

Реакция нейтрализации и вычисление по этой реакции количества неизвестного вещества имеет очень широкое применение в агрохимических лабораториях. Подобного рода вычисления возможны по всем химическим правильно составленным уравнениям.[ ...]

Реакция нейтрализации протекает очень быстро, и при дальнейшем смешивании вся масса сточных вод приобретает одинаковое значение pH в течение нескольких минут.[ ...]

Для нейтрализации вод первого типа могут быть использованы любые из указанных выше реагентов. При нейтрализации вод второго типа соли не только выпадают в осадок, но при больших концентрациях могут отлагаться на поверхности нейтрализующего материала и тормозить ход реакции. Нейтрализация вод третьего типа возможна только растворами щелочей.[ ...]

При реакции нейтрализации серной кислоты с известью или мелом на 98 частей кислоты получаются 172 части двуводного гипса СаЗОд . 2Н20.[ ...]

Способ нейтрализации фильтрованием состоит в том, что кислую сточную воду после предварительного осветления пропускают через слой нейтрализующего материала с такой скоростью, чтобы за время соприкосновения воды с материалом реакция нейтрализации закончилась.[ ...]

В камере реакции не только нейтрализуется свободная кислота, но и заканчивается кристаллизация солей кальция и хлопье-образование гидроокисей металлов, что приводит к окончательной стабилизации pH. С этой точки зрения установка датчика после камер реакции является наиболее рациональной. Однако следует иметь в виду, что устройство устойчивой системы регулирования при помощи промышленных приборов крайне осложняется, если время транспортного запаздывания превышает 10— 15 мин. Исходя из этих соображений, нередко приходится отказываться от расположения датчика регулирующего прибора после камеры реакции, рассчитанной на более чем десятиминутное пребывание воды. В этом случае датчик регулирующего прибора можно устанавливать на выходе из смесителя или где-либо по пути движения воды между смесителем и камерой реакции (или отстойником)—там, где реакция нейтрализации прошла с наибольшей полнотой. В эксплуатационных условиях такое место легко найти путем испытания проб, взятых последовательно по пути движения воды, смешанной с реагентом. Там, где во взятой пробе величина pH остается неизменной после тщательного перемешивания, и замеряется значение регулирующего параметра.[ ...]

Реагенты для нейтрализации кислых сточных вод выбирают в зависимости от вида кислот и их концентрации. Кроме того, учитывают, образуется ли в процессе реакции нейтрализации осадок. Для нейтрализации минеральных кислот применяют любой щелочной реагент, но чаще всего следующие: известь в виде пушонки или известкового молока, а также карбонаты кальция или магния в виде суспензии.[ ...]

Метод основан на реакции нейтрализации салициловой кислоты щелочью. Конец реакции фиксируется потенциометром.[ ...]

Выбор реагента для нейтрализации кислых сточных вод зависит от вида кислот и их концентрации, а также от растворимости солей, образующихся в результате химической реакции. Для нейтрализации минеральных кислот применяют любой щелочной реагент, но чаще всего известь в виде пушонки или известкового молока и карбонаты кальция или магния в виде суспензии. Эти реагенты сравнительно дешевы и общедоступны, но имеют ряд недостатков: при этом обязательно устройство усреднителей перед нейтрализационной установкой, затруднительно регулирование дозы реагента по pH нейтрализованной воды, сложно реагентное хозяйство. Скорость реакции между раствором кислоты и твердыми частицами суспензии относительно невелика и зависит от размеров частиц и растворимости образующегося в результате реакции нейтрализации соединения. Поэтому окончательная активная реакция в жидкой фазе устанавливается не сразу, а по истечении некоторого времени (10—15 мин). Сказанное выше относится к сточным водам, содержащим сильные кислоты (Н2504, Н2503), кальциевые соли которых труднорастворимы в воде.[ ...]

Чтобы контролировать реакцию нейтрализации, надо знать, какое количество кислоты или щелочи следует добавить в раствор для получения необходимого значения pH. Для решений этой проблемы может быть использован метод эмпирической оценки стехиометрических коэффициентов, которая осуществляется с помощью титрования.[ ...]

Как видим, знаменитую реакцию аннигиляции е+ +е = 2Ь можно рассматривать, причем логично и обоснованно, как реакцию нейтрализации — вывод, по-моему, не только интересный, но и изящный.[ ...]

Для полного окончания реакции нейтрализации и флокуляции взвеси сточные воды, протекая через резервуар, перемешиваются сжатым воздухом (с целью окисления Ре2+ до Ре3+) или механическим путем. В флоку-лятор (или нейтрализующий резервуар) добавляют соответствующее количество флокулирующих средств, способствующих образованию плотных агломератов из легко осаждаемой взвеси. Флокулятор должен быть в три-шесть раз больше резервуара нейтрализатора.[ ...]

Из представленных выше реакций нейтрализации можно подсчитать, что в стехиометрических условиях расход СаО на 1 г соответствующих соединений будет следующим: h3SO4 — 0,56 г; FeS04 — 0,37 г; НС1—0,77 г; FeCl2 — 0,44 г; HN03 — 0,44 г; Fe(N03h — 0,31 г; Н3РО4 —0,86 г.[ ...]

Важно подчеркнуть, что в реакциях нейтрализации ОН-, образующихся при растворении карбонатов и силикатов, участвуют не только угольная кислота, но и органические кислоты (особенно фульво- и гуминовые), являющиеся агентом интенсивного разложения пород. Сильная диссоциация многих органических кислот приводит к увеличению в воде концентраций Н . Константы диссоциации таких распространенных в природе соединений, как фульво- и гуминовые кислоты, приближаются к и-10-3-«• 10"5. Это означает, что они могут снижать pH реальных подземных вод до 3 и менее. В связи с зтим такие органические кислоты интенсивно разлагают силикаты с разрушением их кристаллической решетки. Степень такого разложения тем больше, чем ниже минерализация подземных вод и чем более кислыми они являются.[ ...]

Пример 6. Вычислить продолжительность реакции нейтрализации кислых растворов известковой суспензией, если реакция проводится в периодическом реакторе идеального смещения (РИС-П) .[ ...]

Самую простую систему очистки на основе реакции нейтрализации можно представить в виде измельченного известняка, на который вылили раствор кислоты, а осадок собрали в отстойник.[ ...]

Анализ колебаний концентраций и механизм реакций нейтрализации кислотных железосодержащих сточных вод послужили основанием для выбора параметров регулирования этого процесса. Стало очевидным, что регулировать подачу нейтрализующего реагента только по одному показателю pH недостаточно. Необходим второй параметр, который мог бы реагировать на наличие в воде сернокислого железа и влиять на подачу реагента в соответствии с его текущими концентрациями.[ ...]

С целью обеспечения1 полноты и ускорения хода реакции нейтрализации и осаждения солей тяжелых металлов в камерах реакции производится непрерывное перемешивание сточных вод пропеллерными или лопастными мешалками с вертикальной осью вращения. Частота вращения мешалки принимается не менее 40 мин-1; при частоте вращения 150 мин-1 продолжительность контакта сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов может быть сокращена до 15 мин.[ ...]

Процессы химического улавливания примесей используют для нейтрализации наиболее крупномасштабных загрязнителей окружающей среды: оксидов азота, сернистого ангидрида, сероводорода, галогенов и др. Поскольку конкретные реакции нейтрализации каждого из этих веществ индивидуальны, удобнее имеющиеся способы очистки рассматривать применительно к перечисленным основным газовым загрязнителям.[ ...]

Как видим, все получается весьма строго и логично: в обоих случаях реакция нейтрализации сводится к со единению ионов лиония и лиата; в обеих реакциях получается в качестве продукта нейтрализации соль — хлористый калий.[ ...]

Цри защелачивании нефти можно не учитывать расход реагентов на сероводород, так как в первую очередь в реакцию вступает хлористый водород как более сильная кислота.[ ...]

Реактор можно рассматривать как изолированную систему (потери тепла в окружающую среду незначительные), а процессы нейтрализации, происходящие в нем, являются самопроизвольными и необратимыми. В реакторе будет выделяться в результате реакций нейтрализации около 2,5 Мкал/ч, что, очевидно, соответствует повышению свободной энергии активных веществ отходов при их образовании на промышленных предприятиях.[ ...]

Излюбленное критическое замечание по отношению к теории сольвосистем заключалось в том, что она не может описывать кислотно-основные реакции не в «своем растворителе».[ ...]

Для предупреждения коррозии канализационных очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и водоисточниках, а также осаждения из сточных вся солей тяжелых металлов, кислые и щелочные воды подвергаются нейтрализации. Наиболее типичная реакция нейтрализации — это реакция между ионами водорода и гидроксила, приводящая к образованию малодиссоциированной воды; Н++ОЬГ = Н20. В результате реакции концентрация каяедого из этих ионов становится одинаковой (около 107), т.е. активная реакция водной среды приближается к pH = 7.[ ...]

Основной причиной образования осадков является взаимодействие сточных вод с пластовыми, когда происходит изменение среды растворов в направлении приближения к pH пластовой воды, т. е. к равновесным пластовым условиям, как правило, близким к нейтральным. Нейтрализация сопровождается гидролизом компонентов сбросных вод. В отдельных случаях за счет контакта с кислыми и щелочными средами может происходить частичное растворение пород, слагающих пласт с последующими, практически неконтролируемыми вторичными образованиями осадков в результате реакций нейтрализации. Кроме того, одной из причин образования осадков может быть введение со сточными водами компонентов, реагирующих с компонентами пластовой воды, в результате чего образуются осадки даже без изменения среды растворов.[ ...]

Электроды, используемые для титрования кислот и оснований, являются индикаторными по отношению к концентрации ионов водорода. Мы рассмотрим два типа электродов: сурьмяный и стеклянный, которые, на наш взгляд, могут с успехом применяться в санитарно-химическом анализе для реакции нейтрализации и определения pH растворов.[ ...]

Нельзя, однако, согласиться, будто вся азотная кислота, выделяемая нитрифицирующими бактериями при окислении азотистой кислоты в почве, будет нейтрализоваться только за счет разложения фосфоритной муки. Даже в некарбонатных почвах почвенный раствор содержит бикарбонат кальция, который станет прежде всего участвовать в реакции нейтрализации (как наиболее подвижный) азотной кислоты. Кроме того, во всякой почве находится значительное количество обменнопоглощенного кальция, легко вытесняемого в раствор водородными ионами азотной кислоты с образованием кальциевой селитры.[ ...]

В клееной бумаге с проклейкой гидрофобным клеем внутри-волоконная диффузия, как свидетельствуют эксперименты, может осуществляться примерно в 1000 раз быстрее, чем через капилляры, проникновению воды в которые препятствуют гидрофобные частицы проклеивающего вещества. Добавление в воду раствора щелочи облегчает диффузию влаги в толщу бумажного листа, так как щелочь способствует набуханию волокон и, следовательно, внутриволоконнбму проникновению влаги. Кроме того, щелочь вступает в реакцию нейтрализации со свободной смолой канифольного клея, вследствие чего создаются условия, способствующие межволоконному проникновению влаги. Именно поэтому добавление в воду щелочного раствора способствует также капиллярному поднятию влаги в полосках бумаги, вертикально подвешенных над поверхностью влаги и касающихся этой поверхности.[ ...]

При таком способе изготовления смесей их выпускают в гранулированном виде, что обеспечивает хорошую их рассеваемость и облегчает применение локальным способом при посеве и посадке растений (в рядки, лунки, борозды). Эти удобрения называются уже сложно-смешанными. Для приготовления их берут в желательной пропорции отвешенные количества простых или сложных порошковидных удобрений (простого или двойного суперфосфата, аммофоса или диаммофоса, аммиачной селитры или мочевины и хлористого калия) и основательно их перемешивают в особом бара-бане-грануляторе. При этом добавляют аммиак для нейтрализации свободной фосфорной кислоты суперфосфата. Реакция нейтрализации протекает с выделением тепла и разогреванием смеси, что способствует ее подсушиванию. Если в смесь не вводят аммофоса или диаммофоса, то ее обогащают жидкой фосфорной кислотой. Благодаря вращению барабана из перемешиваемых порошковидных удобрений образуются гранулы. Их охлаждают, просеивают и обрабатывают водоотталкивающими веществами (чтобы исключить отсыревание). Готовые смеси упаковывают в 5-слойные бумажные мешки или в мешки из полиэтилена. Для выпуска тукосмесей по этому принципу в СССР строится 12 больших заводов с автоматизацией процессов.[ ...]

Впрочем, отметив, что электрон в основных растворителях находится «в свободном состоянии», мы допустили некоторую неточность. Разумеется, такая ничтожная по размерам частица обладает электростатическим полем исключительно высокой напряженности, и поэтому она будет притягивать к себе полярные молекулы растворителя, то есть будет сольватирована. Сольвати-рованный электрон известен и в водных растворах, где он образуется, например, при облучении воды и водных растворов источниками радиоактивного излучения. Но если в воде сольватированный электрон существует весьма непродолжительное время (всегда «к его услугам» в воде имеется достаточно ионов Н30+, чтобы произошла реакция нейтрализации: Н30+ + £-> У2Н2 ■+ ’ + Н20), то в сильноосновных растворителях сольватированный электрон весьма устойчив. Так, растворы натрия в жидком аммиаке хранятся без каких-либо изменений физических и химических свойств в течение нескольких месяцев.[ ...]

Серная кислота из заводского хранилища поступает в емкость, откуда погружным насосом подается в напорный бак, а затем в барабанный реактор. В соответствии с ГОСТом в сульфате алюминия ограничивается содержание свободной серной кислоты и нерастворимого остатка. Выполнение этих требований при непрерывном процессе возможно при наличии автоматической дозировки реагентов — суспензии гидроксида алюминия и серной кислоты. Центробежный насос непрерывно подает суспензию в циркуляционное кольцо, в верхней части которого расположена отборная коробка. Из отборной коробки часть суспензии поступает в барабанный реактор непрерывного действия, а избыток сливается в репульпатор. За счет теплоты разбавления серной кислоты и реакции нейтрализации гидроксида алюминия кислотой температура в реакторе поддерживается в пределах 95—115 °С. Продолжительность пребывания реакционной массы в реакторе составляет 25—40 мин. Плотность реакционной массы 1500 кг/м3. Производительность аппарата составляет 10000 кг/ч при скорости вращения барабана 0,18 с-1. По выходе из реактора концентрированный раствор сульфата алюминия с 13,5 % АЬОз поступает в распыливающие форсунки гранулятора кипящего слоя.[ ...]

ru-ecology.info

Реакция нейтрализации - Наука и образование

Реакция между кислотой и основанием, в результате которой образуется соль и вода, называется реакцией нейтрализации. 

Мы изучили реакции взаимодействия кислот с металлами и окислами металлов. При этих реакциях образуется соль соответствующего металла. Основания также содержат металлы. Можно предположить, что кислоты будут взаимодействовать с основаниями тоже с образованием солей. Прильем к раствору гидроокиси натрия NaOH раствор соляной кислоты HCl.

Раствор остается бесцветным и прозрачным, но на ощупь можно установить, что при этом выделяется теплота. Выделение теплоты показывает, что между щелочью и кислотой произошла химическая реакция.

Чтобы выяснить сущность этой реакции, проделаем такой опыт. В раствор щелочи поместим бумажку, окрашенную фиолетовым лакмусом. Она, конечно, посинеет. Теперь из бюретки начнем приливать к раствору щелочи малыми порциями раствор кислоты, пока окраска лакмуса опять изменится из синей в фиолетовую. Если лакмус из синего стал фиолетовым, то это означает, что в растворе не стало щелочи. Не стало в растворе и кислоты, так как в ее присутствии лакмус должен был бы окраситься в красный цвет. Раствор сделался нейтральным. Выпарив раствор, мы получили соль – хлористый натрий NaCl.

Образование хлористого натрия при взаимодействии гидроокиси натрия с соляной кислотой выражается уравнением:

NaOH + HCl = NaCl + h3O + Q

Сущность этой реакции заключается в том, что атомы натрия и водорода обмениваются местами. В результате водородный атом кислоты соединяется с гидроксильной группой щелочи в молекулу воды, а атом металла натрия соединяется с остатком кислоты – Cl, образуя молекулу соли. Эта реакция относится к знакомому нам типу реакций обмена.

Вступают ли в реакции с кислотами нерастворимые основания? Насыплем в стакан голубую гидроокись меди. Прибавим воды. Гидроокись меди не растворится. Теперь прильем к ней раствор азотной кислоты. Гидроокись меди растворится и получится прозрачный раствор азотнокислой меди голубого цвета. Реакция выражается уравнением:

Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2h3O

Нерастворимые в воде основания, как и щелочи, взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды.

С помощью реакции нейтрализации определяют опытным путем нерастворимые кислоты и основания. Гидраты окислов, вступающие в реакцию нейтрализации со щелочами, относятся к кислотам. Убедившись на опыте, что данный гидрат окисла нейтрализуется щелочами, мы пишем его формулу, как формулу кислоты, записывая химический знак водорода на первое место: HNO3, h3SO4.

Кислоты друг с другом с образованием солей не взаимодействуют.

Гидраты окислов, вступающие з реакцию нейтрализации с m лотами, относятся к основаниям. Убедившись на опыте, что данный гидрат окисла нейтрализуется кислотами, мы пишем его формулу в виде Ме(ОН)n, т. е. подчеркиваем присутствие в нем гидроксильных групп.

Основания друг с другом с образованием солей не взаимодействуют.

scibio.ru

1. Реакция нейтрализации

h3SO4

+

2 KOH

=

K2SO4

+

2 h3O

2. Реакция кислот с основными оксидами.

h3SO4

+

CuO

=

CuSO4

+

h3O

3. Реакция оснований с кислотными оксидами 

Ca(OH)2

+

CO2

=

CaCO3↓

+

h3O

Если пропускать в раствор избыток СО2, то получается избыток угольной кислоты и нерастворимый карбонат кальция превращается в растворимую кислую соль – гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2:

СаСО3 + Н2СО3 = Са(НСО3)2 (раствор)

4. Реакция основных и кислотных оксидов между собой:

5. Реакция кислот с солями.

h3S

+

CuCl2

=

CuS↓

+

2 HCl

6. Реакция оснований с солями.

3 NaOH

+

FeCl3

=

Fe(OH)3↓

+

3 NaCl

7. Реакция двух различных солей.

AgNO3

+

KCl

=

AgCl↓

+

KNO3

Выпавшую в осадок соль отфильтровывают, а оставшийся раствор упаривают и получают другую соль. Если же обе образующиеся соли хорошо растворимы в воде, то реакции не происходит: в растворе существуют лишь ионы, не взаимодействующие между собой:

NaCl + KBr = Na+ + Cl- + K+ + Br-

Если такой раствор упарить, то мы получим смесь солей NaCl, KBr, NaBr и KCl, но чистые соли в таких реакциях получить не удается.

8. Реакция металлов с кислотами.

Fe

+

h3SO4(разб.)

=

FeSO4

+

h3­

9. Реакция металлов с неметаллами.

10. Реакция металлов с солями.

Применение

• Соли соляной кислоты

Из этого вида солей чаще всего используют хлорид натрия и хлорид калия. Поваренную соль, которую мы с вами употребляем в пищу добывают из морской, озерной воды, а также на соляных шахтах. И если хлорид натрия мы употребляем в пищу, то в промышленности его используют для получения хлора и соды. А вот хлорид калия незаменим в сельском хозяйстве. Его применяют, как калийное удобрение.

• Соли серной кислоты

Что же касается солей серной кислоты, то они нашли широкое применение в медицине и строительстве. С ее помощью изготавливают гипс.

• Соли азотной кислоты

Соли азотной кислоты, или как их еще называют нитраты, применяются в сельском хозяйстве в качестве удобрений. Самыми значимыми среди этих солей является нитрат натрия, нитрат калия, нитрат кальция и нитрат аммония. Их еще называют селитрами.

• Ортофосфаты

Среди ортофосфатов, одним из наиболее важных, является ортофосфат кальция. Эта соль входит в основу таких минералов, как фосфориты и апатиты, которые необходимы при изготовлении фосфорных удобрений.

• Соли угольной кислоты

Соли угольной кислоты или карбонат кальция можно встретит в природе, в виде мела, известняка и мрамора. Его используют для изготовления извести. А вот карбонат калия применяется, как составляющая сырья при производстве стекла и мыла.

7. Химические свойства оксидов, определение, свойства, получение, номенклатура.

Оксиды – соединения элемента с кислородом, имеющим степень окисления – 2. общая формула оксидов ЭmOn,  где m – число атомов элемента, а n – число атомов кислорода.

Классификация оксидов

Оксиды, не образующие кислот, оснований и солей при обычных условиях, называются несолеобразующими. К ним относят такие соединения, как   N2O, NO, SiO, CO. Однако, последний при нагревании с твердым NaOH образует соль формиат натрия (HCOONa), что позволяет считать этот оксид солеобразующим.

Солеобразующие оксиды подразделяются на кислотные, основные и амфотерные (обладающие двойными свойствами).

Основные оксиды — это оксиды, которые взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды и которым соответствуют основания. Они образованы только металлами.

Например: Na2O; CaO; Fe2O3; CuO; Cu2O и т. д.

Кислотные оксиды — это оксиды, которые взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды и которым соответствуют кислоты. Они образованы в основном неметаллами и некоторыми   металлами в своих высших степенях окисления.

Например: SO2; SO3; CO2; P2O5; SiO2; NO2; N2O5; и Mn2O7; CrO3.

Амфотерные оксиды — это оксиды, которые взаимодействуют как с кислотами так и с щелочами с образованием соли и воды, т.е. проявляют своиства основных и кислотных оксидов.

Например: ZnO; AI2O3; BeO; Cr2O3.

ZnO → Zn(OH)2 → h3ZnO2;     AI2O3 → AI(OH)3 →h4AIO3;

BeO → Be(OH)2 → h3BeO2;       Cr2O3 → Cr(OH)3 →h4CrO3.

Номенклатура оксидов

Если элемент, образующий оксид, имеет единственную валентность, то ее в названии оксида можно не указывать: Na2O – оксид натрия. Если же элемент образует несколько оксидов, то это необходимо: Mn2O7  –  оксид марганца (VII). По систематической номенклатуре, требующей полного отражения состава соединения, оксиды называют так: CrO – хром оксид, Cr2O3 – дихром триоксид.

Химические свойства оксидов.

Основные

Амфотерные

Кислотные

Основные-реагируют с избытком кислоты с образованием соли и воды.Основным оксидам соответствуют основания. 1.Взаимодействие с водой(оксиды щелочных и щелочноземельных мет.)  CaO+h3O=Ca(OH)2 2.Все-с кислотами  AI2O3+6HCl=2AlCl3+3h3O 3.С кислотнями оксидами  CaO+CO2=CaCO3 4.С амфотерными оксидами Li2O+Al2O3=2LiAlO2

Амфотерные (ZnO, Al2O3,Cr2O3, MnO2 ) 1.Взаимодействуют как с кислотами, так и с основаниями. ZnO+2HCl=ZnCl2+h3O ZnO+2NaOH+h3O=Na2[Zn(OH)4] 2.Реагируют с основными и кислотными оксидами  ZnO+CaO=CaZnO2 ZnO+SiO2=ZnSiO3

Кислотные-реагируют с избытком щелочи с образованием соли и воды. Кислотным оксидам часто соответствуют кислоты. 1.Большинство взаимодействуют с водой SO3+h3O=h3SO4 2.Со щелочами NaOH+SiO2=Na2SiO3+h3O 3.С основными оксидами SiO2+CaO=CaSiO3 4.С амфотерными оксидами Al2O3+3SO3=Al2(SO4)3

Получение оксидов.

Окисление кислородом

простых веществ

2Mg +O2=2MgO

сложных веществ

2h3S+3O2=2h3O+2SO2

Разложение

нагреванием солей

СaCO3=CaO+CO2

нагреванием оснований

Cu (OH)2=CuO+h30

нагреванием кислородсодержащих кислот

h3SO3=h3O+SO2

нагреванием высших оксидов

4CrO3=Cr2O3+3O2

Окисление низших оксидов

4FeO+O2=2Fe2O3

Вытеснение летучего оксида менее летучим

Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2

 Используют для краски

studfiles.net

Общая, теоретическая и неорганическая химия

Реакции нейтрализации

Реакциями нейтрализации называются обменные реакции взаимодействия кислот и оснований, в резуль–тате которых образуются соль и вода.

Рассмотрим различные типы реакций нейтрализации.

1. Нейтрализация сильного основания сильной кис–лотой:

КОН + HNO3 – KNO3 + Н2O.

Молекулярно-ионное уравнение такой реакции Н+ + OН- → Н2O

и отрицательное значение энергии Гиббса ΔG° пока–зывают, что равновесие практически смещено в сто–рону образования воды.

Общим случаем реакции нейтрализации является взаимодействие кислот и оснований, различающихся по силе (степени диссоциации). Эти реакции не дохо–дят до конца вследствие протекания обратной реакции гидролиза соли.

2. Нейтрализация слабой кислоты сильным основа–нием:

или в молекулярно-ионном виде:

В данном случае реакция нейтрализации обратима. Обратима и реакция нейтрализации слабого основа–ния сильной кислотой:

или в молекулярно-ионном виде:

а также – слабого основания слабой кисло–той:

или в молекулярно-ионном виде:

В данных системах равновесие сильно смещено вправо, так как вода значительно более слабый элек–тролит, чем синильная кислота, аммиак и уксусная ки–слота.

Реакции нейтрализации лежат в основе метода нейтра–лизации. Этот метод используют в клинических лабора–ториях для определения кислотности желудочного сока, буферной емкости плазмы крови. В фармакологии его применяют для количественного анализа неорганиче–ских кислот (соляной, серной, борной) и органических кислот (уксусной, бензойной, винной, лимонной, сали–циловой). В биофармацевтических исследованиях методом нейтрализации определяют рКа кислот и рКь оснований, так как по значению этих величин можно прогнозировать способность лекарственных препара–тов проходить через биологические мембраны.

Применяют кислотно-основное титрование для опре–деления рКа аминокислот и рКа диссоциирующих групп, входящих в белки. По кривым титрования белков, полу–ченным при двух различных температурах, можно опре–делить число карбоксильных, имидазольных и других групп. Титрование аминокислот и белков дает возмож–ность определить их изоэлектрические точки.

Под гидролизом понимают реакцию разложения ве–щества водой.

Гидролизу могут подвергаться химические соедине–ния различных классов: белки, жиры, углеводы, эфиры, соли и т. д. В неорганической химии чаще всего встре–чаются с гидролизом солей.

cribs.me