Αντίδραση εξουδετέρωσης. Αντίδραση εξουδετέρωσης: ορισμός, παραδείγματα, εφαρμογή Τι ονομάζεται αντίδραση εξουδετέρωσης

Στις πρωτολυτικές αλληλεπιδράσεις που εξετάστηκαν μέχρι τώρα (ιονισμός ασθενών ηλεκτρολυτών και υδρόλυση ιόντων άλατος), το νερό ήταν υποχρεωτικό συστατικό, τα μόρια του οποίου, επιδεικνύοντας τις ιδιότητες ενός αμφολύτη, δρούσαν είτε ως δότης είτε ως δέκτης ενός πρωτονίου, εξασφαλίζοντας την εμφάνιση αυτών των αλληλεπιδράσεων. Ας εξετάσουμε τώρα την άμεση αλληλεπίδραση οξέων και βάσεων μεταξύ τους, δηλ. αντιδράσεις εξουδετέρωσης.

Μια αντίδραση εξουδετέρωσης είναι μια πρωτολυτική αντίδραση μεταξύ ενός οξέος και μιας βάσης, η οποία έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό άλατος και νερού.

Ανάλογα με την ισχύ του οξέος και της βάσης που εμπλέκονται, η αντίδραση εξουδετέρωσης μπορεί να είναι πρακτικά μη αναστρέψιμη ή αναστρέψιμη σε διάφορους βαθμούς.

Όταν οποιοδήποτε ισχυρό οξύ αλληλεπιδρά με οποιαδήποτε ισχυρή βάση (αλκάλι), λόγω του γεγονότος ότι αυτά τα αντιδραστήρια διασπώνται πλήρως σε ιόντα, η ουσία μιας τέτοιας αντίδρασης, ανεξάρτητα από τη φύση των αντιδραστηρίων, εκφράζεται με την ίδια μοριακή-ιοντική εξίσωση :

Κατά τη διαδικασία εξουδετέρωσης ενός ισχυρού οξέος με ένα αλκάλιο, το pH του συστήματος αλλάζει, που αντιστοιχεί στην καμπύλη εξουδετέρωσης που φαίνεται στο Σχ. 8.1. Η καμπύλη εξουδετέρωσης σε αυτή την περίπτωση χαρακτηρίζεται από ένα μεγάλο και απότομο άλμα pH κοντά στην κατάσταση ισοδυναμίας (Veq) - Το μέσο αυτού του άλματος αντιστοιχεί στο σημείο ισοδυναμίας, στο οποίο [H + ] = [OH-] = = 1 10 - 7 mol/l, δηλαδή pH = 7.

Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της αντίδρασης εξουδετέρωσης ενός ισχυρού οξέος με ένα αλκάλιο και αντίστροφα είναι:

μη αναστρεψιμότητα·

εξωθερμία ( H 0= -57,6 kJ/mol);

Πολύ υψηλή ταχύτητα, καθώς αλληλεπιδρούν μόνο κινητά ιόντα H + και OH-.

Το άλμα του pH κατά την εξουδετέρωση είναι μεγάλο και απότομο.

Σημείο ισοδυναμίας σε pH = 7.

Αυτά τα χαρακτηριστικά της αντίδρασης εξουδετέρωσης μεταξύ ισχυρών οξέων και βάσεων εξασφάλισαν την ευρεία χρήση της στην αναλυτική πρακτική για τον ποσοτικό προσδιορισμό οξέων και βάσεων στα υπό μελέτη αντικείμενα.

Η πιο συνηθισμένη περίπτωση αντίδρασης εξουδετέρωσης είναι η αλληλεπίδραση οξέων και βάσεων που διαφέρουν σε ισχύ. Εξετάστε την εξουδετέρωση ενός ασθενούς οξέος ΗΑ με ισχυρή βάση (αλκάλι):

Δεδομένου ότι τα HA και H 2 0 είναι ασθενείς ηλεκτρολύτες, η πρωτολυτική ισορροπία λαμβάνει χώρα λόγω του ανταγωνισμού για ένα πρωτόνιο μεταξύ ισχυρών βάσεων OH- και A- και, επομένως, τα ακόλουθα χαρακτηριστικά θα είναι χαρακτηριστικά αυτής της αντίδρασης εξουδετέρωσης:

αναστρεπτό;

Το άλμα του pH κατά την εξουδετέρωση είναι μικρό και λιγότερο οξύ (Εικ. 8.2) και με τη μείωση της ισχύος του οξέος, μειώνεται και εξομαλύνεται.

Το σημείο ισοδυναμίας είναι σε pH > 7, αφού η αντίδραση υδρόλυσης του ανιόντος προχωρά στο σύστημα με το σχηματισμό ανιόντων ΟΗ-, τα οποία είναι όσο μεγαλύτερα, τόσο ασθενέστερο είναι το οξύ.

V E KB),όταν προστεθεί 50% αλκάλιο και [HA] = [A-], η τιμή του pH στο σύστημα είναι αριθμητικά ίση με την τιμή RK ααυτό το ασθενές οξύ.

Η τελευταία θέση προκύπτει από την εξίσωση: pH = RK α+lg ([A-]/[ON]),σύμφωνα με την οποία σε [A - ] = [HA] pH = RK α(γιατί lg([A-]/[HA]) = 0). Αυτή η περίσταση επιτρέπει όχι μόνο τον προσδιορισμό της τιμής RK αασθενές οξύ, αλλά και να λύσει το αντίστροφο πρόβλημα: κατά τιμή RK απροσδιορίστε ποιο ασθενές οξύ βρίσκεται στο σύστημα.

Οι αντιδράσεις εξουδετέρωσης βάσεων διαφόρων δυνάμεων με ένα ισχυρό οξύ (Εικ. 8.3) χαρακτηρίζονται από χαρακτηριστικά πρωτολυτικών διεργασιών ισορροπίας παρόμοια με εκείνα που δίνονται παραπάνω. Ωστόσο, πρέπει να κατανοήσετε και να θυμάστε ότι τα ακόλουθα χαρακτηριστικά είναι χαρακτηριστικά για την εξουδετέρωση αδύναμων βάσεων:

-
το σημείο ισοδυναμίας είναι στο pH< 7 из-за проте­кающей параллельно реакции гидролиза по катиону с образо­ванием катионов Н + ;

Σε κατάσταση ημι-εξουδετέρωσης (1/2 V E KB),όταν προστίθεται 50% οξύ και [B] = [BH + ], η τιμή του pH στο σύστημα είναι αριθμητικά ίση με την τιμή pKa του συζυγούς οξέος (BH +) της δεδομένης ασθενούς βάσης.

Έτσι, η μελέτη της αντίδρασης εξουδετέρωσης καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό όχι μόνο της περιεκτικότητας σε οξέα και βάσεων στο σύστημα, αλλά και την τιμή RK ααδύναμοι ηλεκτρολύτες, συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνών, καθώς και τα ισοηλεκτρικά σημεία τους.

Οι αντιδράσεις εξουδετέρωσης (η διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ ενός οξέος και μιας βάσης) συνοδεύονται από ένα θερμικό αποτέλεσμα. Το αποτέλεσμα είναι αλάτι και νερό. Οι αντιδράσεις εξουδετέρωσης είναι μη αναστρέψιμες μόνο όταν τα ισχυρά οξέα εξουδετερώνονται με ισχυρές βάσεις.

Για παράδειγμα:

K + + OH - + H + + Cl - = K + + Cl - + H 2 O

Η μη αναστρεψιμότητα τέτοιων αντιδράσεων οφείλεται στο γεγονός ότι στα συστήματα που προκύπτουν η μόνη και πολύ ελαφρώς διαχωρισμένη ένωση είναι το νερό. Η ιοντική μορφή της εξίσωσης σε αυτή την περίπτωση έχει τη μορφή

H + + OH - \u003d H 2 O

Εξαίρεση αποτελούν τέτοιες αντιδράσεις που συνοδεύονται, εκτός από το νερό, από το σχηματισμό μιας δυσδιάλυτης ένωσης, για παράδειγμα:

Ba 2+ + 2OH - + 2H + + SO 4 2- \u003d  BaSO 4 + 2H 2 O

Ταυτόχρονα, εάν στην αντίδραση συμμετέχουν αυστηρά ισοδύναμες ποσότητες ισχυρού οξέος και ισχυρού αλκαλίου, τότε οι συγκεντρώσεις των ιόντων Η + και ΟΗ - παραμένουν ίδιες όπως στο νερό, δηλ. το περιβάλλον γίνεται ουδέτερο. Έχει διαπιστωθεί ότι όταν εξουδετερώνεται ένα ισοδύναμο ισχυρού οξέος (αλκάλι) με ένα ισοδύναμο ισχυρού αλκαλίου (οξύ), απελευθερώνονται πάντα 57,22 kJ (13,7 kcal). Για παράδειγμα:

NaOH + Hcl - \u003d NaCl + H 2 O, H \u003d - 13,7 kcal

Αυτό συμβαίνει επειδή η αντίδραση εξουδετέρωσης ενός ισχυρού οξέος (αλκάλι) με ένα ισχυρό αλκάλιο (οξύ) θα συνοδεύεται πάντα από το σχηματισμό νερού και η θερμότητα σχηματισμού ενός mol νερού από ιόντα είναι 57,22 kJ (13,7 kcal). .

Κατά την εξουδετέρωση ενός ασθενούς οξέος (αλκάλι) με ένα ισχυρό αλκάλιο (οξύ), θα απελευθερωθούν περισσότερα ή λιγότερα από 57,22 kJ (13,7 kcal) θερμότητας (Πίνακας I παράρτημα).

Παραδείγματα άλλων τύπων αντίδρασης εξουδετέρωσης

ασθενές οξύ ισχυρή βάση:

CH 3 COOH + KOH  CH 3 COOK + H 2 O

CH 3 COOH + OH -  CH 3 COO - + H 2 O

αδύναμη βάση με ισχυρό οξύ:

NH 4 OH + HNO 3  NH 4 NO 3 + H 2 O

NH 4 OH + H +  NH 4 + + H 2 O

3) ασθενής βάση με ασθενές οξύ:

NH 4 OH + CH 3 COOH  CH 3 COOHNH 4 + H 2 O

NH 4 OH + CH 3 COOH  NH 4 + + CH 3 COO - + H 2 O

Στα συστήματα που προκύπτουν, η ισορροπία μετατοπίζεται έντονα προς τα δεξιά, δηλ. προς το σχηματισμό του νερού, αλλά όχι πλήρως, αφού το νερό σε αυτά δεν είναι η μόνη κακώς διασπαρμένη ουσία.

Με αυστηρά ισοδύναμες ποσότητες, το πρώτο σύστημα έχει μια ελαφρώς αλκαλική, το δεύτερο - ελαφρώς όξινο και το τρίτο - μια ουδέτερη αντίδραση. Στην τελευταία περίπτωση, η ουδετερότητα του συστήματος δεν σημαίνει ότι αυτή η αντίδραση προχωρά αμετάκλητα, αλλά είναι συνέπεια της ισότητας των σταθερών διάστασης της NH 4 OH και του οξικού οξέος.

Ασκηση

Εμπειρία 1.

Εξουδετέρωση θειικού οξέος με καυστική σόδα σε δύο στάδια.

1) μετρήστε 50 ml ενός γραμμομοριακού διαλύματος θειικού οξέος H 2 S0 4 στο θερμιδόμετρο.

2) μετρήστε τη θερμοκρασία του διαλύματος οξέος t 1 στο θερμιδόμετρο.

3) γρήγορα (και χωρίς απώλεια) χύστε στο οξύ 25 ml ενός διμοριακού διαλύματος αλκαλικού NaOH από ένα δοχείο και ανακατέψτε προσεκτικά το προκύπτον διάλυμα του άλατος οξέος NaHS0 4 (όγκος V1).

4) προσδιορίστε τη θερμοκρασία t 2 του διαλύματος μετά την αντίδραση, η οποία προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση:

H 2 SO 4 + NaOH \u003d NaHSO 4 + H 2 O H 1 \u003d; (1)

όπου H 1 - θερμότητα αντίδρασης;

5) προσδιορίστε τη διαφορά θερμοκρασίας t 1 \u003d t 2 - t 1 και τον όγκο V 1 του προκύπτοντος διαλύματος.

6) Προσθέστε γρήγορα τα υπόλοιπα 25 ml αλκαλικού διαλύματος στο προκύπτον διάλυμα NaHSO 4, αναμίξτε και προσδιορίστε τη θερμοκρασία του διαλύματος t 3 . Σε αυτή την περίπτωση, το όξινο άλας μετατρέπεται σε μέσο άλας από την αντίδραση:

NaHSO 4 + NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O H 2 =? (2)

όπου H 2 - θερμότητα αντίδρασης;

7) προσδιορίστε τη διαφορά θερμοκρασίας t 2 \u003d t 3 - t 2 και τον όγκο V 2 του προκύπτοντος διαλύματος.

8) εισάγετε τα αποτελέσματα του πειράματος στον πίνακα. 1;

Τραπέζι 1

________________________________________________________________

| 50 | 25 | t 1 | 1.09(V1) | 5.02(v1) | H 1 |

| | 25 | t2 | 1.12(v2) | 6.28(V) | H 2 |

|________________________________________________________________|

Εμπειρία 2.

Εξουδετέρωση θειικού οξέος με καυστική σόδα σε ένα στάδιο.

Εκτελέστε το πείραμα με την ακόλουθη σειρά:

1) μετρήστε 50 ml ενός γραμμομοριακού διαλύματος θειικού οξέος H 2 S0 4 στο θερμιδόμετρο.

2) μετρήστε τη θερμοκρασία του διαλύματος οξέος t 4 στο θερμιδόμετρο.

3) γρήγορα (και χωρίς απώλεια) χύστε 50 ml διαλύματος δύο γραμμομοριακών αλκαλικών NaOH από ένα δοχείο στο οξύ και αναμείξτε προσεκτικά το προκύπτον διάλυμα ενός μέσου άλατος Na 2 S0 4.

4) προσδιορίστε τη θερμοκρασία t 5 του πλήρους διαλύματος αντίδρασης εξουδετέρωσης,

H 2 SO 4 + 2 NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2 H 2 O: H 3 (3)

όπου H 3 - θερμότητα αντίδρασης;

5) προσδιορίστε τη διαφορά θερμοκρασίας t 3 \u003d t 5 - t 4 και τον όγκο V 3 του προκύπτοντος διαλύματος.

6) εισάγετε τα αποτελέσματα του πειράματος στον πίνακα. 2;

πίνακας 2 ___

_____________________________________________________________

| Όγκος διαλύματος, ml | Διαφορά | Πυκνότητα | Θερμοχωρητικότητα | Παρατηρήθηκε |

| __________________ | ιδιοσυγκρασία- | λύση, | J/(g.K) | ζεστασιά, |

| H2SO4 | NaOH | περιοδεία,  С | g/mol | | kJ/mol |

|________________________________________________________________|

| 50 | 50 | t 3 | 1.12 | C3 = 6,28 | H 3 |

|________________________________________________________________|

9) Υπολογίστε την ενθαλπία (H 1, H 2,H 3) της αντίδρασης εξουδετέρωσης χρησιμοποιώντας τον τύπο:

10) Υπολογίστε τη συνολική θερμότητα H 1 + H 2 της αντίδρασης εξουδετέρωσης.

11) Συγκρίνετε την τιμή της συνολικής θερμότητας της αντίδρασης H 1 + H 2 με την τιμή H 3 και βγάλτε τα κατάλληλα συμπεράσματα.

12) Υπολογίστε τα απόλυτα και τα σχετικά σφάλματα στον προσδιορισμό της θερμότητας της αντίδρασης (3).

13) Να γράψετε την εξίσωση αντίδρασης (1, 2 και 3) με τη μορφή θερμοχημικών εξισώσεων.

Αποτελέσματα εργασίας

Ας κάνουμε ένα πείραμα εξουδετέρωσης του θειικού οξέος με καυστική σόδα σε δύο στάδια

Τραπέζι1

Ας κάνουμε ένα πείραμα εξουδετέρωσης του θειικού οξέος με καυστική σόδα σε ένα στάδιο

σύμφωνα με το σχήμα που περιγράφεται παραπάνω, και τα αποτελέσματα των μετρήσεων θα εισαχθούν στον πίνακα.

Τραπέζι 2

Υπολογίστε την ενθαλπία (H 1, H 2,H 3) της αντίδρασης εξουδετέρωσης χρησιμοποιώντας τον τύπο:

H = V * d * C * t * 10 * 0,001,

όπου H είναι η αντίστοιχη θερμότητα αντίδρασης. V είναι ο όγκος του προκύπτοντος διαλύματος άλατος, ml. d είναι η πυκνότητα αυτού του διαλύματος, g/cm 3; C - ειδική θερμοχωρητικότητα του διαλύματος, J (kcal). t - η αντίστοιχη διαφορά μεταξύ των παρατηρούμενων θερμοκρασιών πριν από την αντίδραση και μετά την αντίδραση, °C. 10 είναι ο συντελεστής μετατροπής για τη θερμότητα της αντίδρασης ανά ισοδύναμο που λαμβάνεται για την εξουδετέρωση του οξέος. 0,001 - συντελεστής μετατροπής, kJ (kcal);

H 1 \u003d 75 * 1,09 * 5,02 *  * 10 * 0,001 \u003d 40,92 kJ

H 2 \u003d 100 * 1,12 * 6,28 *  * 10 * 0,001 \u003d 19,06 kJ

H 3 \u003d 100 * 1,12 * 6,28 *  * 10 * 0,001 \u003d 60,77 kJ

Ας υπολογίσουμε τη συνολική θερμότητα H 1 + H 2 της αντίδρασης εξουδετέρωσης:

H 1 H 2 = 59,98 kJ

Συγκρίνοντας την τιμή της συνολικής θερμότητας της αντίδρασης H 1 + H 2 με την τιμή H 3 βλέπουμε ότι είναι σχεδόν ίσες. Αυτό υποδηλώνει ότι η θερμική επίδραση μιας χημικής αντίδρασης που εξελίσσεται σε σταθερή πίεση ή σε σταθερό όγκο δεν εξαρτάται από την πορεία της αντίδρασης, αλλά εξαρτάται μόνο από τη φύση των αρχικών και τελικών ουσιών και την κατάστασή τους (νόμος του Hess).

Ας υπολογίσουμε τα απόλυτα και τα σχετικά σφάλματα στον προσδιορισμό της θερμότητας της αντίδρασης (3).

Η τυπική θερμότητα σχηματισμού ενός mol νερού είναι H 0 = 57,22 kJ.

Απόλυτο σφάλμα στον προσδιορισμό της θερμότητας της αντίδρασης:

|H 3 -H 0 | = |60,77 – 57,22| = 3,55 kJ.

Σχετικό σφάλμα στον προσδιορισμό της θερμότητας της αντίδρασης:

|H 3 -H 0 | / H 0 \u003d 3,55 / 57,22 \u003d 6,2%

Ας γράψουμε τις εξισώσεις αντίδρασης (1, 2 και 3) με τη μορφή θερμοχημικών εξισώσεων:

H 2 SO 4 + NaOH \u003d NaHSO 4 + H 2 O, H 1 \u003d 41 kJ;

NaHSO 4 + NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O, H 2 = 19 kJ;

H 2 SO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O, H 3 \u003d 61 kJ.

Συμπέρασμα για την εργασία

Η βασική αρχή στην οποία βασίζονται όλοι οι θερμοχημικοί υπολογισμοί θεσπίστηκε το 1840 από τον Ρώσο χημικό, ακαδημαϊκό G. I. Hess. Αυτή η αρχή, γνωστή ως νόμος του Hess και αποτελεί ειδική περίπτωση του νόμου της διατήρησης της ενέργειας, μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: «Η θερμική επίδραση μιας αντίδρασης εξαρτάται μόνο από την αρχική και την τελική κατάσταση των ουσιών και δεν εξαρτάται από ενδιάμεσα στάδια της διαδικασίας. Και αυτό το αποδείξαμε όταν παρασκευάσαμε ένα διάλυμα θειικού νατρίου από διαλύματα θειικού οξέος υδροξειδίου του νατρίου με δύο τρόπους.

Αποτέλεσμα:

Σύμφωνα με το νόμο του Hess, το θερμικό αποτέλεσμα είναι το ίδιο και στις δύο περιπτώσεις.

Εξουδετέρωση- μια χημική αντίδραση που συμβαίνει μεταξύ δύο ενώσεων που έχουν τις ιδιότητες ενός οξέος και μιας βάσης. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής τους, χάνονται οι ιδιότητες και των δύο ουσιών, γεγονός που οδηγεί στην απελευθέρωση αλατιού και νερού.

Πεδίο εξουδετέρωσης

Οι υπολογισμοί για αυτήν την αντίδραση χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα συχνά:

• σε αγροχημικά εργαστήρια?
• στη χημική παραγωγή?
• κατά το χειρισμό των απορριμμάτων.

Η μέθοδος εξουδετέρωσης χρησιμοποιείται σε κλινικά εργαστήρια για τον προσδιορισμό της ρυθμιστικής ικανότητας του πλάσματος του αίματος, της οξύτητας του γαστρικού υγρού. Χρησιμοποιείται επίσης ενεργά στη φαρμακολογία, όταν είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί ποσοτική ανάλυση ανόργανων και οργανικών οξέων. Αυτή η διαδικασία μπορεί να πραγματοποιηθεί σύμφωνα με όλες τις σωστά συντεθειμένες εξισώσεις.

Εξωτερικές εκδηλώσεις εξουδετέρωσης

Η διαδικασία εξουδετέρωσης του οξέος μπορεί να παρατηρηθεί εάν, πρώτα, προστεθούν στο διάλυμα μερικές σταγόνες δείκτη, ο οποίος θα αλλάξει το χρώμα του διαλύματος. Όταν προστίθεται αλκάλιο σε αυτό το μείγμα, το χρώμα εξαφανίζεται εντελώς. Αλλά πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι δείκτες αλλάζουν το χρώμα τους όχι αυστηρά στο ισοδύναμο σημείο, αλλά με απόκλιση. Επομένως, ακόμη και με τη σωστή επιλογή του δείκτη, επιτρέπεται σφάλμα. Εάν επιλέχθηκε λανθασμένα, τότε όλα τα αποτελέσματα παραμορφώνονται.

Στις συνθήκες του σχολικού προγράμματος σπουδών, χρησιμοποιείται κιτρικό οξύ και αμμωνία για αυτό. Ως παράδειγμα, εξετάστε τη διαδικασία αντίδρασης μεταξύ υδροχλωρικού οξέος και καυστικής σόδας. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής τους, σχηματίζεται ένα γνωστό διάλυμα βρώσιμου αλατιού στο νερό. Τα ακόλουθα μπορούν επίσης να χρησιμεύσουν ως δείκτες:

• πορτοκαλί μεθυλίου;
• ηλιοτρόπιο;
• κόκκινο του μεθυλίου;
• φαινολοφθαλεΐνη.

Πρέπει να σημειωθεί ότι η αντίστροφη αντίδραση εξουδετέρωσης ονομάζεται υδρόλυση. Το αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός ενός ασθενούς οξέος ή βάσης.

Κατά την επιλογή ενός παράγοντα εξουδετέρωσης, πρέπει να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα:

• βιομηχανικές ιδιότητες της ένωσης·
• διαθεσιμότητα;
• ΚΟΣΤΟΣ.

Προηγουμένως, το οξείδιο του μαγνησίου χρησιμοποιήθηκε ως εξουδετερωτής. Τώρα δεν είναι δημοφιλές γιατί έχει υψηλό κόστος και αντιδρά μάλλον αργά.

Τύποι αντιδράσεων εξουδετέρωσης

Στη διαδικασία αλληλεπίδρασης μιας ισχυρής βάσης με το ίδιο ισχυρό οξύ, η αντίδραση μετατοπίζεται προς το σχηματισμό νερού. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία δεν φτάνει στο τέλος, αφού αρχίζει η υδρόλυση του αλατιού.

Όταν ένα ασθενές οξύ εξουδετερώνεται με μια ισχυρή βάση, η αντίδραση είναι αναστρέψιμη. Κατά κανόνα, σε τέτοια συστήματα η πορεία της αντίδρασης μετατοπίζεται προς το σχηματισμό άλατος, καθώς το νερό είναι ασθενέστερος ηλεκτρολύτης από, για παράδειγμα, το υδροκυανικό οξύ, το οξικό οξύ ή την αμμωνία.

Ο ρυθμός της διαδικασίας εξουδετέρωσης ποικίλλει ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες των ουσιών που χρησιμοποιούνται. Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείται NaOH, ο απαιτούμενος βαθμός οξύτητας εμφανίζεται σχεδόν αμέσως. Το CaO οδηγεί στην επιθυμητή αντίδραση μόνο μετά από 15-20 λεπτά και το MgO - μετά από 45 λεπτά. Επιπλέον, στις δύο τελευταίες περιπτώσεις, η μεγαλύτερη μείωση της οξύτητας παρατηρείται στα πρώτα 5 λεπτά μετά την εισαγωγή του εξουδετερωτικού παράγοντα. Εάν ο ρυθμός της διαδικασίας δεν είναι πολύ υψηλός, τότε η δευτερογενής οξείδωση αρχίζει να την επιβραδύνει ακόμη περισσότερο.

Παραγωγή θερμότητας κατά τη διαδικασία εξουδετέρωσης

Συχνά αυτό συμβαίνει υπό την επίδραση του νιτρικού οξέος. Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα, τόσο περισσότερη θερμότητα απελευθερώνεται. Όταν λαμβάνεται αλάτι, η έκθεση στη θερμότητα οδηγεί σε ανεπιθύμητες συνέπειες, καθώς αρχίζει να αποσυντίθεται με την απελευθέρωση χλωρίου. Λόγω της απελευθέρωσης θερμότητας, μπορεί να ειπωθεί ότι όλες οι αντιδράσεις εξουδετέρωσης είναι εξώθερμες. Η απελευθέρωσή του συμβαίνει λόγω της διαφοράς μεταξύ της συνολικής ενέργειας των ιόντων Η+ και ΟΗ-, καθώς και της ενέργειας σχηματισμού των μορίων του νερού.

Θέμα μαθήματος: "Αντίδραση εξουδετέρωσης ως παράδειγμα αντίδρασης ανταλλαγής"

Σκοπός του μαθήματος: να σχηματίσει μια ιδέα για την αντίδραση εξουδετέρωσης ως μια συγκεκριμένη περίπτωση της αντίδρασης ανταλλαγής.

Καθήκοντα:

Δημιουργία συνθηκών για την ανάπτυξη ιδεών σχετικά με την αντίδραση εξουδετέρωσης ως συγκεκριμένη περίπτωση της αντίδρασης ανταλλαγής.

Να διευρύνει τις γνώσεις των μαθητών για τις ιδιότητες των οξέων και των βάσεων.

Συνεχίστε να αναπτύσσετε τις δεξιότητες σύνταξης εξισώσεων χημικών αντιδράσεων.

Να καλλιεργήσουν την παρατήρηση και την προσοχή κατά τη διάρκεια του πειράματος επίδειξης.

Τύπος μαθήματος : σε συνδυασμό

Εξοπλισμός και αντιδραστήρια : υδροχλωρικό οξύ, διαλύματα υδροξειδίου του νατρίου, υδροξείδιο του χαλκού (II), φαινολοφθαλεΐνη, δοκιμαστικοί σωλήνες.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Οργάνωση χρόνου.

Παιδιά, ας συνεχίσουμε το ταξίδι μας στη χώρα που λέγεται Χημεία. Στο τελευταίο μάθημα γνωρίσαμε την πόλη που ονομάζεται Ιδρύματα και τους κατοίκους της. Οι κύριοι κάτοικοι αυτής της πόλης είναι τα θεμέλια. Να ορίσετε τον όρο «ίδρυμα». Λοιπόν, τώρα ας ελέγξουμε πώς κάνατε την εργασία σας.

Έλεγχος εργασιών για το σπίτι.

№ 7, 8.

Αμφισβήτηση και περαιτέρω ενημέρωση γνώσεων.

Ποιες κατηγορίες ανόργανων ουσιών γνωρίζετε;

Να ορίσετε τους όρους «οξείδια», «οξέα», «άλατα».

Με ποιες ουσίες αντιδρά το νερό;

Ποιες ουσίες σχηματίζονται όταν το νερό αντιδρά με βασικά και όξινα οξείδια;

Πώς να αποδείξετε ότι το οξύ σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του νερού με ένα όξινο οξείδιο;

Τι είναι οι δείκτες;

Για ποιον δείκτη μιλάς;

Από αλκάλια είμαι κίτρινη, όπως στον πυρετό,

Κοκκινίζω από οξέα, σαν από ντροπή.

Και ψάχνω για εξοικονόμηση υγρασίας

Έτσι εκείνη την Τετάρτη δεν μπορούσε να με πιάσει.

(Μεθυλοπορτοκάλι)

Το να μπει στο οξύ είναι αποτυχία για αυτόν,

Αλλά θα αντέξει χωρίς αναστεναγμό ή κλάμα.

Αλλά στα αλκάλια μιας τέτοιας ξανθιάς

Δεν θα ξεκινήσει η ζωή, αλλά στερεά σμέουρα.

(Φαινολοφθαλεΐνη.)

Ποιους άλλους δείκτες γνωρίζετε;

Να ορίσετε τους όρους «όξινο οξείδιο», «βασικό οξείδιο».

Σε ποιες ομάδες χωρίζονται οι βάσεις;

Τι χρώμα έχει η φαινολοφθαλεΐνη, το μεθυλοπορτοκάλι, η λακκούβα σε αλκαλικό διάλυμα;

Εκμάθηση νέου υλικού.

Γνωρίζετε ήδη ότι τα αλκάλια είναι διαλυτές βάσεις, όταν δουλεύουμε μαζί τους πρέπει να τηρούνται ειδικοί κανόνες ασφαλούς συμπεριφοράς, αφού έχουν διαβρωτική δράση στο δέρμα μας. Αλλά μπορούν να «εξουδετερωθούν» προσθέτοντας ένα διάλυμα οξέος σε αυτά - για να εξουδετερωθούν. Και το θέμα του σημερινού μαθήματος: «Αντίδραση εξουδετέρωσης ως παράδειγμα αντίδρασης ανταλλαγής» (καταγραφή του θέματος στον πίνακα και σε ένα τετράδιο).

Ο σκοπός του σημερινού μαθήματος: να σχηματιστεί μια ιδέα για την αντίδραση εξουδετέρωσης. μάθουν να γράφουν τις εξισώσεις των αντιδράσεων εξουδετέρωσης.

Ας θυμηθούμε ποιους τύπους χημικών αντιδράσεων γνωρίζετε ήδη. Ορίστε τον τύπο δεδομένων αντίδρασης

Να 2 Ο + H 2 Ο = 2 NaOH

2Η 2 Ο = 2Η 2 +Ο 2

Zn + 2HCl = ZnCl 2 +Η 2

Ορίστε αυτούς τους τύπους αντιδράσεων.

Γνωρίζετε ήδη ότι αν προστεθεί φαινολοφθαλεΐνη στο αλκάλι, το διάλυμα θα γίνει κατακόκκινο. Αλλά εάν προστεθεί ένα οξύ σε αυτό το διάλυμα, το χρώμα εξαφανίζεται (δημ. αλληλεπιδράσειςNaOHΚαιHCl). Αυτή είναι μια αντίδραση εξουδετέρωσης.

Γράψτε την εξίσωση στον πίνακα:NaOH + HCl=NaCl+H 2 Ο

Το αποτέλεσμα είναι αλάτι και νερό.

Ας προσπαθήσουμε όλοι μαζί να ορίσουμε μια αντίδραση εξουδετέρωσης.

Η αντίδραση εξουδετέρωσης δεν ανήκει σε κανέναν από τους μέχρι τώρα γνωστούς τύπους αντιδράσεων. Αυτή είναι μια αντίδραση ανταλλαγής. Γενικό σχήμα της αντίδρασης ανταλλαγής: AB + CD = AD + CB

Είναι δηλαδή μια αντίδραση μεταξύ πολύπλοκων ουσιών, κατά την οποία ανταλλάσσουν τα συστατικά τους μέρη.

Και ποιος ξέρει τι οξύ είναι στο στομάχι μας; Γιατί πιστεύετε ότι συνιστάται για τις καούρες, αν δεν υπάρχει χάπι στο χέρι, να πίνετε λίγο διάλυμα σόδας;

Το γεγονός είναι ότι ένα διάλυμα σόδας έχει επίσης αλκαλικό περιβάλλον και όταν πίνουμε αυτό το διάλυμα, εμφανίζεται μια αντίδραση εξουδετέρωσης. Ένα διάλυμα σόδας εξουδετερώνει το υδροχλωρικό οξύ που βρίσκεται στο στομάχι μας.

Πιστεύετε ότι οι αδιάλυτες βάσεις αντιδρούν με οξέα; (Απαντά ο μαθητής). Dem. Αλληλεπιδράσεις Cu(OH). 2 Και HCl .

Γράψτε την εξίσωση στον πίνακα:Cu(OH) 2 + 2 HCl = CuCl 2 + 2 H 2 Ο.

Αγκυροβολία

Προσθέστε τις ακόλουθες εξισώσεις αντίδρασης:

ΕΝΑ) ΚΟΗ+ Η 2 ΕΤΣΙ 4 = …;

σι) Fe(OH) 2 + HCl=…;

V) Ca(OH) 2 + Η 2 ΕΤΣΙ 4 =…. .

Ποιες αρχικές ουσίες πρέπει να ληφθούν για να ληφθούν τα ακόλουθα άλατα με αντίδραση εξουδετέρωσης:Ca( ΟΧΙ 3 ) 2 ; NaI; BaSO 4.

Ουσίες που δίνονται:HCl; H 2 ΕΤΣΙ 4 ; Fe( Ω) 3 . Να γράψετε εξισώσεις για όλες τις πιθανές αντιδράσεις εξουδετέρωσης μεταξύ τους.

Φυσική αγωγή: Ο δάσκαλος δείχνει τις ουσίες και οι μαθητές πρέπει να προσδιορίσουν σε ποια κατηγορία ουσιών ανήκει η ουσία και να εκτελέσουν τις ακόλουθες ενέργειες: οξείδιο - τα χέρια ψηλά, αλάτι - σηκώνονται, οξύ - τα χέρια στα πλάγια, βάσεις - δεν κάνουν τίποτα.

Γενίκευση

Ολοκληρώστε το προτεινόμενο σχέδιο

Κύριες κατηγορίες ανόργανων ουσιών

ΕΤΣΙ 2 ; Να 2 Ω; ? ?

H 2 ΕΤΣΙ 4 ; HCl NaOH;Ca(OH) 2 CaCl 2; Να 2 ΕΤΣΙ 4

2. Συμπληρώστε τις παρακάτω προτάσεις:

Μια ομάδα ατόμων ΟΗ ονομάζεται...

Το σθένος αυτής της ομάδας είναι σταθερό και ίσο με ....

Οι βάσεις αποτελούνται από άτομα.... και ένα ή περισσότερα... .

Οι χημικές ιδιότητες των βάσεων περιλαμβάνουν την επίδρασή τους στο .... Ταυτόχρονα, οι δείκτες αποκτούν χρώμα: λυχνία - ....; φαινολοφθαλεΐνη - ....; πορτοκαλί μεθυλίου - ....

Επιπλέον, οι βάσεις αντιδρούν με .... .

Αυτή η αντίδραση ονομάζεται...

Τα προϊόντα αυτής της αντίδρασης είναι... Και …. .

Μια αντίδραση ανταλλαγής είναι μια αντίδραση μεταξύ... ουσίες, στις οποίες ανταλλάσσουν τα ... μέρη τους.

Η αντίδραση εξουδετέρωσης είναι μια ειδική περίπτωση της αντίδρασης ....

VII Αντανάκλαση

Τι μάθατε στο σημερινό μάθημα; Έχουμε πετύχει τους στόχους που τέθηκαν στο μάθημα;

Εργασία για το σπίτι: § 33 Νο. 6, προετοιμαστείτε για την πρακτική εργασία Νο. 6

Επιπλέον πληροφορίες:Γνωρίζατε ότι οι γυναίκες της Αρχαίας Ρωσίας έπλεναν τα μαλλιά τους με διάλυμα στάχτης ελάτης ή τέφρας ηλίανθου; Το διάλυμα της τέφρας είναι σαπουνόνερο στην αφή και λέγεται «αλυσίβα». Ένα τέτοιο διάλυμα έχει αλκαλικό περιβάλλον, όπως οι ουσίες που μελετάμε. Η στάχτη στα αραβικά είναι al-kali.

Τα ιστορικά ονόματα των πιο σημαντικών αλκαλίων: υδροξείδιο του νατρίου - καυστική σόδα, υδροξείδιο του καλίου - καυστική ποτάσα. Τα αλκάλια χρησιμοποιούνται για την παρασκευή γυαλιού και σαπουνιού.

Μυστήριο:

Περιέχει μέταλλο και οξυγόνο,

Συν το υδρογόνο.

Και αυτός ο συνδυασμός

Κλήση -….. (κάτω)

Λεονίντ Τσουέσκοφ

Μπροστά είναι πάντα εδώ "στάχτη",

Και τι μένει πίσω.

Τσιμπάει και τσιμπάει.

Και με την πρώτη ματιά είναι απλό,

Και λέγεται - ... (οξύ)

Λεονίντ Τσουέσκοφ