Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Hvilke produkter får man, når man blander en syre og med en base?

En kemisk reaktion danner per definition nye kemikalier (kaldet produkterne) fra de oprindelige kemikalier (kaldet reaktanterne). Det skal være fornuftigt, at identiteten af de dannede produkter afhænger af, hvilke reaktanter vi starter med. Tilsætning af en syre til en base er et eksempel på en kemisk reaktion, så vi bør forvente at se nye produkter. Selvom der er et mønster for denne type reaktion, afhænger i sidste ende de dannede produkter af, hvilken syre og hvilken base der bruges.
Ikke et let svar

Ved første øjekast har dette spørgsmål et simpelt svar. De fleste indledende kemiske bøger lærer, at reaktionen mellem en syre og en base kaldes neutralisering, og de dannede produkter er vand og et salt. For eksempel, hvis du blander saltsyre (HCI) med natriumhydroxid (NaOH), er de dannede produkter vand (H20) og natriumchlorid (NaCl), der er velkendt som bordsalt.

HCl + NaOH -> H2O + NaCl

Problemet er, at det egentlig ikke er så enkelt. For at besvare dette spørgsmål helt, bliver vi nødt til at være meget mere specifik.
Et udgangspunkt

Lad os starte med at blande en stærk syre med en stærk base. At tilføje ordet "stærk" betyder, at disse syrer og baser helt adskiller sig (eller går i stykker), når de sættes i vand. Brug af en stærk syre i et eksperiment betyder, at syren allerede er opløst i vand (og dette er sandsynligvis også tilfældet for basen). Hvis du derefter tilsætter syren til basen, vil produkterne være vand (ud over det vand, der allerede er der), og et salt (som ikke nødvendigvis er "bordsalt").

Bland f.eks. Det stærke syre HNO3 (salpetersyre) med den stærke base KOH (kaliumhydroxid).

HNO3 + KOH -> H2O + KNO3

I dette eksempel er KNO3 saltet, så vand og en salt dannes som forventet. Denne reaktion finder sted i vand, så sandsynligvis er saltet ikke bundet sammen, men i stedet adskilles som ioner i vandet.
The Complete Ionic Equation -

Faktisk skriver kemikere, hvad der kaldes en komplet ionisk ligning for at vise, hvilke kemikalier der er dissocieret:

H + (aq) + NO3- (aq) + K + (aq) + OH- (aq) -> H2O (l) + K + (aq) + NO3- (aq)

Denne lange ligning viser, at den stærke syre og den stærke base er dissocieret i vandet ("aq" står for vandig), og der dannes vand, hvilket efterlader kalium (K +) og nitrat (NO3-) ioner, der stadig er i vandet.
The Net Ionic Equation

Dette fører til et andet interessant spørgsmål: Hvordan dannes et salt? "In this case, it isn’t.", 3, [[De ioner, der ville danne saltet, er der, men i den nuværende form har de ikke dannet saltet. Så kemikere skriver, hvad der kaldes den netto ioniske ligning for at vise, hvad der virkelig skete:

H + (aq) + OH- (aq) -> H2O (l)

Dette fortæller os, at den eneste rigtige reaktion er dette eksempel er dannelsen af vand. Ionerne K + og NO3- har ikke gjort noget, så de er ude af nettionioniske ligning.
Komplicering af neutralisering med støkiometri

Hvad nu hvis du kun ville ende med produkterne - salt og vand - og ville være sikker på, at al syre og base var væk? Dette bliver et støkiometrisk problem. Uden at tilsætte nok base, vil der være syre tilbage fra reaktionen. Syren er ikke et produkt, men den blandes med produkterne. Ligeledes ville tilsætning af for lidt syre resultere i en resterende mængde base, som igen ville blive blandet med produkterne. Matematisk kan du beregne, hvor meget syre du skal blande med en bestemt mængde base for at opnå fuldstændig neutralisering.
Svage syrer, svage baser og gasdannelse -

Hvad hvis syren eller basen (eller begge dele) er ikke ”stærk”? Der er mange svage syrer og baser, hvilket betyder, at de dissocierer meget lidt, når de blandes i vand. Enkelt sagt finder neutralisering stadig sted (dannelse af vand og et salt), men hvis vi går ud over det enkle udsagn, finder vi ud af, at de komplette ioniske og netto ioniske ligninger er meget forskellige fra en stærk syre /stærk basereaktion.

Der er endnu en komplikation: Hvad hvis en syre blandes med noget som NaHCO3? Overvej den velkendte reaktion, der finder sted, når du blander bagepulver (NaHCO3) med sur eddike. Der dannes en gas. Neutralisering finder sted, men produkterne er ikke længere kun vand og et salt.

Se på saltsyre og bagepulver, for eksempel:

HCl + NaHCO3 -> NaCl + H2O + CO2

Produkterne er ikke kun et salt (NaCl) og vand (H2O), men også en gas (CO2).
Konklusion

Der er ingen enkel løsning på problemet med produkter man får, når man blander en syre med en base. Slutresultatet af blanding og syre med en base afhænger af, hvilken syre og base der bruges, og af hvor meget syre og base du bruger. Styrken eller svagheden af syren og basen påvirker også reaktionens produkter. Generelt fører disse reaktioner til dannelse af et salt plus vand og undertiden en gas.