Hoe een base te neutraliseren met een zuur?

Arindam Ghosh / Getty Images

Wanneer een zuur en een base met elkaar reageren, treedt een neutralisatiereactie op, waarbij een zout en water worden gevormd. Het water vormt zich uit de combinatie van de H⁺ionen van het zuur en de OH^-ionen van de basis. Sterke zuren en sterke bases volledig dissociëren, dus de reactie levert een oplossing op met een neutrale pH (pH = 7). Vanwege de volledige dissociatie van sterke zuren en basen, als je een concentratie van een zuur of base krijgt, kun je het volume of de hoeveelheid van de andere chemische stof bepalen die nodig is om het te neutraliseren. Dit voorbeeldprobleem legt uit hoe te bepalen hoeveel zuur nodig is om een ​​bekend volume en concentratie van een base te neutraliseren.

Belangrijkste afhaalrestaurants: neutralisatie op basis van zuur

• Het oplossen van een chemisch probleem waarbij een sterk zuur een sterke base neutraliseert, is eenvoudig omdat zowel het zuur als de base volledig dissociëren.
• Neutralisatie met een zwak zuur en/of een zwakke base vereist daarentegen dat u de dissociatieconstante kent en gebruikt.
• Neutralisatie vindt plaats op het punt waar het aantal mol H⁺is gelijk aan het aantal mol OH^-.

Beoordeling van neutralisatiereactie

Neutralisatie berust op dissociatie van een zuur en een base. Dissociatie is waar het zuur of de base in zijn samenstellende ionen breekt. De ionen die deelnemen aan een neutralisatiereactie zijn de H⁺van het zuur en de OH^-vanaf de basis. De algemene vorm van de reactie is:

zuur + base → zout + water
AH + B → A + BH

Als bijvoorbeeld zoutzuur (HCl) reageert met natriumhydroxide (NaOH), produceert het tafelzout of natriumchloride (NaCl) en water:

HCl + NaOH → NaCl + H_tweeO

Neutralisatie vereist gelijke hoeveelheden H+ en OH-. Dus als u het volume en de concentratie van het zuur of de base kent, kunt u het volume en de concentratie van zijn partner in de reactie vinden.

Een zuur-base-neutralisatieprobleem oplossen

Welk volume 0,075 M HCl is nodig om 100 milliliter 0,01 M Ca(OH) te neutraliseren_tweeoplossing?

HCl is een sterk zuur en zal in water volledig dissociëren tot H⁺en Cl^-. Voor elke mol HCl is er één mol H⁺. Aangezien de concentratie van HCl 0,075 M is, is de concentratie van H⁺zal 0,075 M zijn.

Ca(OH)_tweeis een sterke base en zal in water volledig dissociëren tot Ca²⁺en OH^-. Voor elke mol Ca(OH)_tweeer zal zijn twee mollen van OH^-. De concentratie van Ca (OH)_tweeis 0,01 M dus [OH^-] zal 0,02 M bedragen.

De oplossing wordt dus geneutraliseerd als het aantal mol H⁺is gelijk aan het aantal mol OH^-.

Stap 1: Bereken het aantal moedervlekken van OH^-.
• molariteit = mol/volume
• mol = Molariteit x Volume
• mollen OH^-= 0,02 M/100 milliliter
• mollen OH^-= 0,02 M/0,1 liter
• mollen OH^-= 0,002 mol
Stap 2: Bereken het benodigde HCl-volume
• Molariteit = mol/volume
• Volume = mol/molariteit
• Volume = mol H⁺/0.075 Molariteit
• mol H⁺= mol OH^-
• Volume = 0,002 mol/0,075 Molariteit
• Volume = 0,0267 Liter
• Volume = 26,7 milliliter HCl

De berekening uitvoeren

26,7 milliliter 0,075 M HCl is nodig om 100 milliliter 0,01 molariteit Ca(OH)2-oplossing te neutraliseren.

De meest voorkomende fout die mensen maken bij het uitvoeren van deze berekening is geen rekening houden met het aantal mollen ionen geproduceerd wanneer het zuur of de base dissocieert. Het is gemakkelijk te begrijpen: er wordt slechts één mol waterstofionen geproduceerd wanneer zoutzuur dissocieert, maar het is ook gemakkelijk om te vergeten dat het geen 1:1-verhouding is met het aantal mol hydroxide dat vrijkomt door calciumhydroxide (of andere basen met tweewaardige of driewaardige kationen ).

De andere veelgemaakte fout is een simpele rekenfout. Zorg ervoor dat je zet milliliter oplossing om in liters wanneer u de molariteit van uw oplossing berekent!

bronnen

• Skoog, DA; West, DM; Holler, JF; Crouch, SR (2004). Grondbeginselen van analytische chemie (8e ed.). Thomson Brooks/Cole. ISBN 0-03-035523-0.
• Snoeyink, V.L.; Jenkins, D. (1980). Aquatische chemie: chemische evenwichten en snelheden in natuurlijke wateren . New York: Wiley. ISBN 0-471-51185-4.
• Trommel, Alexander; Lippen, Lauri; Kaljur-strand, Ivari; Koppel, Ilmar A.; Leito, Ivo (2016). 'Zuurgraad van sterke zuren in water en dimethylsulfoxide'. The Journal of Physical Chemistry A . 120 (20): 3663-3669. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253
• Zumdahl, Steven S. (2009). Chemische principes (6e ed.). New York: Houghton Mifflin Company.