Реакция нейтрализации

Реакция кислоты и основания с образованием соли и воды называется реакцией нейтрализации. Обычно такие реакции протекают с выделением тепла.

Общее описание

Сущность нейтрализации состоит в том, что кислота и основание, обмениваясь активными частями, нейтрализуют друг друга. В результате образуются новое вещество (соль) и нейтральная среда (вода).

Простой и понятный пример реакции нейтрализации – взаимодействие соляной кислоты с гидроксидом натрия:

HCl + NaOH → NaCl + H2O.

Если окунуть лакмусовую бумажку в раствор соляной кислоты и гидроксида натрия, она станет фиолетовой, т е проявит нейтральную реакцию (красный – кислая среда, синий – щелочная среда). Раствор двух активных соединений превратился в воду за счет обмена натрия и хлора, поэтому ионное уравнение этой реакции выглядит следующим образом:

H+ + OH– → H2O.

После нагревания полученного раствора вода испарится, а в пробирке останется поваренная соль – NaCl.

Реакция нейтрализации

Рис. 1. Образование солей после испарения.

В подобных реакциях вода – обязательный продукт.

Примеры

Реакции нейтрализации могут протекать между сильными и слабыми кислотами и щелочами. Рассмотрим два типа реакций:

  • необратимые реакции – образовавшаяся соль не распадается на составляющие – кислоту и щелочь (они текут в одном направлении);
  • обратимые реакции – образовавшиеся соединения способны разлагаться на исходные вещества и вновь взаимодействовать (текут в обоих направлениях).

Примером реакции первого типа является взаимодействие сильной кислоты и сильного основания:

  • H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O;
  • HNO3 + КОН → KNO3 + H2O.

Обратимые реакции протекают при нейтрализации слабой кислоты сильным основанием, а также слабого основания слабой кислотой:

  • H2SO3 + 2NaOH ↔ Na2SO3 + 2H2O;
  • Fe(OH)3 + H3PO4 ↔ FePO4 + 3H2O.

Слабые нерастворимые или малорастворимые основания (Fe(OH)3, Fe(OH)2, Mg(OH)2, Zn(OH)2) также нейтрализуются сильной кислотой. Например, гидроксид меди не растворяется в воде, но при реакции с азотной кислотой образует соль (нитрат меди) и воду:

Cu(OH)2 + 2HNO3 ↔ Cu(NO3)2 + 2H2O.

Реакция нейтрализации

Рис. 2. Взаимодействие гидроксида меди с кислотой.

Реакции нейтрализации экзотермичные, они протекают с выделением тепла.

Использование

Реакции нейтрализации являются основой титриметрического анализа или титрования. Это метод количественного анализа концентрации веществ. Метод используется в медицине, например для определения кислотности желудочного сока, а также в фармакологии.

Реакция нейтрализации

Рис. 3. Титрование.

Кроме того, важно практическое применение нейтрализации в лаборатории: если разлилась кислота, ее можно нейтрализовать щелочью.

Что мы узнали?

Реакция, в которой кислота и основание образуют соль и воду, называется нейтрализацией. Эта реакция возможна между любой кислотой и основанием: сильной кислотой и сильной щелочью, слабой кислотой и слабым основанием, сильным основанием и слабой кислотой, слабым основанием и сильной кислотой. Реакция продолжается с выделением тепла. Нейтрализация используется в медицине и фармакологии.