중화 반응은 산성 및 정량 방법 염기성 종간에 발생이다. 일반적으로, 수성 매질, 수중 유형의 반응과 염 (이온 종은 H 이외의 양이온으로 이루어지는 + 및 OH 이외의 음이온 - 또는 O 2- )는 다음 식에 따라 생성된다 : 산 +베이스 → 소금 + 물.
전해질은 물에 용해되면 전기 전도성을 허용하는 용액을 생성하는 물질로 중화 반응에 영향을 미칩니다. 산, 염기 및 염은 전해질로 간주됩니다.
이런 식으로 강한 전해질은 용액에있을 때 구성 이온으로 완전히 해리되는 종이며 약한 전해질은 부분적으로 만 이온화됩니다 (전류를 전도 할 수있는 용량이 적습니다. 즉, 좋지 않습니다. 강한 전해질과 같은 도체).
형질
우선, 중화 반응이 동일한 양의 산과 염기 (몰 단위)로 시작되는 경우, 상기 반응이 종료 될 때 하나의 염만 수득된다는 점을 강조해야합니다. 즉, 잔류량의 산 또는 염기가 없습니다.
또한 산-염기 반응의 매우 중요한 특성은 pH로, 용액의 산성 또는 염기성 정도를 나타냅니다. 이것은 측정 된 용액에서 발견되는 H + 이온의 양에 의해 결정됩니다 .
반면에 고려되는 매개 변수에 따라 산도와 염기도에 대한 몇 가지 개념이 있습니다. 눈에 띄는 개념 중 하나는 산을 양성자 (H + ) 를 기증 할 수있는 종으로 간주 하고 염기를 받아 들일 수 있는 종으로 간주하는 Brønsted와 Lowry의 개념입니다 .
산-염기 적정
산과 염기 사이의 중화 반응을 적절하고 정량적으로 연구하기 위해 산-염기 적정 (또는 적정)이라는 기술이 적용됩니다.
산-염기 적정은 알려진 농도의 특정 양의 염기 또는 산을 중화하는 데 필요한 산 또는 염기의 농도를 결정하는 것으로 구성됩니다.
실제로, 농도가 정확히 알려진 표준 용액을 등가 점에 도달 할 때까지 농도를 알 수없는 용액에 점차적으로 첨가해야하며, 여기서 종 중 하나가 다른 종을 완전히 중화합니다.
당량점은 두 용액 사이의 화학 반응이 완료되었을 때 알려지지 않은 농도의 용액에 첨가 된 지표의 격렬한 색상 변화로 감지됩니다.
예를 들어, 인산 (H 3 PO 4 ) 의 중화의 경우 산 에서 방출되는 각 양성자에 대한 당량점이있을 것입니다. 즉, 3 개의 동등 점이 있고 3 개의 색상 변화가 관찰됩니다.
중화 반응 생성물
강산과 강염기의 반응에서, 염산과 수산화 바륨 사이의 반응에서와 같이 종의 완전한 중화가 일어난다.
2HCl (aq) + Ba (OH) 2 (aq) → BaCl 2 (aq) + 2H 2 O (l)
그래서 잉여 H + 또는 OH - 이온이 생성되고 , 이는 중화 된 강한 전해질 용액의 pH는 본질적으로 그 반응물의 아세트산 문자에 관련된다는 것을 의미한다.
반대로 약 전해액과 강 전해액 (강산 + 약염기 또는 약산 + 강염기)의 중화의 경우에는 약 전해액의 부분 해리가 얻어지고 산해리 상수 (K a )가 나타납니다. 또는 약염기 (K b )의 pH를 계산하여 순 반응의 산성 또는 염기성 특성을 결정합니다.
예를 들어, 시안화 수소산과 수산화 나트륨 사이의 반응이 있습니다.
HCN (수성) + NaOH (수성) → NaCN (수성) + H 2 O (l)
이 반응에서 약한 전해질은 용액에서 눈에 띄게 이온화되지 않으므로 순 이온 방정식은 다음과 같이 표현됩니다.
HCN (수성) + OH - (수성) → CN - (수성) + H 2 O (l)
이것은 자신의 해리 형태 강한 전해질과의 반응을 기입 한 후 얻어진다 (NA + (AC) + OH - 반응물 측 (AC), 및 나트륨 + (AC) + CN - 측 (AC) 제품), 여기서 나트륨 이온 만 방관자입니다.
마지막으로 약산과 약염기의 반응의 경우에는 상기 중화가 일어나지 않는다. 이는 두 전해질이 모두 부분적으로 해리되어 예상되는 물과 염분을 생성하지 않기 때문입니다.
예
강산 + 강염기
예는 다음 방정식에 따라 수성 매질에서 황산과 수산화 칼륨 사이에 주어진 반응입니다.
H 2 SO 4 (수성) + 2KOH (수성) → K 2 SO 4 (수성) + 2H 2 O (l)
산과 수산화물 모두 강한 전해질임을 알 수 있습니다. 따라서 그들은 용액에서 완전히 이온화됩니다. 이 용액의 pH는 가장 높은 비율의 강한 전해질에 따라 달라집니다.
강산 + 약염기
암모니아로 질산을 중화하면 아래와 같이 질산 암모늄 화합물이 생성됩니다.
HNO 3 (수성) + NH 3 (수성) → NH 4 NO 3 (수성)
이 경우 소금으로 생성 된 물은 다음과 같이 표시되어야하므로 관찰되지 않습니다.
HNO 3 (수성) + NH 4 + (수성) + OH - (수성) → NH 4 NO 3 (수성) + H 2 O (l)
따라서 물은 반응 생성물로 볼 수 있습니다. 이 경우 용액은 본질적으로 산성 pH를 갖습니다.
약산 + 강염기
아세트산과 수산화 나트륨 사이에 일어나는 반응은 다음과 같습니다.
CH 3 COOH (수성) + NaOH (수성) → CH 3 COONa (수성) + H 2 O (l)
아세트산은 약한 전해질이기 때문에 부분적으로 해리되어 아세트산 나트륨과 물이되고 용액은 염기성 pH를 갖게됩니다.
약산 + 약염기
마지막으로 위에서 언급했듯이 약염기는 약산을 중화 할 수 없습니다. 둘 다 그 반대입니다. 두 종 모두 수용액에서 가수 분해되며 용액의 pH는 산과 염기의 "강도"에 따라 달라집니다.
참고 문헌
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