ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง: ลักษณะผลิตภัณฑ์ตัวอย่าง - เคมี

ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางเป็นสิ่งหนึ่งที่เกิดขึ้นระหว่างกรดและพื้นฐานชนิดในทางเชิงปริมาณ โดยทั่วไปในปฏิกิริยาประเภทนี้ในตัวกลางที่เป็นน้ำน้ำและเกลือ (ชนิดไอออนิกที่ประกอบด้วยไอออนบวกอื่นที่ไม่ใช่ H ⁺และแอนไอออนอื่นที่ไม่ใช่ OH ^-หรือ O ^2- ) จะเกิดขึ้นตามสมการต่อไปนี้: กรด + เบส→ เกลือ + น้ำ

อิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นสารที่เมื่อละลายในน้ำจะสร้างสารละลายที่ยอมให้มีการนำไฟฟ้ามีผลต่อปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง กรดเบสและเกลือถือเป็นอิเล็กโทรไลต์

ด้วยวิธีนี้อิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งคือสิ่งมีชีวิตที่แยกตัวออกเป็นไอออนที่เป็นส่วนประกอบอย่างสมบูรณ์เมื่ออยู่ในสารละลายในขณะที่อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอจะแตกตัวเป็นไอออนเพียงบางส่วน (มีความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าต่ำกว่านั่นคือมันไม่ดี ตัวนำเช่นอิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแรง)

ลักษณะเฉพาะ

ในตอนแรกควรเน้นว่าหากปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางเริ่มต้นด้วยกรดและเบสในปริมาณที่เท่ากัน (เป็นโมล) เมื่อปฏิกิริยาดังกล่าวสิ้นสุดลงจะได้เกลือเพียงก้อนเดียว นั่นคือไม่มีกรดหรือเบสเหลืออยู่

นอกจากนี้คุณสมบัติที่สำคัญมากของปฏิกิริยากรดเบสคือ pH ซึ่งบ่งชี้ว่าสารละลายเป็นกรดหรือพื้นฐานเพียงใด สิ่งนี้กำหนดโดยปริมาณของ H ⁺ไอออนที่พบในสารละลายที่วัดได้

ในทางกลับกันมีหลายแนวคิดเกี่ยวกับความเป็นกรดและความเป็นพื้นฐานขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่นำมาพิจารณา แนวคิดหนึ่งที่โดดเด่นคือBrønstedและ Lowry ซึ่งคิดว่ากรดเป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถบริจาคโปรตอน (H ⁺ ) และฐานเป็นสายพันธุ์ที่สามารถยอมรับได้

การไตเตรทกรดเบส

ในการศึกษาปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางระหว่างกรดและเบสอย่างเหมาะสมและเชิงปริมาณจะใช้เทคนิคที่เรียกว่าการไตเตรทกรด - เบส (หรือการไตเตรท)

การไตเตรทกรดเบสประกอบด้วยการกำหนดความเข้มข้นของกรดหรือเบสที่จำเป็นในการทำให้เป็นกลางของเบสหรือกรดที่ทราบความเข้มข้นจำนวนหนึ่ง

ในทางปฏิบัติต้องค่อยๆเติมสารละลายมาตรฐาน (ซึ่งทราบความเข้มข้นอย่างแน่นอน) ลงในสารละลายที่ไม่ทราบความเข้มข้นจนกว่าจะถึงจุดที่เท่ากันโดยที่สิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่งทำให้อีกชนิดเป็นกลางอย่างสมบูรณ์

จุดสมมูลถูกตรวจพบโดยการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงของสีของตัวบ่งชี้ที่ถูกเพิ่มลงในสารละลายที่มีความเข้มข้นที่ไม่รู้จักเมื่อปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างสารละลายทั้งสองเสร็จสมบูรณ์

ตัวอย่างเช่นในกรณีของการทำให้เป็นกลางของกรดฟอสฟอริก (H ₃ PO ₄ ) จะมีจุดสมมูลสำหรับโปรตอนแต่ละตัวที่ปล่อยออกมาจากกรด นั่นคือจะมีจุดสมมูลสามจุดและจะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงสีสามจุด

ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง

ในปฏิกิริยาของกรดแก่ที่มีเบสแก่การทำให้เป็นกลางอย่างสมบูรณ์ของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นเช่นเดียวกับปฏิกิริยาระหว่างกรดไฮโดรคลอริกและแบเรียมไฮดรอกไซด์:

2HCl (aq) + Ba (OH) ₂ (aq) → BaCl ₂ (aq) + 2H ₂ O (l)

ดังนั้นจึงไม่มีการสร้างไอออน H ⁺หรือ OH ^-ส่วนเกินซึ่งหมายความว่า pH ของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นสูงซึ่งถูกทำให้เป็นกลางนั้นมีความสัมพันธ์อย่างแท้จริงกับลักษณะกรดของสารตั้งต้น

ในทางตรงกันข้ามในกรณีของการทำให้เป็นกลางระหว่างอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอและเข้มข้น (กรดแก่ + เบสอ่อนหรือกรดอ่อน + เบสแก่) การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอบางส่วนจะได้รับและค่าคงที่การแยกตัวของกรด (K _a ) จะปรากฏขึ้น หรือของฐานที่อ่อนแอ(K _b ) เพื่อกำหนดลักษณะที่เป็นกรดหรือพื้นฐานของปฏิกิริยาสุทธิโดยการคำนวณ pH

ตัวอย่างเช่นเรามีปฏิกิริยาระหว่างกรดไฮโดรไซยานิกและโซเดียมไฮดรอกไซด์:

HCN (aq) + NaOH (aq) → NaCN (aq) + H ₂ O (l)

ในปฏิกิริยานี้อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอจะไม่แตกตัวเป็นไอออนอย่างเห็นได้ชัดในสารละลายดังนั้นสมการไอออนิกสุทธิจึงแสดงได้ดังนี้:

HCN (aq) + OH ^- (aq) → CN ^- (aq) + H ₂ O (ล)

สิ่งนี้ได้รับหลังจากเขียนปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ที่แข็งแกร่งในรูปแบบแยกส่วน (Na ⁺ (aq) + OH ^- (aq) ที่ด้านของสารตั้งต้นและ Na ⁺ (aq) + CN ^- (aq) ที่ด้านข้าง ผลิตภัณฑ์) โดยที่โซเดียมอิออนเท่านั้นที่เป็นผู้มองข้าม

สุดท้ายในกรณีของปฏิกิริยาระหว่างกรดอ่อนกับเบสอ่อนการทำให้เป็นกลางดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้น เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ทั้งสองแยกตัวออกบางส่วนโดยไม่ส่งผลให้น้ำและเกลือที่คาดไว้

ตัวอย่าง

กรดแก่ + เบสแก่

ตัวอย่างคือปฏิกิริยาที่ได้รับระหว่างกรดซัลฟิวริกและโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในตัวกลางที่เป็นน้ำตามสมการต่อไปนี้:

H ₂ SO ₄ (aq) + 2KOH (aq) → K ₂ SO ₄ (aq) + 2H ₂ O (l)

จะเห็นได้ว่าทั้งกรดและไฮดรอกไซด์เป็นอิเล็กโทรไลต์ที่เข้มข้น ดังนั้นพวกมันจึงแตกตัวเป็นไอออนในสารละลาย pH ของสารละลายนี้จะขึ้นอยู่กับอิเล็กโทรไลต์ที่เข้มข้นซึ่งอยู่ในสัดส่วนสูงสุด

กรดแก่ + เบสอ่อน

การทำให้กรดไนตริกเป็นกลางด้วยแอมโมเนียส่งผลให้สารประกอบแอมโมเนียมไนเตรตดังที่แสดงด้านล่าง:

HNO ₃ (aq) + NH ₃ (aq) → NH ₄ไม่ใช่₃ (aq)

ในกรณีนี้จะไม่พบน้ำที่ผลิตด้วยเกลือเนื่องจากจะต้องแสดงเป็น:

HNO ₃ (aq) + NH ₄⁺ (aq) + OH ^- (aq) → NH ₄ NO ₃ (aq) + H ₂ O (l)

ดังนั้นน้ำจึงถูกมองว่าเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา ในกรณีนี้สารละลายจะมี pH เป็นกรดเป็นหลัก

กรดอ่อน + เบสแก่

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างกรดอะซิติกและโซเดียมไฮดรอกไซด์แสดงไว้ด้านล่าง:

CH ₃ COOH (aq) + NaOH (aq) → CH ₃ COONa (aq) + H ₂ O (l)

เนื่องจากกรดอะซิติกเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอจึงแยกตัวออกบางส่วนส่งผลให้โซเดียมอะซิเตตและน้ำสารละลายจะมีค่า pH พื้นฐาน

กรดอ่อน + เบสอ่อน

ประการสุดท้ายและตามที่กล่าวไว้ข้างต้นฐานที่อ่อนแอไม่สามารถทำให้กรดอ่อนเป็นกลางได้ ไม่ตรงกันข้าม ไฮโดรไลซ์ทั้งสองชนิดในสารละลายในน้ำและ pH ของสารละลายจะขึ้นอยู่กับ "ความแรง" ของกรดและเบส

อ้างอิง

วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) การทำให้เป็นกลาง (เคมี) สืบค้นจาก en.wikipedia.org
ช้าง, ร. (2550). เคมีรุ่นที่เก้า (McGraw-Hill)
เรย์มอนด์ KW (2009). เคมีอินทรีย์และชีวภาพทั่วไป กู้คืนจาก books.google.co.th
Joesten, MD, Hogg, JL และ Castellion, ME (2006) โลกแห่งเคมี: สิ่งจำเป็น กู้คืนจาก books.google.co.th
Clugston, M. และ Flemming, R. (2000). เคมีขั้นสูง. กู้คืนจาก books.google.co.th
Reger, DL, Goode, SR และ Ball, DW (2009). เคมี: หลักการและการปฏิบัติ. กู้คืนจาก books.google.co.th

ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลาง: ลักษณะผลิตภัณฑ์ตัวอย่าง - เคมี - 2026