КИСЛОТЫ И ОСНОВЫ

3. Нейтрализация

При смешивании равных объемов соляной кислоты и раствора едкого натра одинаковых концентраций, образуется нейтральный раствор натрий хлорида, имеет показатель pH = 7. Таким образом, кислотные и щелочные свойства исходных веществ нейтрализуются.

Нейтрализация является реакцией взаимодействия ионов гідроксонію и гидроксид-ионов с образованием молекул воды:

Н₃О⁺ + ОН^- 2 Н₂О.

Внимание: равновесие практически полностью смещено в сторону образования воды (автопротоліз воды).

Анион кислоты (например, хлорид-ион в растворе соляной кислоты) и катион щелочи (например, ион Натрия в растворе едкого натра) в процессе нейтрализации не участвуют. Это утверждение верно для случая, когда и кислота, и щелочь дисоційовані полностью.

3.1. Нейтрализация слабых кислот и оснований

Слабые кислоты и основания при нейтрализации ведут себя иначе.

♦ Поскольку ионы гідроксонію и гидроксид-ионы во время нейтрализации постоянно удаляются с протолітичної равновесия, то их концентрация должна возобновляться в равном объеме за счет диссоциации слабых электролитов.

♦ Раствор соли, образованный в результате проведенной нейтрализации, не нейтрален, поскольку один из ионов (или оба ионы) реагируют с молекулами воды, которая, согласно теории Бренстеда, может проявлять свойства кислоты или основания.

Пример 1. В водном растворе етанової кислоты содержится небольшое количество ионов гідроксонію. При нейтрализации с использованием раствора едкого натра эти ионы удаляются из равновесия и поэтому пополняются за счет диссоциации молекул етанової кислоты. После проведения нейтрализации образовавшийся раствор натрий ацетата имеет щелочную среду, так как ацетат-ион вступает в реакцию с водой:

Пример 2. В водном растворе аммиака содержится небольшое количество гидроксид-ионов. Во время нейтрализации с использованием соляной кислоты эти ионы удаляются из равновесия и поэтому пополняются за счет протолізу молекул аммиака. Раствор аммоний хлорида, образующийся в результате нейтрализации, имеет кислую среду, поскольку ион аммония вступает в реакцию с водой:

Изменения значение pH раствора при добавлении кислоты или щелочи представлены в виде кривой титрования.

Запомните: точкой эквивалентности называют точку на кривой титрования при отсутствии избытка как кислоты, так и щелочи. При титровании слабой кислоты точка эквивалентности на кривой титрования находится в щелочной области значений pH, при титровании слабого основания раствором сильной кислоты точка эквивалентности находится в кислой области значений pH.

На кривой титрования слабых кислот и оснований, кроме точки эквивалентности, есть еще поворотная точка. В этом месте происходит превращение половины кислоты или основы на соответствующую связанную основание или кислоту. Поскольку в этом случае образуется буферный раствор в соотношении концентраций соль : кислота или соль : основа, равном 1:1, то значение pH или значение рОН, согласно буферного уравнения, соответствует значению рК_кисл. или значению рК_осн. кислоты или основания.

Внимание: кривые титрования багатоосновних кислот, молекулы которых могут диссоциировать ступенчато, имеют соответственно больше точек эквивалентности.