Реакция нейтрализации в химии: объяснение, примеры, уравнения и решение

Реакция нейтрализации – это реакция между кислотой и основанием с формированием растворимой соли и воды.

Кислота + основание = соль + вода

Как правило, эти взаимодействия сопровождаются выделением тепла. Количество выделенной энергии — это тепловой эффект взаимодействия между соединениями. Реакция нейтрализации — это один из типов реакции обмена.

Характеристика нейтрализации

Нейтрализация – это обмен частицами кислот и оснований. Например, такая реакция наблюдается при реакции хлороводорода HCl и щелочи КOH.

Молекулярное уравнение

HCl+ КOH=КCl+H₂O

Полное уравнение

H⁺+Cl^-+K⁺+OH^-=K⁺+Cl^-+H₂O

Реакцию нейтрализации можно записать сокращенным ионным уравнением:

Н⁺+ОН^-=Н₂О

Если поместить лакмусовую бумажку в пробирку с кислотой, то она становится красной. Если ее поместить в пробирку со щелочью, то она становится синей. При взаимодействии щелочи и кислоты лакмус приобретает фиолетовый оттенок, что указывает на нейтральную среду.

Если получившийся раствор нагреть, то вода испарится, а в колбе останутся кристаллы соли. 

Примеры реакций нейтрализации

Реакции нейтрализации протекают между основаниями и кислотами разной силы, поэтому существует два вида реакций:

• необратимые (образовавшаяся соль не распадается);
• обратимые (образовавшаяся соль распадается обратно).

Реакции нейтрализации — это реакции ионного обмена. Необратимые реакции характерны для реакций сильной кислоты и сильного основания. 

Молекулярное уравнение

HBr+KOH→KBr+H₂O

Полное ионное уравнение

H⁺+Br^-+K⁺+OH^-→ K⁺+ Br^-+ H₂O

Сокращенное ионное уравнение

H⁺+OH^-→ H₂O

Обратимые реакции наблюдаются при взаимодействии сильного основания и слабой кислоты.

Молекулярное уравнение

H₂SO₃+2LiOH↔Li2SO₃+2H₂O

Полное ионное уравнение

2Н⁺+SO₃^2-+2Li⁺+2OH^-↔2Li⁺+SO₃^2-+2H²O

Сокращенное ионное уравнение

2Н⁺+2OH^-↔2H₂O

Также обратимые реакции характерны для взаимодействий слабого основания и сильной кислоты.

Молекулярное уравнение

3Mg(OH)₂+2H₃PO₄↔Mg₃(PO₄)₂+6H₂O

Полное ионное уравнение

3Mg(OH)₂+6Н⁺+2PO₄^3-↔ Mg₃(PO₄)₂+6H₂O

Сокращенное ионное уравнение

Не характерно для данной реакции.

Задачи на реакции нейтрализации

Реакции нейтрализации активно используются в химии. Но чтобы провести данный тип реакции, необходимо точно рассчитать нужный объем щелочи и кислоты.

Задача. Сколько мл гидроксида натрия NaOH необходимо для нейтрализации 0,1 моль серной кислоты H₂SO₄, при том что плотность гидроксида натрия NaOH равна 0,968 г/мл.

Дано: n(H2SO4)=0,1 моль ρ(NaOH)=0,968 г/мл	Решение: 2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O Согласно уравнению: n(H2SO4)=2n(NaOH) n(NaOH)=2*0,1 моль=0,2 моль n=m/M m=n*M m(NaOH)=n(NaOH)*M(NaOH) M(NaOH)=23+16+1=40 г/моль m(NaOH)=0,2 моль*40 г/моль=8 г ρр-ра=mр-ра/Vр-ра  Vр-ра=mр-ра/ρр-ра  V(NaOH)=m(NaOH)/ρ(NaOH) V(NaOH)=8 г/0,968 г/мл=8,264 мл Ответ: V(NaOH)=8,264 мл
Найти: V(NaOH)-?

Применение реакций нейтрализации

Реакции нейтрализации активно используются в титровании. Их используют при определении уровня кислотности желудочного сока. Если в лаборатории проливается щелочь, то ее нейтрализуют и убирают. Таким образом, реакции нейтрализации активно используются человеком.