Wie man eine Base mit einer Säure neutralisiert

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Wenn eine Säure und eine Base miteinander reagieren, findet eine Neutralisationsreaktion statt, bei der ein Salz und Wasser gebildet werden. Das Wasser bildet sich aus der Kombination der H⁺Ionen aus der Säure und dem OH^-Ionen von der Basis. Starke Säuren und starke Basen vollständig dissoziieren, sodass die Reaktion eine Lösung mit neutralem pH-Wert (pH = 7) ergibt. Wegen dem Komplett Dissoziation von starken Säuren und Basen, wenn Sie eine Konzentration einer Säure oder Base erhalten, können Sie das Volumen oder die Menge der anderen Chemikalie bestimmen, die erforderlich ist, um sie zu neutralisieren. Diese Beispielaufgabe erklärt, wie man bestimmt, wie viel Säure benötigt wird, um ein bekanntes Volumen und eine bekannte Konzentration einer Base zu neutralisieren.

SCHLUSSELERKENNTNISSE: Säure-Basen-Neutralisierung

• Die Lösung eines chemischen Problems, bei dem eine starke Säure eine starke Base neutralisiert, ist einfach, da sowohl die Säure als auch die Base vollständig dissoziieren.
• Im Gegensatz dazu erfordert die Neutralisation mit einer schwachen Säure und/oder einer schwachen Base, dass Sie die Dissoziationskonstante kennen und anwenden.
• Die Neutralisation erfolgt an dem Punkt, an dem die Anzahl der Mole H⁺gleich der Anzahl der Mole OH ist^-.

Überprüfung der Neutralisationsreaktion

Die Neutralisation beruht auf der Dissoziation einer Säure und einer Base. Bei der Dissoziation zerfällt die Säure oder Base in ihre Ionen. Die an einer Neutralisationsreaktion beteiligten Ionen sind die H⁺aus der Säure und dem OH^-von der Basis. Die allgemeine Form der Reaktion ist:

Säure + Base → Salz + Wasser
AH + B → A + BH

Wenn beispielsweise Salzsäure (HCl) mit Natriumhydroxid (NaOH) reagiert, entsteht Kochsalz oder Natriumchlorid (NaCl) und Wasser:

HCl + NaOH → NaCl + H_zweiÖ

Die Neutralisation erfordert gleiche Mengen an H+ und OH-. Wenn Sie also das Volumen und die Konzentration entweder der Säure oder der Base kennen, können Sie das Volumen und die Konzentration ihres Partners in der Reaktion finden.

Lösung eines Säure-Base-Neutralisationsproblems

Welches Volumen an 0,075 M HCl ist erforderlich, um 100 Milliliter 0,01 M Ca(OH) zu neutralisieren?_zweiLösung?

HCl ist eine starke Säure und dissoziiert in Wasser vollständig zu H⁺und Cl^-. Für jedes Mol HCl gibt es ein Mol H⁺. Da die Konzentration von HCl 0,075 M beträgt, ist die Konzentration von H⁺wird 0,075 M sein.

Ca(OH)_zweiist eine starke Base und dissoziiert in Wasser vollständig zu Ca²⁺und OH^-. Für jedes Mol Ca(OH)_zweies wird____geben zwei Maulwürfe von OH^-. Die Konzentration von Ca(OH)_zweiist 0,01 M, also [OH^-] beträgt 0,02 M.

Die Lösung wird also neutralisiert, wenn die Anzahl der Mole H⁺gleich der Anzahl der Mole OH ist^-.

Schritt 1: Berechnen die Anzahl der Maulwürfe von OH^-.
• Molarität = Mol/Volumen
• Mol = Molarität x Volumen
• Mol OH^-= 0,02 M/100 Milliliter
• Mol OH^-= 0,02 M/0,1 Liter
• Mol OH^-= 0,002 Mol
Schritt 2: Berechnen Sie das benötigte HCl-Volumen
• Molarität = Mol/Volumen
• Volumen = Mol/Molalität
• Volumen = Mol H⁺/0,075 Molarität
• Maulwürfe H⁺= Mol OH^-
• Volumen = 0,002 Mol/0,075 Molarität
• Volumen = 0,0267 Liter
• Volumen = 26,7 Milliliter HCl

Berechnung durchführen

26,7 ml 0,075 M HCl werden benötigt, um 100 ml 0,01 molare Ca(OH)2-Lösung zu neutralisieren.

Der häufigste Fehler, den Menschen bei der Durchführung dieser Berechnung machen, besteht darin, die Anzahl der Mole nicht zu berücksichtigen Ionen entstehen, wenn die Säure oder Base dissoziiert. Es ist leicht zu verstehen: Bei der Dissoziation von Salzsäure wird nur ein Mol Wasserstoffionen erzeugt, aber es ist auch leicht zu vergessen, dass es kein 1: 1-Verhältnis zur Anzahl der Mole Hydroxid gibt, die von Calciumhydroxid (oder anderen Basen mit zwei- oder dreiwertigen Kationen) freigesetzt werden ).

Der andere häufige Fehler ist ein einfacher Rechenfehler. Stell sicher, dass du Milliliter Lösung in Liter umrechnen wenn Sie die Molarität Ihrer Lösung berechnen!

Quellen

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• Snoeyink, V. L.; Jenkins, D. (1980). Aquatische Chemie: Chemische Gleichgewichte und Raten in natürlichen Gewässern . New York: Wiley. ISBN 0-471-51185-4.
• Trommel, Alexander; Lipping, Lauri; Kaljur-Strand, Ivari; Koppel, Ilmar A.; Leito, Ivo (2016). 'Azidität starker Säuren in Wasser und Dimethylsulfoxid'. Das Journal of Physical Chemistry A . 120 (20): 3663–3669. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253
• Zumdahl, Steven S. (2009). Chemische Prinzipien (6. Aufl.). New York: Houghton Mifflin Company.