مثال على التحييد الكيميائي

التحييد الكيميائي هو التفاعل بين الحمض والقاعدة.

تقاس درجة الحموضة أو القلوية بمقياس الأس الهيدروجيني ، والذي يرمز إلى إمكانات الهيدروجين. الأحماض لها أس هيدروجيني أقل من 7 والقواعد أو القلويات لها أس هيدروجيني أكبر من 7. درجة الحموضة 7 هي مركز المقياس ، وتتوافق مع خليط محايد كيميائيًا ، أي ليس حامضًا ولا قلويًا.

نتيجة تفاعل المعادلة هي ملح وماء.

بشكل عام ، تكون تفاعلات المعادلة طاردة للحرارة ، أي أنها تنبعث منها حرارة.

يختلف تفاعل المعادلة اعتمادًا على ما إذا كانت الأحماض والقواعد المتفاعلة قوية أم ضعيفة.

يتفاعل الحمض القوي ذو القاعدة القوية بعنف وينتج عنه الكثير من الحرارة. يغير كل من الحمض والقاعدة بسرعة الرقم الهيدروجيني للخليط ، لذلك إذا تم تمرير بعض المواد قليلاً ، فسيكون المحلول قلويًا أو حمضيًا بسرعة.

عندما يتفاعل حمض قوي مع قاعدة ضعيفة ، فلن يكون تغيير الأس الهيدروجيني مفاجئًا عند الإضافة القاعدة ، لذلك بنفس المقدار ، فإن الرقم الهيدروجيني سوف يجعل الخليط قلويًا ببطء حتى تحييد حامض.

يحدث العكس مع مزيج من حمض ضعيف مع قاعدة قوية. في هذه الحالة سيتفاعل الحمض ببطء ، ويحمض الخليط حتى يصل إلى نقطة التعادل.

إذا تفاعل حمض ضعيف مع قاعدة ضعيفة ، فسوف يتفاعل كلاهما ببطء حتى يصبح محايدًا. هذا التفاعل هو الذي يعطي أقل قدر من الحرارة ، ولكن كونه بطيئًا ، يمكن أن يكون التسخين أكثر ثباتًا.

بمعرفة كمية الحمض أو القاعدة المراد تحييدها ، يمكننا حساب كمية المادة اللازمة للتحييد ، من كتلتها الجزيئية.

مثال على التحييد الكيميائي:

لدينا محلول حامض يحتوي على 10 جرام من حامض الكبريتيك. احسب الكمية اللازمة من هيدروكسيد البوتاسيوم لمعادلته وبيان النواتج الناتجة.

صيغة التفاعل هي:

ح₂جنوب غرب₄ + 2 كو -> ك₂جنوب غرب₄ + 2 ح₂أو
 ماء حامض هيدروكسيد سلفات
بوتاسيوم كبريتات البوتاسيوم

لذلك يتم تحييد مول واحد من حامض الكبريتيك باستخدام مولين من هيدروكسيد البوتاسيوم.

نحسب الكتلة الجزيئية لحمض الكبريتيك:

الكتلة الذرية لمكوناتها:

ع = 1 المجموع = 2
S = 32 المجموع = 32
O = 16 المجموع = 64

الكتلة الجزيئية لحمض الكبريتيك: 98 جم / مول.

الآن نحسب الكتلة الجزيئية لهيدروكسيد البوتاسيوم:

K = 39 المجموع = 39
ع = 1 المجموع = 1
O = 16 المجموع = 16

الكتلة الجزيئية لهيدروكسيد البوتاسيوم: 56 جم / مول

الآن ، وفقًا لصيغتنا ، علينا معادلة مول واحد من حامض الكبريتيك ، نحتاج إلى مولين هيدروكسيد البوتاسيوم ، لذلك نضرب وزن هيدروكسيد البوتاسيوم في 2 ، ما يعطينا 112 جرام / مول. لحساب كمية هيدروكسيد البوتاسيوم ، نحتاج إلى معادلة 10 جرامات من حمض الكبريتيك ، نطبق قاعدة 3:

10:98 = س: 112
112 X 10 = 1120/98 = 11.428 جرام من هيدروكسيد البوتاسيوم ضرورية لتحييد 10 جرام من حامض الكبريتيك.

يمكننا أيضًا حسابه بالقسمة ، لتأسيس العلاقة بين المواد:

98/10 = 9.8 وهي نسبة المواد المتفاعلة
112/9.8 = 11.428

وأما المواد الناتجة فيكون لدينا:

الكتلة الجزيئية لكبريتات البوتاسيوم:

K = 39 المجموع = 78
S = 32 المجموع = 32
س = 16. المجموع = 64

لذا فإن الكتلة الجزيئية لكبريتات البوتاسيوم هي 174 جم / مول.

ومن الماء

ع = 1 المجموع = 2
O = 16 المجموع = 16

الكتلة الجزيئية للماء: 18 جم / مول.

ثم يتم إنتاج جزيء واحد من كبريتات البوتاسيوم واثنين من الماء.

نقسمهم على نسبة المواد المتفاعلة ، ثم لدينا:

135 / 9.8 = 13.775 جرام من كبريتات البوتاسيوم
36 / 9.8 = 3.673 جرام ماء.

ويتم إطلاق الحرارة.