Výpočty

Menu

Neutralizácia

Vystúpenie

Chemické vystúpenie pre Základné a Stredné školy
Viac info

Teória

Neutralizácia kyselín a zásad 

Neutralizácia je chemická reakcia medzi kyselinou a zásadou, pri ktorej vzniká soľ a voda. 

 

 Všeobecná rovnica neutralizácie

 

Kyselina (H–A)+Zaˊsada (M–OH)→Solˇ (M–A)+H2O\text{Kyselina (H–A)} + \text{Zásada (M–OH)} \rightarrow \text{Soľ (M–A)} + H_2O

kde:

  • H–A = kyselina (uvoľňuje H⁺)

  • M–OH = zásada (uvoľňuje OH⁻)

  • M–A = soľ (ión M⁺ + anión A⁻)

Výsledkom je voda, pretože:

H++OH−→H2OH^+ + OH^- \rightarrow H_2O

Neutralizácia je teda vlastne reakcia vodíkových iónov (H⁺) s hydroxidovými iónmi (OH⁻).

 

 Príklady neutralizačných reakcií

 

Silná kyselina + silná zásada:

HCl+NaOH→NaCl+H2OHCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O

Silná kyselina + slabá zásada:

HCl+NH3→NH4ClHCl + NH_3 \rightarrow NH_4Cl

Slabá kyselina + silná zásada:

CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2OCH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O

Slabá kyselina + slabá zásada:

Reakcia prebieha, ale často len čiastočne.

 

Ako počítať? 

Pri neutralizácii sa vždy spája 1 mol H⁺ s 1 mol OH⁻ a tým vzniká 1 mol H₂O.

 

Dvojsýtna kyselina H₂SO₄ (má 2x H)

H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2OH_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O

1 mol H₂SO₄ obsahuje 2 mol H⁺, preto reaguje s 2 molmi OH⁻.

 

Dvojsýtna zásada Ca(OH)₂ (má 2xOH)

2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O2HCl + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O

1 mol Ca(OH)₂ obsahuje 2 mol OH⁻ → neutralizuje 2 mol HCl.

 

Neutralizačné výpočty

Často používame vzťah:

n(H+)=n(OH−)n(H^+) = n(OH^-)

Pre roztoky:

c1V1z1=c2V2z2c_1 V_1 z_1 = c_2 V_2 z_2

kde

  • c1,V1c_1, V_1– koncentrácia a objem kyseliny

  • c2,V2c_2, V_2 – koncentrácia a objem zásady

  • z1,z2z_1, z_2 – počet H⁺ alebo OH⁻ na 1 molekulu

Príklad:

Pre H₂SO₄ je z=2z = 2, pre KOH je z=1z = 1.

 

Kedy je roztok po neutralizácii kyslý, zásaditý alebo neutrálny?

 

Závisí od:

  • sily kyseliny

  • sily zásady

  • pomeru látok (limitujúci reaktant)

Neutralita nastane, keď:

  • všetky H⁺ sa zreagujú so všetkými OH⁻

  • silná kyselina + silná zásada v správnom pomere → pH = 7

Kyslá reakcia nastane, keď:

  • kyselina je v prebytku, alebo

  • kyselina je silnejšia než zásada

Zásaditá reakcia nastane, keď:

  • zásada je v prebytku, alebo

  • zásada je silnejšia než kyselina

Precvičenie

Príklad

Akým objemom roztoku NaOH o koncentrácii 0,50 mol·dm⁻³ zneutralizujeme 20,0 ml roztoku HCl o koncentrácii 1,0 mol·dm⁻³?

Rovnica:

HCl+NaOH→NaCl+H2OHCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O

 

  1. Stechiometria:
    HCl:NaOH=1:1HCl : NaOH = 1 : 1→ z1=z2=1z_1 = z_2 = 1

  2. Použijeme vzťah:

c1V1z1=c2V2z2c_1 V_1 z_1 = c_2 V_2 z_2 1,0⋅20,0⋅1=0,50⋅V2⋅11{,}0 \cdot 20{,}0 \cdot 1 = 0{,}50 \cdot V_2 \cdot 1

  1. Výpočet:

20,0=0,50⋅V2⇒V2=20,00,50=40,0 ml20{,}0 = 0{,}50 \cdot V_2 \Rightarrow V_2 = \frac{20{,}0}{0{,}50} = 40{,}0\ \text{ml}


Na neutralizáciu je potrebných 40,0 ml roztoku NaOH.

Príklad

Koľko gramov NaCl vznikne pri úplnej neutralizácii 100 ml HCl o koncentrácii 0,20 mol·dm⁻³ roztokom NaOH?

 

 

HCl+NaOH→NaCl+H2OHCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O

 

  1. Látkové množstvo HCl:

c=0,20 mol/dm−3,V=100 ml=0,100 dm3c = 0{,}20\ \text{mol·dm}^{-3},\quad V = 100\ \text{ml} = 0{,}100\ \text{dm}^3
n(HCl)=c⋅V=0,20⋅0,100=0,020 moln(HCl) = c \cdot V = 0{,}20 \cdot 0{,}100 = 0{,}020\ \text{mol}

  1. Stechiometria:
    HCl:NaCl=1:1HCl : NaCl = 1 : 1

    n(NaCl)=0,020 moln(NaCl) = 0{,}020\ \text{mol}

  2. Molárna hmotnosť NaCl:

M(NaCl)=23+35,5=58,5 g\cdotpmol−1M(NaCl) = 23 + 35{,}5 = 58{,}5\ \text{g·mol}^{-1}

  1. Hmotnosť NaCl:

m=n⋅M=0,020⋅58,5=1,17 gm = n \cdot M = 0{,}020 \cdot 58{,}5 = 1{,}17\ \text{g}

Vznikne 1,17 g NaCl.

Príklad

Koľko mililitrov roztoku KOH o koncentrácii 0,50 mol·dm⁻³ je potrebných na úplnú neutralizáciu 25,0 ml roztoku H₂SO₄ o koncentrácii 0,25 mol·dm⁻³?

 

 

H2SO4+2KOH→K2SO4+2H2OH_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O

 

  1. H₂SO₄ má 2 H⁺, KOH má 1 OH⁻.
    Môžeme použiť priamo koeficienty, alebo zz:

    • pre H₂SO₄: z1=2z_1 = 2

    • pre KOH: z2=1z_2 = 1

  2. Vzťah:

c1V1z1=c2V2z2c_1 V_1 z_1 = c_2 V_2 z_2

Dosadíme (môžeme pracovať v ml, lebo na oboch stranách sú rovnaké jednotky):

0,25⋅25,0⋅2=0,50⋅V2⋅10{,}25 \cdot 25{,}0 \cdot 2 = 0{,}50 \cdot V_2 \cdot 1

  1. Výpočet ľavej strany:

0,25⋅25,0=6,250{,}25 \cdot 25{,}0 = 6{,}25
6,25⋅2=12,56{,}25 \cdot 2 = 12{,}5
12,5=0,50⋅V2⇒V2=12,50,50=25,0 ml12{,}5 = 0{,}50 \cdot V_2 \Rightarrow V_2 = \frac{12{,}5}{0{,}50} = 25{,}0\ \text{ml}


Na neutralizáciu je potrebných 25,0 ml roztoku KOH.

Príklad

Žalúdočná kyselina obsahuje HCl. Na jej neutralizáciu použijeme hydroxid horečnatý Mg(OH)₂.
Koľko gramov Mg(OH)₂ je potrebných na úplnú neutralizáciu 0,10 mol HCl?

 

Mg(OH)2+2HCl→MgCl2+2H2O

  1. Stechiometria:

Mg(OH)2:HCl=1:2Mg(OH)_2 : HCl = 1 : 2

  1. Z množstva HCl vypočítame potrebné moly Mg(OH)₂:

n(Mg(OH)2)=n(HCl)2=0,102=0,050 moln(Mg(OH)_2) = \frac{n(HCl)}{2} = \frac{0{,}10}{2} = 0{,}050\ \text{mol}

  1. Molárna hmotnosť Mg(OH)₂:

  • Mg = 24

  • O = 16 (×2 = 32)

  • H = 1 (×2 = 2)

M(Mg(OH)2)=24+32+2=58 g.mol−1M(Mg(OH)_2) = 24 + 32 + 2 = 58\ \text{g·mol}^{-1}

  1. Hmotnosť:

m=n⋅M=0,050⋅58=2,9 gm = n \cdot M = 0{,}050 \cdot 58 = 2{,}9\ \text{g}


Na neutralizáciu 0,10 mol HCl je potrebných 2,9 g Mg(OH)₂.