Способы получения реакции нейтрализации

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

Содержание:

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

H + +Cl — +K + +OH — =K + +Cl — +H₂O

Реакцию нейтрализации можно записать сокращенным ионным уравнением:

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

Полное ионное уравнение

H + +Br — +K + +OH — → K + + Br — + H₂O

Сокращенное ионное уравнение

Обратимые реакции наблюдаются при взаимодействии сильного основания и слабой кислоты.

Полное ионное уравнение

2Н + +SO₃ 2- +2Li + +2OH — ↔2Li + +SO₃ 2- +2H 2 O

Сокращенное ионное уравнение

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

Полное ионное уравнение

Сокращенное ионное уравнение

Не характерно для данной реакции.

Задачи на реакции нейтрализации

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:

Решение:

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.

Источник

Способы получения реакции нейтрализации

61. Реакции нейтрализации. Механизм, компоненты, способы постановки, применение. Реакция нейтрализации токсина антитоксином.

Антитела иммунной сыворотки способны нейтрализовать повреждающее действие мик­робов или их токсинов на чувствительные клетки и ткани, что связано с блокадой микро­бных антигенов антителами, т. е. их нейтрали­зацией. Реакцию нейтрализации (РН) проводят путем введения смеси антиген—антитело жи­вотным или в чувствительные тест-объекты (культуру клеток, эмбрионы). При отсутствии у животных и тест-объектов повреждающего действия микроорганизмов или их антигенов, токсинов говорят о нейтрализующем дейс­твии иммунной сыворотки и, следовательно, о специфичности взаимодействия комплекса антиген—антитело

Реакция нейтрализации основана на способности специфических вируснейтрализующих антител блокировать инфекционные, гемагглютинирующие, гемадсорбирующие, цитопатические, бляшкообразующие и др. свойства вирусов.

Она применяется в двух направлениях:
1) для идентификации вирусов;
2) для серодиагностики вирусных инфекций, т.е. для определения нарастания титра вируснейтрализующих антител в «парных» сыворотках.
Компоненты:
1. Исследуемый вирус (при идентификации выделенною вируса) или исследуемая сыворотка (при серодиагностике инфекции).
2. Диагностическая (группе-, видо-, типоспецифическая) сыворотка (при идентификации вируса) или известный вирус — диагностикум (при серодиагностике).
3. Индикаторный объект: животные, куриные эмбрионы, культуры тканей или эритроциты.

Реакции нейтрализации т У!УО ставят в культурах клеток, куриных эмбрионах и на лабораторных животных.

Принцип . Смесью вирус (исследуемый или известный) + сыворотка (диагностическая или исследуемая), выдержанной в течение определенного времени, заражают культуру клеток, куриный эмбрион или лабораторное животное. При (+> реакции, т.е. при нейтрализации вируса антителами индикаторные объекты продолжают нормально существовать, а в контроле — гибель или характерные изменения.

Реакция нейтрализации — реакция торможения гемагглютинации (РТГА).

РТГА применяется:
-для серотипирования вирусов;
-для серодиагностики инфекций.
Выделяют два способа постановки:
— капельный способ на стекле (ориентировочная реакция), применяется для серо копирования вирусов;
— развернутый в пробирках.

Механизм . У некоторых вирусов (например, гриппа) есть гемагглютинин, вызывающий агглютинацию эритроцитов различных животных, в зависимости от вида вируса. При наличии в сыворотке антител — антигемагглютининов наблюдаются инги-бирования активности вирусов.
РТГА.
Цель: серотипирование вируса гриппа А

Компоненты:
1. Исследуемый материал — аллантоисная жидкость куриного эмбриона,
2. Диагностические противогриппозные типоспецифиче-ские сыворотки,
3. 5 % взвесь куриных эритроцитов.
4. Физиологический раствор.

Реакция ставится на стекле капельным способом. На стекло наносят по 1 капле диагностических сывороток и исследуемого материала, перемешивают, затем добавляют 1 каплю взвеси эритроцитов. При положительной реакции наблюдается гомогенное покраснение, а при отрицательной выпадение хлопьев красного

Реакция нейтрализации токсин а взаимодействие токсина со специфическим антитоксином, приводящее к образованию комплекса, не обладающего токсичностью.

еакция нейтрализации на животных применяется:
— для определения специфической активности анатоксинов (дифтерийный, столбнячный и др.) по стандартной антитоксической сыворотке и по опытной дозе токсина. Активность анатоксинов выражается в единицах связывания (ЕС), ЕС -количество анатоксина, которое целиком связывается с ШЕ/мл антитоксической сыворотки;
— для идентификации бактерий (возбудители газовой анаэробной инфекции, столбняка, ботулизма и др.) по стандартной антитоксической сыворотке;
— для титрования антитоксических сывороток (противодифтерийная, противостолбнячная и др.) по стандартному токсину. Титрование — это определение количества антитоксинов в 1 мл сыворотки. Специфическая активность сывороток выражается в международных антитоксических единицах (МЕ). 1МЕ —минимальное количество сыворотки, которое способно нейтрализовать определенную дозу токсина, выражающуюся в стандартных единицах: смертельных, некротических или реактивных дозах, в зависимости от вида токсина и способа титрования.

Титрование антитоксических сывороток может производиться следующими методами:

Метод Эрлиха. Титрование антитоксических сывороток по известной смертельной (опытной) дозе токсина.

Проводится в 2 этапа:
1) определение опытной дозы токсина. Смертельная доза — это количество токсина, которое в смеси с 1МЕ стандартной сыворотки вызывает гибель 50 % взятых в опыт животных;
2) к различным разведениям испытуемой сыворотки добавляют опытную дозу токсина, инкубируют 45 минут и вводят животным. По результатам производят расчет
титра сыворотки.

Метод Ремера. Титрование антитоксических сывороток по известной некротической дозе токсина. Проводится в 2 этапа:
1) определение опытной некротической дозы токсина путём внутрикожного введения морской свинке различного количества токсина со стандартной сывороткой. Некротическая доза токсина — это его минимальное количество, которое в смеси с 1/50МЕ стандартной сыворотки вызывает на месте внутрикожного введения некроз на 4-5-и день;
2) к различным разведениям испытуемой сыворотки добавляют опытную дозу токсина и вводят внутрикожно морской свинке.

По результатам производят расчёт титра сыворотки. Так титруется противодифтерийная сыворотка.

Источник

Реакция нейтрализации

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 495.

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 495.

Взаимодействие кислоты и основания с образованием соли и воды называется реакцией нейтрализации. Обычно подобные реакции протекают с выделением тепла.

Общее описание

Суть нейтрализации состоит в том, что кислота и основание, обмениваясь активными частями, нейтрализуют друг друга. В результате образуется новое вещество (соль) и нейтральная среда (вода).

Простым и наглядным примером реакции нейтрализации является взаимодействие соляной кислоты и гидроксида натрия:

Если опустить лакмусовую бумажку в раствор соляной кислоты и гидроксида натрия, то она окрасится в фиолетовый цвет, т.е. покажет нейтральную реакцию (красный – кислая среда, синий – щелочная среда).

После нагревания получившегося раствора вода испарится, а в пробирке останется поваренная соль – NaCl.

Рис. 1. Образование соли после выпаривания.

В подобных реакциях вода – обязательный продукт.

Примеры

Реакция нейтрализации может происходить между сильными и слабыми кислотами и щелочами. Рассмотрим два типа реакций:

• необратимые реакции – образованная соль не распадается на составляющие вещества – кислоту и щёлочь (протекают в одну сторону);
• обратимые реакции – образованные соединения способны распадаться на изначальные вещества и вновь взаимодействовать (протекают в обе стороны).

Примером первого вида реакций является взаимодействие сильной кислоты с сильным основанием:

• H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O;
• HNO₃ + KOH → KNO₃ + H₂O.

Обратимые реакции протекают при нейтрализации слабой кислоты сильным основанием, а также слабого основания слабой кислотой:

• H₂SO₃ + 2NaOH ↔ Na₂SO₃ + 2H₂O;
• Fe(OH)₃ + H₃PO₄ ↔ FePO₄ + 3H₂O.

Слабые нерастворимые или слаборастворимые основания (Fe(OH)₃, Fe(OH)₂, Mg(OH)₂, Zn(OH)₂) также нейтрализуются сильной кислотой. Например, гидроокись меди не растворяется в воде, но при взаимодействии с азотной кислотой образует соль (нитрат меди) и воду:

Реакции нейтрализации экзотермичные, они протекают с выделением тепла.

Использование

Реакции нейтрализации – основа титриметрического анализа или титрования. Это метод количественного анализа концентрации веществ. Метод используется в медицине, например, для определения кислотности желудочного сока, а также в фармакологии.

Рис. 3. Титрование.

Кроме того, важно практическое применение нейтрализации в лаборатории: при проливе кислоты её можно нейтрализовать щёлочью.

Что мы узнали?

Реакция, при которой кислота и основание образуют соль и воду, называется нейтрализацией. Эта реакция возможна между любыми кислотами и основаниями: сильной кислотой и сильной щёлочью, слабой кислотой и слабым основанием, сильным основанием и слабой кислотой, слабым основанием и сильной кислотой. Реакция протекает с выделением тепла. Нейтрализация применяется в медицине и фармакологии.

Источник

Урок 17. Реакция нейтрализации

В уроке 17 «Реакция нейтрализации» из курса «Химия для чайников» рассмотрим процесс нейтрализации, а также понятия химический эквивалент вещества и грамм-эквивалент; кроме того научимся вычислять нормальную концентрацию раствора. С реакцией нейтрализации тесно связаны понятия «кислота» и «основание», поэтому настоятельно рекомендую подробно изучить урок 16 «Кислоты и основания»

Нейтрализация

Важным свойством кислот и оснований является их способность образовывать в растворе ионы H+ и OH-, которые могут атаковать другие имеющиеся там молекулы и вызывать химические превращения, с трудом или медленно протекающие в их отсутствии. Когда кислоты и основания реагируют друг с другом, ионы H + и OH — соединяются, образуя молекулы воды. Этот процесс называется нейтрализацией:

Химический эквивалент

С реакцией нейтрализации тесно связано процедура кислотно-основного титрования. Грубо говоря, титрование — это способ определения имеющегося количества кислоты или основания в растворе, путем измерения количества основания или кислоты с заданной концентрацией необходимого для полной нейтрализации имеющегося реагента. При титровании пользуются понятием химический эквивалент.

Химический эквивалент кислоты — количество кислоты, которое при нейтрализации основания высвобождает 1 моль ионов H + .

Химический эквивалент основания — количество основания, которое при нейтрализации основания высвобождает 1 моль ионов OH — .

Полная нейтрализация происходит в том случае, если в реакцию вступают одинаковые количества химических эквивалентов кислоты и основания.

Грамм-эквивалент — это масса кислоты (или основания) в граммах, которая образует 1 моль ионов H + (или OH — )

Для кислот, способных высвобождать 1 ион H + на молекулу, как, например, HCl или HNO₃, химический эквивалент представляет собой то же самое количество вещества, что и моль, а 1 грамм-эквивалент — то же самое, что и молекулярная масса. Однако поскольку H₂SO₄ способна высвобождать два иона H + на молекулу, 1 молю H₂SO₄ соответствуют два эквивалента, и поэтому в реакциях кислотно-основной нейтрализации грамм-эквивалент серной кислоты равен половине ее молекулярной массы. Грамм-эквивалент фосфорной кислоты H₃PO₄, т.е. такая ее масса в граммах, которая образует 1 моль ионов H + , равен 1/3 молекулярной массы этой кислоты. Точно так же для NaOH, KOH и NH₃, молекулярные массы совпадают с грамм-эквивалентами этих веществ, но грамм-эквивалент Ca(OH)₂ равен половине его молекулярной массы.

В удобстве использования понятий химического эквивалента и грамм-эквивалента можно убедиться при рассмотрении нейтрализации фосфорной кислоты гидроксидом магния:

Рассмотрим решение конкретной задачи по химическим эквивалентам и грамм-эквивалентам:

Пример 1. Используя метод эквивалентов, найдите число граммов HNO₃ необходимо для нейтрализации 100,0 г Ba(OH)₂.

Первым делом выпишем молекулярные массы и грамм-эквиваленты для HNO 3 и Ba(OH) 2 :

Реагент	Молекулярная масса, г/моль	Грамм-эквивалент, г/экв
Азотная кислота, HNO3	63,01	63,01 / 1 = 63,01
Гидроксид бария, Ba(OH)2	171,34	171,34 / 2 = 85,67

Отлично! Теперь найдем сколько химических эквивалентов гидроксида бария содержится в 100,0 г:

В начале урока мы говорили, что полная нейтрализация получается, когда в реакцию вступают одинаковые количества химических эквивалентов кислоты и основания. Поэтому для нейтрализации 1,167 экв Ba(OH)₂ потребуется 1,167 экв HNO₃:

Ответ получен! Кстати, данную задачу можно решить по другому, используя полное уравнение реакции :

Число моль Ba(OH)₂, вступающего в реакцию, равно:

• 100,0 г / 171,3 г/моль = 0,5838 моля Ba(OH)₂

Из полного уравнения реакции следует, что в ней должно принять участие вдвое большее молярное количество азотной кислоты, чем гидроксида бария:

А в граммах это составит:

• 1,167 моля × 63,01 г/моль = 73,53 г HNO₃

Ответы совпадают, т.е оба метода решения верны, однако метод эквивалентов позволяет обойтись без использования полного уравнения реакции.

Нормальная концентрация

Нормальная концентрация, или нормальность раствора (н.) показывает, сколько эквивалентов вещества содержится в 1 л его раствора. Например, по аналогии с молярной концентрацией, 1,00 М раствор H₃PO₄ имеет нормальность 3,00 н, а 0,010 М раствор Mg(OH)₂ имеет нормальность 0,020 н.

Пример 2. Определите молярность и нормальность 500 мл раствора, полученного при растворении в воде 4,00 г NaOH.

По таблице Менделеева находим молекулярную массу гидроксида натрия, она равна 40,0 г/моль. В нашем распоряжении ровно 4,00 г NaOH, и в них содержится:

• 4,00 г / 40,0 г/моль = 0,100 моля NaOH

Нам уже известно, что молярная концентрация представляет собой отношение числа моль растворенного вещества на общий объем раствора, следовательно молярность раствора гидроксида натрия равна:

• 0,100 моля NaOH / 0,500 л раствора = 0,200 моль/л, или 0,2 М NaOH

В данном случае молярность раствора совпадает с его нормальностью, поскольку каждый моль гидроксида натрия дает 1 эквивалент OH — ионов. Следовательно нормальность полученного раствора равна также 0,200 н.

Пример 3. В 750 мл раствора содержится 10,0 г серной кислоты H₂SO₄. Определите молярность и нормальность данного раствора.

• 10,0 г / 98,1 г/моль = 0,102 моля серной кислоты
• 0,102 моля / 0,750 л = 0,136 М раствор серной кислоты

Поскольку каждый моль серной кислоты высвобождает 2 эквивалента ионов H + , полученный раствор серной кислоты имеет нормальность, равную 2·0,136=0,272 н., т.е. представляет собой 0,272 н. раствора H₂SO₄.

Надеюсь урок 17 «Реакция нейтрализации» был познавательным и понятным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник