Химическата реакция по дефиниция образува нови химикали (наречени продукти) от първоначалните химикали (наречени реагенти). Трябва да има смисъл, че идентичността на образуваните продукти зависи от това с какви реагенти започваме. Добавянето на киселина към основа е пример за химическа реакция, така че трябва да очакваме да видим нови продукти. Въпреки че има модел на този тип реакция, в крайна сметка образуваните продукти зависят от това каква киселина и каква основа се използват.
Не е лесен отговор
На пръв поглед този въпрос има прост отговор. Повечето уводни книги по химия ще научат, че реакцията между киселина и основа се нарича неутрализация, а образуваните продукти са вода и сол. Например, ако смесите солна киселина (HCl) с натриев хидроксид (NaOH), получените продукти са вода (H20) и натриев хлорид (NaCl), който е добре известен като готварска сол.
HCl + NaOH -> H2O + NaCl
Проблемът е, че всъщност не е толкова просто. За да отговорим напълно на този въпрос, ще трябва да бъдем много по-конкретни.
Отправна точка
Нека започнем със смесване на силна киселина със силна основа. Добавянето на думата „силен“ означава, че тези киселини и основи напълно се дисоциират (или се разпадат), когато се поставят във вода. Използването на силна киселина в експеримент означава, че киселината вече е разтворена във вода (и това най-вероятно е вярно и за основата). Ако след това добавите киселината към основата, продуктите ще бъдат вода (в допълнение към вече наличната вода) и сол (което не е задължително „готварска сол“).
Например, смесете силната киселина HNO3 (азотна киселина) със силната основа KOH (калиев хидроксид).
HNO3 + KOH -> H2O + KNO3
В този пример KNO3 е солта, така че водата и солта се образуват, както се очаква. Тази реакция протича във вода, така че най-вероятно солта не е свързана заедно, а вместо това се отделя като йони във водата.
Пълното йонно уравнение
Всъщност химиците пишат това, което се нарича пълно йонно уравнение, за да покажат кои химикали са дисоциирани:
H + (aq) + NO3- (aq) + K + (aq) + OH- (aq) -> H2O (l) + K + (aq) + NO3- (aq)
Това дълго уравнение показва, че силната киселина и силната основа са дисоциирани във водата ("aq" означава воден) и се образува вода, оставяйки калиеви (K +) и нитратни (NO3-) йони все още в вода.
Нетното йонно уравнение
Това води до друг интересен въпрос: Как се образува солта? В този случай не е така. Йоните, които биха образували солта, са налице, но в настоящата форма те не са образували солта. И така, химиците пишат това, което се нарича уравнение на мрежата, за да покажат какво наистина се е случило:
H + (aq) + OH- (aq) -> H2O (l)
Това ни казва, че единствената истинска реакция е този пример е образуването на вода. Йоните K + и NO3- не са направили нищо, така че са оставени извън нетното йонно уравнение.
Усложняване на неутрализацията със стехиометрия
Ами ако искате да завършите само с продуктите - сол и вода - и искате да сте сигурни, че цялата киселина и основа са изчезнали? Това се превръща в стехиометричен проблем. Без добавяне на достатъчно основа, от реакцията ще остане киселина. Киселината не е продукт, но се смесва с продуктите. По същия начин добавянето на твърде малко киселина би довело до остатъчно количество основа, което отново ще се смеси с продуктите. Математически можете да изчислите колко киселина трябва да смесите с определено количество основа, за да постигнете пълна неутрализация.
Слаби киселини, слаби основи и газообразуване
Ами ако киселината или основата (или и двете) не са „силни“? Има много слаби киселини и основи, което означава, че те се дисоциират много малко, когато се смесват във вода. Просто казано, неутрализацията все още се извършва (образувайки вода и сол), но ако надхвърлим това просто твърдение, откриваме, че пълните йонни и нетни йонни уравнения са много различни от силна киселина / силна основа реакция.
Има още едно усложнение: Ами ако киселина се смеси с нещо като NaHCO3? Помислете за добре познатата реакция, която протича, когато смесвате сода за хляб (NaHCO3) с кисел оцет. Образува се газ. Неутрализацията се извършва, но продуктите вече не са само вода и сол.
Погледнете например солната киселина и содата за хляб:
HCl + NaHCO3 -> NaCl + H2O + CO2
Продуктите са не само сол (NaCl) и вода (H2O), но и газ (CO2).
Заключение
Няма просто решение на проблема какви продукти се получава при смесване на киселина с основа. Крайният резултат от смесването и киселината с основа зависи от това коя киселина и основа се използват и от това колко киселина и основа използвате. Силата или слабостта на киселината и основата също влияе върху продуктите на реакцията. По принцип тези реакции водят до образуването на сол плюс вода и понякога газ.