En kemisk reaktion danner pr. Definition nye kemikalier (kaldet produkterne) fra de indledende kemikalier (kaldet reaktanterne). Det skal være fornuftigt, at identiteten af de dannede produkter afhænger af, hvilke reaktanter vi starter med. Tilføjelse af en syre til en base er et eksempel på en kemisk reaktion, så vi bør forvente at se nye produkter. Selv om der er et mønster for denne type reaktion, afhænger de dannede produkter i sidste ende af, hvilken syre og hvilken base der anvendes.
Ikke et let svar
Ved første øjekast har dette spørgsmål et simpelt svar. De fleste indledende kemibøger vil lære, at reaktionen mellem en syre og en base kaldes neutralisering, og de dannede produkter er vand og et salt. For eksempel, hvis du blander saltsyre (HCI) med natriumhydroxid (NaOH), er de dannede produkter vand (H20) og natriumchlorid (NaCl), hvilket er kendt som bordsalt.
HCI + NaOH -> H2O + NaCl
Problemet er, at det ikke rigtig er så simpelt. For at svare fuldstændigt på dette spørgsmål bliver vi nødt til at være meget mere specifikke.
Et udgangspunkt
Lad os starte med at blande en stærk syre med en stærk base. Tilføjelse af ordet "stærk" betyder, at disse syrer og baser adskiller sig fuldstændigt (eller går i stykker), når de sættes i vand. Brug af en stærk syre i et eksperiment betyder, at syren allerede er opløst i vand (og dette gælder sandsynligvis også for basen). Hvis du derefter tilsætter syren til basen, vil produkterne være vand (ud over vandet der allerede er der) og et salt (som ikke nødvendigvis er "bordsalt").
Bland for eksempel den stærke syre HNO3 (salpetersyre) med den stærke base KOH (kaliumhydroxid).
HNO3 + KOH -> H2O + KNO3
I dette eksempel er KNO3 saltet, så der dannes vand og et salt som forventet. Denne reaktion finder sted i vand, så saltet er sandsynligvis ikke bundet sammen, men adskilles i stedet som ioner i vandet.
Den komplette ioniske ligning
Faktisk skriver kemikere, hvad der kaldes en komplet ionligning for at vise, hvilke kemikalier der er adskilt:
H + (aq) + NO3- (aq) + K + (aq) + OH- (aq) -> H2O (l) + K + (aq) + NO3- (aq)
Denne lange ligning viser, at den stærke syre og den stærke base dissocieres i vandet ("aq" står for vandig), og der dannes vand, hvilket efterlader kalium- (K +) - og nitrat- (NO3-) ioner stadig i vand.
Den netto ioniske ligning
Dette fører til et andet interessant spørgsmål: Hvordan dannes et salt? I dette tilfælde er det ikke tilfældet. De ioner, der ville danne saltet, er der, men i den nuværende form har de ikke dannet saltet. Så kemikere skriver det, der kaldes nettoionligningen for at vise, hvad der virkelig skete:
H + (aq) + OH- (aq) -> H2O (l)
Dette fortæller os, at den eneste sande reaktion er dette eksempel er dannelsen af vand. Ionerne K + og NO3- har ikke gjort noget, så de er udeladt af nettoionligningen.
Kompliceret neutralisering med støkiometri
Hvad hvis du kun ville ende med produkterne - salt og vand - og ville være sikker på, at al syren og basen var væk? Dette bliver et støkiometrisk problem. Uden tilsætning af nok base vil der være syre tilbage fra reaktionen. Syren er ikke et produkt, men blandes med produkterne. Tilsætning af for lidt syre ville ligeledes resultere i en restmængde base, som igen ville blive blandet med produkterne. Matematisk kan du beregne, hvor meget syre du skal blande med en bestemt mængde base for at opnå fuldstændig neutralisering.
Svage syrer, svage baser og gasdannelse
Hvad hvis syren eller basen (eller begge dele) ikke er "stærk"? Der er mange svage syrer og baser, hvilket betyder, at de adskiller sig meget lidt, når de blandes i vand. Kort sagt, neutralisering finder stadig sted (dannelse af vand og et salt), men hvis vi går ud over det enkle udsagn, finder vi, at de komplette ioniske og netto ionlige ligninger er meget forskellige fra en stærk syre / stærk base reaktion.
Der er endnu en komplikation: Hvad hvis en syre blandes med noget som NaHCO3? Overvej den velkendte reaktion, der finder sted, når du blander bagepulver (NaHCO3) med sur eddike. Der dannes en gas. Neutralisering finder sted, men produkterne er ikke længere kun vand og salt.
Se på saltsyre og bagepulver, for eksempel:
HCl + NaHCO3 -> NaCl + H2O + CO2
Produkterne er ikke kun et salt (NaCl) og vand (H2O), men også en gas (CO2).
Konklusion
Der er ingen enkel løsning på problemet med, hvilke produkter man får, når man blander en syre med en base. Slutresultatet af blanding og syre med en base afhænger af, hvilken syre og base der anvendes, og af hvor meget syre og base du bruger. Styrken eller svagheden af syren og basen påvirker også reaktionens produkter. Generelt fører disse reaktioner til dannelsen af et salt plus vand og undertiden en gas.