酸と塩基を混ぜるとどのような製品が得られますか？

定義上、化学反応は、最初の化学物質（反応物と呼ばれる）から新しい化学物質（生成物と呼ばれる）を形成します。 形成される生成物の正体は、私たちがどの反応物から始めるかに依存することは理にかなっているはずです。 塩基に酸を加えることは化学反応の一例であるため、新製品が登場することを期待する必要があります。 このタイプの反応にはパターンがありますが、最終的に形成される生成物は、使用される酸と塩基によって異なります。

一見すると、この質問には簡単な答えがあります。 ほとんどの入門化学の本は、酸と塩基の間の反応は中和と呼ばれ、形成される生成物は水と塩であると教えています。 たとえば、塩酸（HCl）と水酸化ナトリウム（NaOH）を混合すると、生成される生成物は水（H2O）と食卓塩としてよく知られている塩化ナトリウム（NaCl）です。

HCl + NaOH-> H2O + NaCl

問題は、それがそれほど単純ではないということです。 この質問に完全に答えるには、もっと具体的にする必要があります。

強酸と強塩基を混合することから始めましょう。 「強い」という言葉を追加することは、これらの酸と塩基が水に入れられると完全に解離する（または分解する）ことを意味します。 実験で強酸を使用するということは、酸がすでに水に溶解していることを意味します（これはおそらく塩基にも当てはまります）。 次に酸を塩基に加えると、生成物は水（すでにそこにある水に加えて）と塩（必ずしも「食卓塩」ではない）になります。

たとえば、強酸HNO3（硝酸）と強塩基KOH（水酸化カリウム）を混合します。

HNO3 + KOH-> H2O + KNO3

この例では、KNO3が塩であるため、予想どおりに水と塩が形成されます。 この反応は水中で起こるため、塩は結合していない可能性が高く、代わりに水中でイオンとして分離されます。

実際、化学者は、どの化学物質が解離しているかを示すために、いわゆる完全なイオン方程式を作成します。

H +（aq）+ NO3-（aq）+ K +（aq）+ OH-（aq）-> H2O（l）+ K +（aq）+ NO3-（aq）

この長い方程式は、強酸と強塩基が水中で解離していることを示しています（「aq」 は水性を表します）、そして水が形成され、カリウム（K +）と硝酸塩（NO3-）イオンがまだ残っています 水。

これは別の興味深い質問につながります：塩はどのように形成されますか？ この場合、そうではありません。 塩を形成するイオンはそこにありますが、現在の形では塩を形成していません。 したがって、化学者は、実際に何が起こったかを示すために、いわゆる正味イオン方程式を記述します。

H +（aq）+ OH-（aq）-> H2O（l）

これは、唯一の真の反応がこの例が水の形成であることを示しています。 イオンK +とNO3-は何もしていないため、正味イオン式から除外されています。

塩と水だけの製品になりたいと思っていて、酸と塩基がすべてなくなっていることを確認したい場合はどうでしょうか。 これは化学量論的な問題になります。 十分な塩基を加えないと、反応から酸が残ります。 酸は製品ではありませんが、製品に混ぜられています。 同様に、酸の添加量が少なすぎると、塩基の量が残り、生成物と混合されます。 数学的には、完全に中和するために特定の量の塩基と混合する必要がある酸の量を計算できます。

酸または塩基（あるいはその両方）が「強力」でない場合はどうなりますか？ 弱酸と弱塩基がたくさんあります。つまり、水に混ぜてもほとんど解離しません。 簡単に言えば、中和はまだ起こります（水と塩を形成します）が、それを超えると ステートメント、完全なイオン方程式と正味イオン方程式は強酸/強塩基とは非常に異なることがわかります 反応。

もう1つの問題があります。酸がNaHCO3のようなものと混合された場合はどうなりますか？ 重曹（NaHCO3）を酸性酢と混ぜたときに起こるよく知られた反応を考えてみてください。 ガスが発生します。 中和は起こりますが、製品はもはや水と塩だけではありません。

たとえば、塩酸と重曹を見てください。

HCl + NaHCO3-> NaCl + H2O + CO2

製品は、塩（NaCl）と水（H2O）だけでなく、ガス（CO2）でもあります。

酸と塩基を混合したときにどのような生成物が得られるかという問題に対する簡単な解決策はありません。 酸と塩基の混合と酸の最終結果は、使用する酸と塩基、および使用する酸と塩基の量によって異なります。 酸と塩基の強さまたは弱さも反応の生成物に影響を与えます。 一般に、これらの反応は、塩と水、そして時にはガスの形成につながります。