정의에 따라 화학 반응은 초기 화학 물질 (반응물이라고 함)에서 새로운 화학 물질 (제품이라고 함)을 형성합니다. 형성된 생성물의 정체성은 우리가 시작하는 반응물에 따라 달라진다는 것이 이해되어야합니다. 염기에 산을 첨가하는 것은 화학 반응의 한 예이므로 신제품을 기대해야합니다. 이러한 유형의 반응에는 패턴이 있지만 궁극적으로 생성되는 생성물은 어떤 산과 어떤 염기가 사용되는지에 따라 달라집니다.
쉬운 대답이 아님
언뜻보기에이 질문에는 간단한 대답이 있습니다. 대부분의 화학 입문 서적에서는 산과 염기 사이의 반응을 중화라고하며 생성 된 생성물은 물과 소금이라고 가르칩니다. 예를 들어 염산 (HCl)과 수산화 나트륨 (NaOH)을 혼합하면 생성되는 생성물은 물 (H20)과 염화나트륨 (NaCl)이며, 이는 식염으로 잘 알려져 있습니다.
HCl + NaOH-> H2O + NaCl
문제는 그렇게 간단하지 않다는 것입니다. 이 질문에 완전히 답하려면 훨씬 더 구체적이어야합니다.
출발점
강산과 강염기를 섞는 것부터 시작하겠습니다. "강하다"라는 단어를 추가하면 이러한 산과 염기가 물에 들어갈 때 완전히 해리 (또는 분리)된다는 의미입니다. 실험에서 강산을 사용한다는 것은 산이 이미 물에 용해되었음을 의미합니다 (이는 염기도 마찬가지입니다). 그런 다음 염기에 산을 추가하면 제품은 물 (이미있는 물에 추가)과 소금 (반드시 "식용 소금"이 아님)이됩니다.
예를 들어, 강산 HNO3 (질산)을 강염기 KOH (수산화 칼륨)와 혼합합니다.
HNO3 + KOH-> H2O + KNO3
이 예에서는 KNO3가 소금이므로 예상대로 물과 소금이 형성됩니다. 이 반응은 물에서 일어나기 때문에 대부분의 경우 소금이 서로 결합되지 않고 대신 물에서 이온으로 분리됩니다.
완전한 이오니아 방정식
실제로 화학자들은 완전한 이온 방정식을 작성하여 어떤 화학 물질이 분리되었는지 보여줍니다.
H + (수성) + NO3- (수성) + K + (수성) + OH- (수성)-> H2O (l) + K + (수성) + NO3- (수성)
이 긴 방정식은 강산과 강염기가 물 (“수성” 물이 형성되어 칼륨 (K +)과 질산염 (NO3-) 이온이 물.
순 이온 방정식
이것은 또 다른 흥미로운 질문으로 이어집니다. 소금은 어떻게 형성됩니까? 이 경우에는 그렇지 않습니다. 소금을 형성 할 이온이 있지만 현재 형태로는 소금을 형성하지 않았습니다. 그래서 화학자들은 실제로 일어난 일을 보여주기 위해 순 이온 방정식이라고하는 것을 작성합니다.
H + (수성) + OH- (수성)-> H2O (l)
이것은 유일한 진정한 반응은 물의 형성이라는 예입니다. 이온 K +와 NO3-는 아무것도하지 않았으므로 순수 이온 방정식에서 제외됩니다.
화학 양론을 통한 복잡한 중화
소금과 물만있는 제품으로 끝나고 모든 산과 염기가 제거되었는지 확인하고 싶다면 어떨까요? 이것은 화학 양 론적 문제가됩니다. 충분한 염기를 추가하지 않으면 반응에서 남은 산이 남게됩니다. 산은 제품이 아니지만 제품과 혼합되어 있습니다. 마찬가지로, 너무 적은 산을 첨가하면 염기의 양이 남게되어 제품과 다시 혼합됩니다. 수학적으로 완전한 중화를 달성하기 위해 일정량의 염기와 혼합해야하는 산의 양을 계산할 수 있습니다.
약산, 약염기 및 가스 형성
산이나 염기 (또는 둘 다)가 "강하지"않으면 어떻게됩니까? 약산과 염기가 많기 때문에 물에 섞여도 거의 해리되지 않습니다. 간단히 말해서 중화는 여전히 발생합니다 (물과 소금 형성). 성명서, 우리는 완전한 이온 및 순 이온 방정식이 강산 / 강염기와 매우 다르다는 것을 발견했습니다. 반응.
합병증이 하나 더 있습니다. 산이 NaHCO3와 같은 것과 혼합되면 어떨까요? 베이킹 소다 (NaHCO3)와 산성 식초를 섞을 때 일어나는 잘 알려진 반응을 고려하십시오. 가스가 형성됩니다. 중화가 일어나지 만 제품은 더 이상 물과 소금 만이 아닙니다.
예를 들어 염산과 베이킹 소다를 살펴보십시오.
HCl + NaHCO3-> NaCl + H2O + CO2
제품은 염 (NaCl)과 물 (H2O) 일뿐만 아니라 가스 (CO2)이기도합니다.
결론
산과 염기를 혼합 할 때 어떤 제품을 얻는 지에 대한 간단한 해결책은 없습니다. 산과 염기를 혼합 한 최종 결과는 사용되는 산과 염기, 사용하는 산과 염기의 양에 따라 다릅니다. 산과 염기의 강점 또는 약점도 반응 생성물에 영향을 미칩니다. 일반적으로 이러한 반응은 소금과 물, 때로는 가스의 형성으로 이어집니다.
