O reacție chimică prin definiție formează substanțe chimice noi (numite produse) din substanțele chimice inițiale (numite reactanți). Ar trebui să aibă sens că identitatea produselor formate depinde de ce reactanți începem. Adăugarea unui acid la o bază este un exemplu de reacție chimică, așa că ar trebui să ne așteptăm să vedem produse noi. Deși există un model la acest tip de reacție, în cele din urmă produsele formate depind de ce acid și ce bază sunt utilizate.
Nu este un răspuns ușor
La prima vedere, această întrebare are un răspuns simplu. Majoritatea cărților introductive de chimie vor învăța că reacția dintre un acid și o bază se numește neutralizare, iar produsele formate sunt apă și o sare. De exemplu, dacă amestecați acid clorhidric (HCI) cu hidroxid de sodiu (NaOH), produsele formate sunt apa (H20) și clorura de sodiu (NaCl), care este binecunoscută sub numele de sare de masă.
HCI + NaOH -> H2O + NaCI
Problema este că nu este chiar atât de simplu. Pentru a răspunde complet la această întrebare, va trebui să fim mult mai specifici.
Un punct de plecare
Să începem prin amestecarea unui acid puternic cu o bază puternică. Adăugarea cuvântului „puternic” înseamnă că acești acizi și baze se disociază complet (sau se despart) atunci când sunt introduse în apă. Folosirea unui acid puternic într-un experiment înseamnă că acidul este deja dizolvat în apă (și acest lucru este foarte probabil valabil și pentru bază). Dacă adăugați apoi acidul la bază, produsele vor fi apă (pe lângă apa deja acolo) și o sare (care nu este neapărat „sare de masă”).
De exemplu, amestecați acidul puternic HNO3 (acid azotic) cu baza puternică KOH (hidroxid de potasiu).
HNO3 + KOH -> H2O + KNO3
În acest exemplu, KNO3 este sarea, astfel încât apa și o sare se formează așa cum era de așteptat. Această reacție are loc în apă, deci cel mai probabil sarea nu este legată împreună, ci este separată ca ioni în apă.
Ecuația ionică completă
De fapt, chimiștii scriu ceea ce se numește o ecuație ionică completă pentru a arăta ce substanțe chimice sunt disociate:
H + (aq) + NO3- (aq) + K + (aq) + OH- (aq) -> H2O (l) + K + (aq) + NO3- (aq)
Această ecuație lungă arată că acidul puternic și baza puternică sunt disociate în apă („aq” ape) și se formează apă, lăsând ioni de potasiu (K +) și azotat (NO3-) încă în apă.
Ecuația ionică netă
Acest lucru duce la o altă întrebare interesantă: Cum se formează o sare? În acest caz, nu este. Ionii care ar forma sarea sunt acolo, dar în forma actuală nu au format sarea. Deci, chimiștii scriu ceea ce se numește ecuația ionică netă pentru a arăta ce s-a întâmplat cu adevărat:
H + (aq) + OH- (aq) -> H2O (l)
Acest lucru ne spune că singura reacție adevărată este că acest exemplu este formarea apei. Ionii K + și NO3- nu au făcut nimic, așa că sunt lăsați în afara ecuației ionice nete.
Complicarea neutralizării cu stoichiometrie
Ce se întâmplă dacă ai vrea să ajungi doar cu produsele - sare și apă - și ai vrea să fii sigur că tot acidul și baza au dispărut? Aceasta devine o problemă stoichiometrică. Fără a adăuga suficientă bază, va rămâne acid din reacție. Acidul nu este un produs, dar este amestecat cu produsele. La fel, adăugând prea puțin acid, ar rezulta o cantitate rămasă de bază, care din nou ar fi amestecată cu produsele. Din punct de vedere matematic, puteți calcula cât de mult acid ar trebui să amestecați cu o anumită cantitate de bază pentru a obține neutralizarea completă.
Acizi slabi, baze slabe și formare de gaze
Ce se întâmplă dacă acidul sau baza (sau ambele) nu sunt „puternice”? Există mulți acizi și baze slabe, ceea ce înseamnă că se disociază foarte puțin atunci când sunt amestecați în apă. Simplu spus, neutralizarea are loc în continuare (formând apă și o sare), dar dacă mergem dincolo de acest simplu afirmație, constatăm că ecuațiile ionice și ionice nete complete sunt foarte diferite de un acid puternic / o bază puternică reacţie.
Există încă o complicație: ce se întâmplă dacă un acid este amestecat cu ceva de genul NaHCO3? Luați în considerare reacția binecunoscută care are loc atunci când amestecați bicarbonat de sodiu (NaHCO3) cu oțet acid. Se formează un gaz. Neutralizarea are loc, dar produsele nu mai sunt doar apă și sare.
Uitați-vă la acid clorhidric și bicarbonat de sodiu, de exemplu:
HCI + NaHCO3 -> NaCl + H2O + CO2
Produsele sunt nu numai o sare (NaCl) și apă (H2O), ci și un gaz (CO2).
Concluzie
Nu există o soluție simplă la problema produselor pe care le obțineți atunci când amestecați un acid cu o bază. Rezultatul final al amestecării și acidului cu o bază depinde de acidul și baza folosite și de cantitatea de acid și bază pe care o utilizați. Puterea sau slăbiciunea acidului și a bazei afectează, de asemenea, produsele reacției. În general, aceste reacții duc la formarea unei sări plus apă și uneori un gaz.
