中 和 作用

中 和 作用
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中 和 作用

中和反应是化学反应中复分解反应的一种,是指酸和碱互相交换组分,生成盐和水的反应,在中和的過程中,酸裡的氫離子和碱中的氢氧根离子會結合成水。中和反应的过程会释放热量,属于放热反应,莫耳氫氧根和氫離子反應吸收55.90千焦耳熱量。

一般来说,反应如此进行:

酸 + 碱/ 鹽基 → 盐 + 水

例如,盐酸和氢氧化钠发生中和反应,產生氯化鈉和水:

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

因为在这个反应中HCl和NaOH离解为离子,所以离子方程式是:

H+(aq) + Cl−(aq) + Na+(aq) + OH−(aq) → Na+(aq) + Cl−(aq) + H2O(l)

因为钠离子和氯离子都只是“旁观离子”,不包括在反应中,净离子反应式成为:

H+(aq) + OH−(aq) → H2O(l) ; ΔrH = −57.3 kJ mol−1

最終pH值[编辑]

中和反應發生後最終產物的pH值不一定是7。如果一強酸與強鹼參與中和反應,除非濃度不一樣,否則其產物的pH則會是7左右,如強酸鹽酸和強鹼氫氧化鈉發生中和反應,產生氯化鈉和水。

  • 若一弱酸與強鹼/強鹽基反應,最終產物的pH則會大於7。例如:弱酸醋酸與強鹼氫氧化鈉之間的反應。
CH3COOH + NaOH → Na+ + H2O + CH3COO-

其中,鈉離子為旁觀離子;醋酸則是一種不會完全電離的弱酸,並會在水中釋出氫氧根離子。

CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-

因此,反應最終的產物是鹼性的。

  • 若一強酸與弱鹼/弱鹽基反應,最終產物的pH則會小於7。例如:強酸氫氯酸和弱鹽基CN-會反應並生成氯離子和氫氰酸。
CN- + HCl → Cl- + HCN

其中,氯離子為旁觀離子,生成的氫氰酸則為弱酸,會不完全電離並產生H3O+離子。

HCN + H2O CN- + H3O+

因此,反應最終的產物是酸性的。

  • 若一弱酸與弱鹼/弱鹽基反應,最終產物的pH則取決於參與反應的酸和鹼/鹽基的強弱度是如何了。

計算[编辑]

被用作中和反應的酸和鹼/鹽基是需要同等的摩爾,因此

a × [A] × Va = b × [B] × Vb

其中a是酸可電離得的氢原子数目;b則為常數,表示了鹼/鹽基可接收H3O+離子的數目。 [A]和[B]分別為酸和鹼/鹽基的濃度;Va 和 Vb則分別代表了酸和鹼/鹽基的容量。

應用[编辑]

  • 酸鹼中和滴定利用了中和反應,以測定未知溶液的濃度。
  • 在污水處理方面,中和反應則常常用來減低水中污染物對環境的傷害,例如加入不同的化學品以控制污水的酸鹼度。
  • 抗酸藥則用以中和造成胃部和下食道不適的過多胃酸(其中主要的成份為氫氯酸),服用碳酸氫鈉亦可解決這個問題。
  • 農夫常常加入熟石灰(氫氧化鈣)和石灰石(碳酸鈣)於泥土,以中和因呈酸性而難以讓植物生長的土壤。
  • 使用弱鹼氨(NH3),中和硫酸及硝酸後製得的硫酸銨和硝酸銨可用作製造肥料。
  • 人的皮膚被螞蟻叮過後會產生蟻酸,令皮膚痕癢,塗上適量的稀氨水或肥皂水(含有微鹼)可中和蟻酸,從而對皮膚痕癢起了緩和作用。

中 和 作用
  关于“中和”其他的意义,请见“中和”。

中 和 作用

中和反应是化学反应中复分解反应的一种,是指酸和碱互相交换组分,生成盐和水的反应,在中和的过程中,酸里的氢离子和碱中的氢氧根离子会结合成水。中和反应的过程会释放热量,属于放热反应,莫耳氢氧根和氢离子反应吸收55.90千焦耳热量。

一般来说,反应如此进行:

酸 + 碱/ 盐基 → 盐 + 水

例如,盐酸和氢氧化钠发生中和反应,产生氯化钠和水:

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

因为在这个反应中HCl和NaOH离解为离子,所以离子方程式是:

H+(aq) + Cl−(aq) + Na+(aq) + OH−(aq) → Na+(aq) + Cl−(aq) + H2O(l)

因为钠离子和氯离子都只是“旁观离子”,不包括在反应中,净离子反应式成为:

H+(aq) + OH−(aq) → H2O(l) ; ΔrH = −57.3 kJ mol−1

最终pH值[编辑]

中和反应发生后最终产物的pH值不一定是7。如果一强酸与强碱参与中和反应,除非浓度不一样,否则其产物的pH则会是7左右,如强酸盐酸和强碱氢氧化钠发生中和反应,产生氯化钠和水。

  • 若一弱酸与强碱/强盐基反应,最终产物的pH则会大于7。例如:弱酸醋酸与强碱氢氧化钠之间的反应。
CH3COOH + NaOH → Na+ + H2O + CH3COO-

其中,钠离子为旁观离子;醋酸则是一种不会完全电离的弱酸,并会在水中释出氢氧根离子。

CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-

因此,反应最终的产物是碱性的。

  • 若一强酸与弱碱/弱盐基反应,最终产物的pH则会小于7。例如:强酸氢氯酸和弱盐基CN-会反应并生成氯离子和氢氰酸。
CN- + HCl → Cl- + HCN

其中,氯离子为旁观离子,生成的氢氰酸则为弱酸,会不完全电离并产生H3O+离子。

HCN + H2O CN- + H3O+

因此,反应最终的产物是酸性的。

  • 若一弱酸与弱碱/弱盐基反应,最终产物的pH则取决于参与反应的酸和碱/盐基的强弱度是如何了。

计算[编辑]

被用作中和反应的酸和碱/盐基是需要同等的摩尔,因此

a × [A] × Va = b × [B] × Vb

其中a是酸可电离得的氢原子数目;b则为常数,表示了碱/盐基可接收H3O+离子的数目。 [A]和[B]分别为酸和碱/盐基的浓度;Va 和 Vb则分别代表了酸和碱/盐基的容量。

应用[编辑]

  • 酸碱中和滴定利用了中和反应,以测定未知溶液的浓度。
  • 在污水处理方面,中和反应则常常用来减低水中污染物对环境的伤害,例如加入不同的化学品以控制污水的酸碱度。
  • 抗酸药则用以中和造成胃部和下食道不适的过多胃酸(其中主要的成份为氢氯酸),服用碳酸氢钠亦可解决这个问题。
  • 农夫常常加入熟石灰(氢氧化钙)和石灰石(碳酸钙)于泥土,以中和因呈酸性而难以让植物生长的土壤。
  • 使用弱碱氨(NH3),中和硫酸及硝酸后制得的硫酸铵和硝酸铵可用作制造肥料。
  • 人的皮肤被蚂蚁叮过后会产生蚁酸,令皮肤痕痒,涂上适量的稀氨水或肥皂水(含有微碱)可中和蚁酸,从而对皮肤痕痒起了缓和作用。