Preskočiť na obsah
Nové na portáli: 45 demonštračných experimentov s videom a návodom.Pozrieť →
Späť

Vzdelávanie · Učivo

Chemické výpočty

lekcia 7

Neutralizácia kyselín a zásad

teória

Čo je neutralizácia?

Neutralizácia je chemická reakcia medzi kyselinou a zásadou, pri ktorej vzniká soľ a voda. Všeobecne:

kyselina (H–A)+zaˊsada (M–OH)→solˇ (M–A)+H2O\text{kyselina (H–A)} + \text{zásada (M–OH)} \rightarrow \text{soľ (M–A)} + \text{H}_2\text{O}
  • H–A = kyselina (uvoľňuje H⁺)
  • M–OH = zásada (uvoľňuje OH⁻)
  • M–A = soľ (katión M⁺ a anión A⁻)

Výsledkom je voda, pretože:

H++OH−→H2O\text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O}

Neutralizácia je teda vlastne reakcia vodíkových iónov (H⁺) s hydroxidovými iónmi (OH⁻). Ako sa kyseliny a hydroxidy pomenúvajú, nájdeš v lekciách Kyslíkaté kyseliny a Hydroxidy.

vyskúšaj si

Príklady neutralizačných reakcií

Silná kyselina + silná zásada:

HCl+NaOH→NaCl+H2O\text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}

Silná kyselina + slabá zásada:

HCl+NH3→NH4Cl\text{HCl} + \text{NH}_3 \rightarrow \text{NH}_4\text{Cl}

Slabá kyselina + silná zásada:

CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O\text{CH}_3\text{COOH} + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COONa} + \text{H}_2\text{O}

Slabá kyselina + slabá zásada: reakcia prebieha, ale často len čiastočne.

teória

Ako počítať?

Pri neutralizácii sa vždy spája 1 mol H⁺ s 1 mol OH⁻ a vzniká 1 mol H2O. Pozor preto na kyseliny a zásady, ktoré majú viac H⁺ alebo OH⁻:

Dvojsýtna kyselina H2SO4 – 1 mol obsahuje 2 mol H⁺, preto reaguje s 2 mólmi OH⁻:

H2SO4+2 NaOH→Na2SO4+2 H2O\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{H}_2\text{O}

Dvojsýtna zásada Ca(OH)2 – 1 mol obsahuje 2 mol OH⁻, preto neutralizuje 2 mol HCl:

2 HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2 H2O2\,\text{HCl} + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCl}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}

Pri výpočtoch platí n(H+)=n(OH−)n(\text{H}^+) = n(\text{OH}^-). Pre roztoky to môžeme zapísať pomocou molárnej koncentrácie:

c1V1z1=c2V2z2c_1 V_1 z_1 = c_2 V_2 z_2
  • c1,V1c_1, V_1 – koncentrácia a objem kyseliny
  • c2,V2c_2, V_2 – koncentrácia a objem zásady
  • z1,z2z_1, z_2 – počet H⁺ alebo OH⁻ v jednom vzorci (pre H2SO4 je z=2z = 2, pre KOH je z=1z = 1)

teória

Kyslý, zásaditý alebo neutrálny?

Výsledok neutralizácie závisí od sily kyseliny, sily zásady a pomeru látok (teda od toho, ktorá je limitný reaktant).

  • Neutrálny roztok vznikne, keď všetky H⁺ zreagujú so všetkými OH⁻ – pri silnej kyseline a silnej zásade v správnom pomere má pH = 7.
  • Kyslý roztok vznikne, keď je kyselina v prebytku alebo je silnejšia než zásada.
  • Zásaditý roztok vznikne, keď je zásada v prebytku alebo je silnejšia než kyselina.

Ako rýchlo sa dá kyslosť roztoku zmeniť, uvidíš aj pri pokuse Le Chatelierov posun chemickej rovnováhy.

vyskúšaj si

Precvičenie

Príklad 1

Akým objemom roztoku NaOH s koncentráciou 0,50 mol·dm⁻³ zneutralizujeme 20,0 ml roztoku HCl s koncentráciou 1,0 mol·dm⁻³?

Riešenie

Rovnica: HCl+NaOH→NaCl+H2O\text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}, pomer 1:11 : 1, teda z1=z2=1z_1 = z_2 = 1.

c1V1z1=c2V2z2⇒1,0⋅20,0⋅1=0,50⋅V2⋅1c_1 V_1 z_1 = c_2 V_2 z_2 \quad \Rightarrow \quad 1{,}0 \cdot 20{,}0 \cdot 1 = 0{,}50 \cdot V_2 \cdot 1 V2=20,00,50=40,0 mlV_2 = \frac{20{,}0}{0{,}50} = 40{,}0\ \text{ml}

Na neutralizáciu je potrebných 40,0 ml roztoku NaOH.

Príklad 2

Koľko gramov NaCl vznikne pri úplnej neutralizácii 100 ml HCl s koncentráciou 0,20 mol·dm⁻³ roztokom NaOH?

Riešenie

Rovnica: HCl+NaOH→NaCl+H2O\text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}

  1. Látkové množstvo HCl (V=100 ml=0,100 dm3V = 100\ \text{ml} = 0{,}100\ \text{dm}^3):
n(HCl)=c⋅V=0,20⋅0,100=0,020 moln(\text{HCl}) = c \cdot V = 0{,}20 \cdot 0{,}100 = 0{,}020\ \text{mol}

  1. Pomer HCl:NaCl=1:1\text{HCl} : \text{NaCl} = 1 : 1, teda n(NaCl)=0,020 moln(\text{NaCl}) = 0{,}020\ \text{mol}

  2. M(NaCl)=23+35,5=58,5 g⋅mol−1M(\text{NaCl}) = 23 + 35{,}5 = 58{,}5\ \text{g} \cdot \text{mol}^{-1}

  3. Hmotnosť:

m=n⋅M=0,020⋅58,5=1,17 gm = n \cdot M = 0{,}020 \cdot 58{,}5 = 1{,}17\ \text{g}

Vznikne 1,17 g NaCl.

Príklad 3

Koľko mililitrov roztoku KOH s koncentráciou 0,50 mol·dm⁻³ je potrebných na úplnú neutralizáciu 25,0 ml roztoku H2SO4 s koncentráciou 0,25 mol·dm⁻³?

Riešenie

Rovnica: H2SO4+2 KOH→K2SO4+2 H2O\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{KOH} \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{H}_2\text{O}

H2SO4 má 2 H⁺ (z1=2z_1 = 2), KOH má 1 OH⁻ (z2=1z_2 = 1). Môžeme pracovať v mililitroch, lebo na oboch stranách sú rovnaké jednotky:

0,25⋅25,0⋅2=0,50⋅V2⋅1⇒12,5=0,50⋅V20{,}25 \cdot 25{,}0 \cdot 2 = 0{,}50 \cdot V_2 \cdot 1 \quad \Rightarrow \quad 12{,}5 = 0{,}50 \cdot V_2 V2=12,50,50=25,0 mlV_2 = \frac{12{,}5}{0{,}50} = 25{,}0\ \text{ml}

Na neutralizáciu je potrebných 25,0 ml roztoku KOH.

Príklad 4

Žalúdočná šťava obsahuje HCl. Na jej neutralizáciu použijeme hydroxid horečnatý Mg(OH)2. Koľko gramov Mg(OH)2 je potrebných na úplnú neutralizáciu 0,10 mol HCl?

Riešenie

Rovnica: Mg(OH)2+2 HCl→MgCl2+2 H2O\text{Mg(OH)}_2 + 2\,\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}

  1. Pomer Mg(OH)2:HCl=1:2\text{Mg(OH)}_2 : \text{HCl} = 1 : 2:
n(Mg(OH)2)=n(HCl)2=0,102=0,050 moln(\text{Mg(OH)}_2) = \frac{n(\text{HCl})}{2} = \frac{0{,}10}{2} = 0{,}050\ \text{mol}
  1. Molárna hmotnosť (Mg = 24, O = 16, H = 1):
M(Mg(OH)2)=24+2⋅16+2⋅1=58 g⋅mol−1M(\text{Mg(OH)}_2) = 24 + 2 \cdot 16 + 2 \cdot 1 = 58\ \text{g} \cdot \text{mol}^{-1}
  1. Hmotnosť:
m=n⋅M=0,050⋅58=2,9 gm = n \cdot M = 0{,}050 \cdot 58 = 2{,}9\ \text{g}

Na neutralizáciu 0,10 mol HCl je potrebných 2,9 g Mg(OH)2.

rozumieš tomu?

Otestuj sa

5 otázok · okamžité vyhodnotenie

Kvíz: Neutralizácia kyselín a zásad

Otázka 1/5

Čo vzniká pri neutralizácii kyseliny zásadou (napr. HCl + NaOH)?

Skóre: 0

Najprv vyberte odpoveď.

Chcete tento pokus naživo?

Ukážem ho vašim žiakom ako súčasť vedeckej show.

Ponuka pre školy →