Уравнение соляной кислоты и раствор щелочи

Кислоты и щёлочи

Здравствуйте, друзья. Сегодня разберёмся с такой темой: кислоты и щёлочи. Если быть точнее, то «чем щёлочи отличаются от кислот?». Вспомним немного о химии. Вообще, кислоты и щёлочи — это такие химические элементы, которые при соединении друг с другом (в правильном количестве) создают процесс нейтрализации. Этот процесс в итоге даёт нам воду и соль.

И получается такое вещество, которое не относится ни к кислотам, ни к щелочам. Оно не способно вызывать ожоги. Но это будет только при правильной пропорции кислоты и щёлочи (иногда для верности пользуются фенолфталеином, он окрашивает щёлочь в слегка фиолетовый цвет).

Кислота и щёлочи — это как две противоположности. Но они очень важны при изготовлении таких вещей как: удобрения, пластик, мыла, моющие средства, красок, бумаги и даже взрывчаток. Это далеко не весь список.

Что такое кислота

Кислота ­— это и есть что-то кислое, оно характеризуется кислым вкусом. Кислота содержится в уксусе – уксусная кислота, в лимоне – лимонная кислота, в молоке – молочная кислота, в желудке – соляная кислота и т.п. Но это всё так называемые слабые кислоты, помимо них существуют кислоты с большей концентрацией (серная, синильная кислоты и т.д. хотя этот учёный пробовал). Они гораздо опаснее для человека и пробовать их не рекомендуется никому. Они способны разъесть одежду, кожу, вызвать тяжёлый ожог на коже, разъесть бетон и другие вещества. Например, соляная кислота нам нужна для того, чтобы желудок быстрее переваривал пищу, а также для уничтожения большинства вредных бактерий, которые приходят вместе с пищей.

Что такое щелочь?

Щелочь — это те вещества, которые хорошо растворяются в воде. При этом реакция сопровождается с выделением тепла, с увеличением температуры. Если щёлочь сравнивать с кислотой, то на ощупь она намного «мыльнее», то есть скользкая. Вообще, щёлочи не сильно отстают от кислот по разъеданию и по силе. Они также могут с лёгкостью разъесть древесину, пластик, одежду и тому подобное.

Кстати, из щёлочей делают мыло, стекло, бумагу, ткань и это не весь список. Щёлочь можно найти у себя на кухне, ну или в магазине под названием пищевая сода. Кстати, пищевая сода это очень хороший помощник всем домохозяйкам.

Кислоты и щёлочи – отличия

Кислоты и щёлочи отличают по показателям pH (шкала pH). Ниже Вы видите картинку – это специальная шкала, на которой имеются числа от 0 и до 14. Нулём обозначают самые сильные кислоты, а четырнадцатью – самую сильную щёлочь. Но какая же середина между этими числами? Может быть 5, может быть 7, а может быть 10? Серединой принято считать число 7 (нейтральное положение). То есть числа до 7 — это все кислоты, а больше 7 — это щёлочи.

pH продуктов

Сильные кислоты и слабые кислоты

Есть некоторые кислоты, которые мы можем употреблять, в то время как работа с другими предполагает строгие меры безопасности.

Сильные кислоты — это те, которые полностью диссоциируют или ионизируются в водных растворах.

Один из способов визуализировать, как отличить слабые и сильные кислоты, по аналогии с игроками в регби:

• сильная кислота является игроком, который бросает мяч, как только он его получает;
• слабая кислота, как игрок , который получает мяч и бежит с ним.

Примеры сильных кислот

Среди известных сильных кислот выделяют:

• HCl соляная кислота,
• серная кислота H ₂ SO ₄ ,
• азотная кислота HNO ₃
• хлорная кислота HClO ₄
• фторантимоновая кислота H [SbF ₆ ]

Примеры слабых кислот

Обычно кислоты органических соединений известны как слабые:

• уксусная кислота H ₃ CCOOH,
• масляная или бутановая кислота H ₇ C ₃ COOH (органическая кислота в масле),
• лимонная кислота или 2-гидрокси кислота 1,2,3-трикарбоксилпропан C ₆ H ₈ O _7,
• молочная кислота или 2-гидроксипропановая кислота H ₆ C ₃ O ₃ .

Показатель кислотности растворов рН, механизм действия

Именно для этой шкалы разработаны специальные индикаторы — лакмусы. Это обычная полоска, которая реагирует на среду. В кислотной среде она окрашивается в красный цвет, а в щелочной среде – в синий цвет. Она необходима не только в химии, но и в быту.

Например, если у Вас есть аквариум, то немаловажную роль играет кислотность воды. От неё зависит вся жизнь аквариума. К примеру, показатель кислотности воды для аквариумных рыбок колеблется от 5 до 9 рН. Если будет больше или меньше, то рыбка будет чувствовать себя не комфортно, а может и вовсе умереть. Всё тоже самое и с растениями для аквариумов.

Работа с кислотами и щёлочами

Работа с кислотами и щёлочами требует большой внимательности и осторожности. Ведь при попадании на кожу они вызывают сильные ожоги. Старайтесь работать в проветриваемом помещении. Вдыхать пары щёлочей и кислот также не рекомендуется. Для личной безопасности стоит воспользоваться очками, перчатками и специальной одеждой, чтобы не повредить глаза, руки и любимую одёжку.

При работе с кислотами следует помнить, что сначала вливают кислоту в раствор (воду), а не наоборот. В противном случае произойдёт бурная реакция, которая сопровождается брызгами. А сам процесс добавления кислоты в раствор следует делать очень медленно, при этом контролировать степень нагрева сосуда и обязательно добавлять кислоту по стенкам сосуда.

При работе со щёлочами первым следует добавлять понемногу щёлочь. К тому же запрещено пользоваться стеклянной посудой, рекомендуют фарфоровую или специальную посуду.

При химической обработке металлов (оксидирование, анодирование, травление и др.) погружать в раствор и вынимать из раствора изделие следует с помощью специальных приспособлений или инструментов, но никак не руками, даже если они в резиновых перчатках. Кстати, щёлочь входит в состав некоторых батареек.

Запомните, что при химических ожогах кожи поражённое место нужно промыть сильной струёй проточной воды. И окончательно нейтрализовать: от кислот — 3%-ным раствором питьевой соды, а щёлочь — 1%-ным раствором уксусной кислоты.

Реакция гидроксида натрия с соляной кислотой

Повесть о Ромео и Джульетте со счастливым финалом

Ни на одной карте мира вы не найдете страны под названием Химия. Но она существует, и жизнь в ней протекает не менее насыщенно (а иногда и более интересно), чем в любой другой стране. К примеру, самая известная история любви всех веков и народов там заканчивается очень счастливо. Но давайте по порядку, ведь нам предстоит очень многое: познакомиться с химическими Монтекки и Капулетти, выбрать лучшего свидетеля реакции гидроксида натрия и соляной кислоты, слетать в космос, посетить самый лучший ресторан мира, заглянуть на концерт ансамбля песни и пляски Черноморского флота и многое другое.

Для начала заглянем в химическую лабораторию.

Если здесь чтут технику безопасности, то щелочи и их растворы хранятся строго отдельно от кислот и их растворов. Это химические Монтекки и Капулетти: оба семейства агрессивны и находятся в непримиримой вражде. Если они столкнутся без присмотра Химика, жди беды! Да и ученого они не жалуют: так и норовят обжечь или отравить. Поэтому при общении с ними Химик защищается как может: работает в вытяжном шкафу, надевает халат, фартук, перчатки, спецобувь и даже очки или защитный щиток.

И надо же такому случиться, чтобы прекрасный юноша Гидроксид натрия из рода Щелочей влюбился в обворожительную девушку по имени Соляная Кислота из семейства Кислот! Чтобы понять полноту трагедии, давайте поближе познакомимся и узнаем характеры гидроксида натрия и соляной кислоты.

Гидроксид натрия

Химическая формула — NaOH. Является одной из самых распространенных щелочей, известен также как каустическая сода.

Физические свойства

Твердый белый или чуть желтоватый порошок. Гигроскопичен, разъедает многие материалы и органические вещества: бумагу, кожу и даже некоторые металлы, растворяется в воде, этиловом и метиловом спиртах.

Химические свойства

Это сильное химическое основание, взаимодействует с:

• кислотами;
• амфотерными оксидами;
• амфотерными гидроксидами;
• солями в растворе;
• неметаллами;
• галогенами;
• металлами;
• эфирами, амидами и алкилгалогенидами;
• многоатомными спиртами.

Области применения

Гидроксид натрия используется в самых различных отраслях:

• в химической промышленности;
• при нефтепереработке;
• в целлюлозно-бумажной промышленности;
• для устранения засора в трубах;
• в гражданской обороне (нейтрализующее вещество);
• в пищевой промышленности: для очистки овощей и фруктов от корочки; в производстве шоколада и какао; для размягчения маслин и окрашивания их в темный цвет;
• в косметологии (для удаления ороговевших участков кожи);
• в быту.

Теперь познакомимся поближе с соляной кислотой.

Соляная кислота

Химическая формула — HCl. Сильная минеральная одноосновная бескислородная кислота.

Физические свойства

Бесцветная прозрачная едкая жидкость, дымящаяся на воздухе. Максимальная концентрация при 200 °С равна 38%, плотность такого раствора — 1,19 г/см³. Если высококонцентрированная кислота вызывает сильные ожоги кожи, слизистых оболочек и глаз, а вот в концентрации около 0,5 % она присутствует в желудке человека.

Химические свойства

Это сильная кислота, взаимодействует с:

• металлами; • гидроксидами металлов; • оксидами металлов; • солями металлов; • сильными окислителями; • аммиаком.

Качественная реакция на соляную кислоту и ее соли – взаимодействие с нитратом серебра.

Область применения

Соляная кислота используется в:

• в гидрометаллургии и гальванопластике;
• в химической промышленности;
• в пищевой промышленности (пищевая добавка Е507);
• в медицине (при пониженной кислотности в желудке).

И вот решил Химик подружить два непримиримых рода и повенчать влюбленных: сделать всё, чтоб состоялась реакция гидроксида натрия с соляной кислотой. В свидетели с невестой-кислотой пошел индикатор Фенолфталеин. Как только сбудется реакция с гидроксидом, бесцветный индикатор от радости станет малиновым. Несмотря на то что агрессивными были гидроксид натрия и соляная кислота, какая реакция получилась хорошая!

Напишем уравнение этой реакции:

HCl + NaOH = NaCl + H₂O + Q

Соляная кислота и гидроксид натрия> взаимодействуют, в результате чего образуются соль и вода и выделяется тепло.

Как видим, в результате взаимодействия двух агрессивнейших соединений получилась поваренная соль и вода — безобиднейшие и даже полезные для человека соединения. Примирились-таки два враждующих рода и перестали быть злыми и опасными.

А чтобы оценить по достоинству продукты реакции, давайте сядем в ракету и устремимся в космос. Взгляните на нашу Землю со стороны. Не зря ее называют голубой планетой, ведь 71% ее поверхности занимают моря и океаны, то есть вода, один из продуктов нашей реакции. Хотя отметим, справедливости ради, что только 1% от этого количества пригоден к употреблению.

А теперь заглянем в самый лучший ресторан, какой — вы решите сами. Не ограничивайте себя в фантазиях, ведь в пределах нашей истории возможно всё! Давайте пройдем на кухню и спросим шеф-повара, без каких двух продуктов он не смог бы обойтись. И поверьте, он назовет не икру, трюфели или пармезан — он выберет соль и воду, поскольку без этих простых компонентов не приготовишь ни одно блюдо.

Наши продукты реакции входят в состав соединения, которое вы найдете и дома в супе или рассоле, и в морской воде. Об этом соединении поет ансамбль песни и пляски Черноморского флота «Эх! Соленая вода, ветер на просторе, полюбили навсегда голубое море!» А теперь присмотримся повнимательней и определим, какая же это реакция гидроксида натрия и соляной кислоты с точки зрения классификации химических реакций.

Определение вида химической реакции соляной кислоты с гидроксидом натрия.

1. По числу и состоянию исходных и образующихся веществ, это реакция обмена.

Другими словами, количество веществ, вступивших в реакцию, равно количеству веществ, получившихся в результате. Просто произошел обмен ионами. Чтобы увидеть это, напишем уравнение реакции в ионном виде:

H⁺ + Cl⁻ + Na⁺ + OH⁻ = Na⁺+Cl⁻ + H₂O

Следуя сюжету нашей повести, жених с невестой обменялись своим личным имуществом: бери, мол, мне для тебя ничего не жалко. Узнать больше об их «приданном» вы можете здесь.

2. По типу взаимодействующих веществ, это реакция нейтрализации:

3. По агрегатному состоянию веществ, эта реакция является гомогенной.

Вещества, вступающие в реакцию, находятся в одинаковом агрегатном состоянии — в растворе.

4. По направлению протекания реакции, она необратимая.

Реакция протекает до конца, то есть до полного расхода реагирующих веществ.

5. По тепловому эффекту — экзотермическая. Другими словами, церемония венчания прошла в теплой атмосфере. Реакция сопровождается тепловым эффектом, выделяется 57,3 кДж тепловой энергии.

6. Реакция не является окислительно-восстановительной: степени окисления атомов в ходе реакции не изменились.

H⁺Cl⁻ + Na⁺O₂⁻H⁺ = Na⁺Cl⁻ + H₂⁺ O₂⁻

Подведем итоги. У нашей любовной истории счастливый финал: любящие сердца из двух непримиримых семейств воссоединились.

Взаимодействовали агрессивные гидроксид натрия, соляная кислота, реакция же в результате дала нам очень полезные продукты, воспетые в искусстве.

Какая всё-таки замечательная наука − химия. Благодаря реакции кислоты со щелочью мы смогли изменить финал самой печальной трагедии и превратить ее в счастливый роман!

Соляная кислота

Раствор хлористого водорода в воде называется соляной кислотой (HCl).

Физические свойства соляной кислоты

При обыкновенных условиях соляная кислота — прозрачная жидкость без цвета, имеет резкий неприятный запах.

В концентрированной соляной кислоте содержится 37% хлористого водорода. Такая кислота «дымит», на воздухе. Из неё выделяется хлористый водород, который с водяными парами, находящимися в воздухе, образует «туман», состоящий из мелких капелек соляной кислоты. Соляная кислота немного тяжелее воды (удельный вес 37-процентной соляной кислоты равен 1,19).

В школьных лабораториях пользуются большей частью разбавленной соляной кислотой.

Химические свойства соляной кислоты

Раствор соляной кислоты обладает кислым вкусом. Лакмус в этом растворе имеет красный цвет, а фенолфталеин остаётся бесцветным.

Вещества, окраска которых изменяется от действия щелочей и кислот, называются индикаторами.

Лакмус, фенолфталеин — индикаторы на кислоты и щёлочи. С помощью индикаторов можно определить, имеется ли в растворе кислота или щёлочь.

Соляная кислота реагирует со многими металлами. Особенно бурно происходит взаимодействие соляной кислоты с натрием. В этом легко убедиться на опыте, который можно провести в приборе.

В пробирку наливают примерно до 1 /₄ её объема концентрированной соляной кислоты, укрепляют в штативе и опускают в неё небольшой кусочек натрия (величиной с горошину). Из пробирки выделяется водород, который можно поджечь, а на дно пробирки оседают мелкие кристаллики поваренной соли.

Из этого опыта следует, что натрий вытесняет водород из кислоты и соединяется с оставшейся частью её молекулы:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂?

При действии соляной кислоты на цинк выделяется водород, а в растворе остаётся вещество хлористый цинк ZnCl₂.

Так как цинк двухвалентен, то каждый атом цинка замещает два атома водорода в двух молекулах соляной кислоты:

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂?

Так же действует соляная кислота на железо, алюминий и многие другие металлы.

В результате этих реакций выделяется водород, а в растворах остаются хлористые металлы: хлористое железо FeCl₂, хлористый алюминий AlCl₃ и др.

Эти хлористые металлы являются продуктами замещения водорода в соляной кислоте металлами.

Сложные вещества, которые можно рассматривать как продукты замещения водорода кислоты металлом, называются солями.

Хлористые металлы — это соли соляной кислоты.

Реакция нейтрализации (уравнение)

Весьма важным химическим свойством соляной кислоты является ее взаимодействие с основаниями. Рассмотрим сначала взаимодействие ее со щелочами, например с едким натром.

С этой целью вольём в стеклянный стаканчик небольшое количество разбавленного раствора едкого натра и добавим к нему несколько капель раствора лакмуса.

Жидкость примет синюю окраску. Затем будем приливать небольшими порциями в тот же стаканчик раствор соляной кислоты из градуированной трубки (бюретки) до перехода окраски жидкости в стаканчике в фиолетовую. Фиолетовая окраска лакмуса показывает, что в растворе нет ни кислоты, ни щёлочи.

Такой раствор называется нейтральным. После вываривания из него воды останется поваренная соль NaCl. На основании этого опыта можно заключить, что при сливании растворов едкого натра и соляной кислоты получаются вода и хлористый натрий. Молекулы воды образовались от соединения атомов водорода (из молекул кислоты) с гидроксильными группами (из молекул щёлочи). Молекулы хлористого натрия образовались из атомов натрия (из молекул щёлочи) и атомов хлора — остатков кислоты. Уравнение этой реакции можно записать так:

Na |OH + H| Cl = NaCl + H₂O

Так же реагируют с соляной кислотой и другие щёлочи — едкое кали, едкий кальций.

Ознакомимся с тем, как реагирует соляная кислота с нерастворимыми основаниями, например с гидратом окиси меди. С этой целью поместим в стаканчик некоторое количество этого основания и будем приливать к нему осторожно соляную кислоту до полного растворения гидрата окиси меди.

После упаривания полученного таким образом голубого раствора получаются кристаллы хлорной меди CuCl₂. На этом основании можно записать следующее уравнение:

И в этом случае произошла реакция, сходная с взаимодействием этой кислоты со щелочами: атомы водорода из молекул кислоты соединились с гидроксильными группами из молекул основания, образовались молекулы вода. Атомы меди соединились с атомами хлора (остатками от молекул кислоты) и образовали молекулы соли — хлорной меди.

Таким же образом реагирует соляная кислота и с другими нерастворимыми основаниями, например с гидратом окиси железа:

Взаимодействие кислоты с основанием, в результате которого получаются соль и вода, называется нейтрализацией.

Соляная кислота в небольших количествах содержится в желудочном соке человека и животных и играет важную роль в пищеварении.

Соляная кислота применяется для нейтрализации щелочей, получения хлористых солей. Она находит также применение в производстве некоторых пластических масс, лекарств.

Применение соляной кислоты

Соляная кислота имеет широкое применение в народном хозяйстве, и вы часто будете встречаться с ней при изучении химии.

Большие количества соляной кислоты расходуют на травление стали. В быту широко применяют никелированные, цинкованные, луженые (покрытые оловом), хромированные изделия. Для покрытия стальных изделий и листового железа слоем защитного металла с поверхности нужно сначала удалить пленку окислов железа, иначе металл к ней не пристанет. Удаление окислов достигается травлением изделия соляной или серной кислотой. Недостаток травления заключается в том, что кислота вступает в реакцию не только с окислом, но и с металлом. Чтобы этого избежать, к кислоте добавляют небольшое количество ингибитора. Ингибиторы – это вещества, которые замедляют нежелательную реакцию. Ингибированную соляную кислоту можно хранить в стальной таре и перевозить в стальных цистернах.

Раствор соляной кислоты можно купить и в аптеке. Врачи прописывают разбавленный раствор ее больным при пониженной кислотности желудочного сока.

Источник: Д.М. Кирюшкин, учебник уроков по химии для 7 класса средней школы.