Mieszanie roztworów z występowaniem reakcji chemicznych

Aby reakcja chemiczna zachodziła w mieszaninie roztworów, ich substancje rozpuszczone nie mogą być takie same, ponieważ reakcja zachodzi między nimi.

W laboratoriach i przemyśle chemicznym większość mieszanin powstaje w wyniku zachodzenia reakcji, dlatego niezbędna jest znajomość stechiometrii tych reakcji. Oznacza to umiejętność zrównania reakcji i znajomość proporcji liczby moli substratów i produktów, którą podają współczynniki zbilansowanego równania.

Znając te szczegóły, będziemy w stanie określić, czy ostateczny roztwór jest obojętny, kwaśny czy zasadowy, a także określić stężenie produktu w mol/L.

Aby zrozumieć, jak to się dzieje, zobacz przykład reakcji między kwasem a zasadą:

• Zmieszaj 30 mL wodorotlenku sodu (NaOH) o stężeniu 0,7 mol/L i 70 mL kwasu chlorowodorowego (HCl) o stężeniu 0,3 mol/L.

Zachodzi następująca reakcja:
1 NaOH + 1 HCl → 1 NaCl +1 H₂O

Zauważ, że stosunek reakcji wynosi 1:1. Zobaczmy, czy mieszanina również jest w tej proporcji i ustalmy, czy jest to mieszanina obojętna, kwaśna czy zasadowa. W tym celu konieczne jest znalezienie liczby molowej (n) odczynników:

Nie_NaOH = M_NaOH. V_NaOH
Nie_NaOH = 0,7 mola/L. 0,03 litra
Nie_NaOH =0,021 mol

Nie_HCl = M_HCl. V_HCl
Nie_HCl = 0,3 mol/L. 0,07 litra
Nie_HCl =0,021 mol

Więc mamy:

1 NaOH + 1 HCl → 1 NaCl +1 H₂O
Stosunek: 1 mol 1 mol 1 mol
Liczba mol: 0,021 mol 0,021 mol 0,021 mol

Oznacza to, że reakcja jest zgodna ze stosunkiem stechiometrycznym, pozostając obojętną, ponieważ nie ma nadmiaru kwasu lub zasady.

Stężenie w mol/L (M) powstałej soli określa poniższy wzór, pamiętając, że objętość roztworu jest sumą objętości kwasu i zasady (30 ml + 70 ml = 100 ml = 0,1 l ):

M = Nie
V

M = 0,021 mola
0,1L

M = 0,21 mol/L

Gdybyśmy jednak zmieszali większą ilość NaOH z taką samą ilością HCl, zobaczylibyśmy, że liczba moli NaOH nie byłaby zgodna ze stosunkiem stechiometrycznym, pozostając w nadmiarze. Dzięki temu wiedzielibyśmy, że ostateczne rozwiązanie będzie miało charakter podstawowy.

Ta koncepcja jest szeroko stosowana w technice zwanej miareczkowanie, w którym stężenie nieznanego roztworu określa jego reakcja (za pomocą wskaźnika) z roztworem o znanym stężeniu.

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/mistura-solucoes-com-ocorrencia-reacoes-quimicas.htm