강/약산과 소금과 물을 형성하기위한 또 다른 강/약한 염기 사이의 반응을 중화 반응이라고합니다.
산 +베이스 → 소금 + 물
예를 들어,
HCl (AQ) + NaOH (AQ) → NaCl (AQ) + H2O (L)
반응은 열을 방출하여 액체 상태에서 H2O를 형성합니다. 따라서 그것은 발열 반응입니다. 모든 반응과 관련된 엔탈피를 반응 엔탈피라고합니다. 따라서, 중화의 엔탈피는 산이 염기와 반응하여 염과 물을 형성 할 때 열이 해방 된 열이다. SI 장치는 KJ입니다.
물 (H2O)은 임의의 주어진 산-염기 반응에서 일정한 부산물이기 때문에, 중화 열은 모든 물의 물에 대해 결정된다. 중화 반응에서 모든 물의 물의 생산을 위해 해방 된 열을 중화의 어금니 엔탈피라고합니다. Si 단위는 KJ mol-1
입니다 중화 엔탈피 측정
중화 열은 열량계를 사용하여 실험적으로 측정 할 수 있습니다.
엔탈피의 측정은 두 가지 조건에서 수행됩니다 :
- 일정한 부피 (이 경우 반응 엔트탈은 내부 에너지의 변화와 동일)
반응물은 내부 혈관 내부에 배치되며, 중화가 발생하면 유리 된 열이 주변 물에 의해 흡수됩니다. 따라서 온도 상승으로 인한 물에 의해 얻은 열을 계산함으로써, 우리는 중화 엔탈피를 알 수 있습니다.
열량계 용기 및 물의 열 용량은 알려져 있습니다. 시스템의 총 열 용량은
입니다
c =c cal + c w.
열량계와 물의 온도 상승은 동일합니다. ΔT.
열량계에 의해 얻은 열은 총 열 용량 및 온도 차이의 산물입니다.
Q =C. ΔT
q =(c cal + c w) ΔT
중화 엔탈피 =- Q
대기압에서 중화가 수행되면, 온도계는 이미지에 묘사 된 바와 같이 온도 상승을 측정합니다.
이 경우 엔탈피 변화를 다음과 같이 계산할 수 있습니다
ΔH =∑ 제품의 엔탈피 - ∑ 반응물의 엔탈피
중화 엔탈피에 영향을 미치는 요인
중화 엔탈피의 가치는 반응물 산의 강도와 특정 반응에서 염기에 달려 있습니다.
반응물이 강산/염기 인 경우, 분자의 완전한 해리가 발생합니다. 그러나 약산 또는 약한 염기의 경우, 해방 된 열 중 일부는 분자 결합을 파괴하는 데 사용됩니다. 따라서 엔탈피의 절대 값은 산과 염기의 강도에 따라 감소합니다. 이것은 아래 표에 표시 될 수 있습니다.
다른 산과 알칼리 사이의 중화 열
|
산
|
알칼리
|
중화 열
|
|
hno3
|
나오
|
57.3
|
|
1/2H2SO4
|
나오
|
57.3
|
|
hci
|
코
|
57.3
|
|
hno3
|
코
|
57.3
|
|
hno3
|
1/2ca (OH) 2
|
57.3
|
|
H2S
|
나오
|
16.0
|
|
hcn
|
나오
|
12.0
|
|
hci
|
nh3
|
51.5
|
|
ch3cooh
|
나오
|
55.0
|
산 및 염기의 분리는 Arrhenius, Brönsted-Lowry 및 Lewis 이론의 산과 염기를 사용하여 이해 될 수 있습니다.
Arrhenius는 산은 수소 이온 (H+)을 생산하기 위해 물에 분리하는 물질이며, 염기는 하이드 록실 이온 (OH-)을 생산하기 위해 분리하는 물질이라고 밝혔다. 그러나,이 이론은 수용액으로 제한되며 히드 록실 그룹을 갖지 않는 암모니아 NH3과 같은 물질의 염기성을 고려하지 않습니다.
그러나,이 이론은 이온화가 수성 매체에서 대부분 발생하는 이온 성 화합물의 해리를 이해하는 데 도움이된다. 예를 들어, 염산 (HCL), 과염산 (HCLO4), 히드로브로 산 (HBR), 질산 (HNO3) 및 황산 (H2SO4)과 같은 산과 같은 산은 수성 배지에서 구성 요소에 완전히 분리되기 때문에 강산이라고합니다.
.
유사하게, 수산화 칼슘 (Ca (OH) 2), 수산화 리튬 (LiOH), 수산화 칼륨 (KOH) 및 수산화 나트륨 (NAOH)과 같은 강한 염기는 수용액에 완전히 분리되어 수산화 이온을 제공합니다.
Brönsted-lowry 이론은 산과 염기에 대한보다 포괄적 인 정의를 제공했으며, 산은 수소 또는 H+ 이온을 기증하는 물질이며 염기는 수소 또는 H+ 이온을 수용하는 물질입니다. 다시 말해, 산은 양성자 공여체이고, 염기는 양성자 수용체이다. 하나의 양성자에 의해서만 다른 산-염기 쌍은 공동으로 컨쥬 게이트 산-염기 쌍으로 지칭된다. Brönsted 산이 강하면, 접합체베이스는 약하고 그 반대도 마찬가지입니다.
한편으로, HCLO4, HCL, HNO3 및 HBR과 같은 강산은 CLO4-, CL-, NO3- 및 BR-와 같은 약한 염기를 갖는다; 한편, 아질산, HNO2, 히드로 플루오르 산, HF 및 아세트산, CH3COOH는 약산이며, 이들은 매우 좋은 양성자 수용체 인 강한 컨쥬 게이트 염기 -No2-, F- 및 H-를 갖는다.
.
루이스 이론은 산을 전자-수용 종으로 정의하고 전자 쌍, 즉 고독한 쌍을 기증하는 기저로 정의합니다. 예를 들어 BF3이 NH3과 반응하면 BF3은 기증 할 양성자가 없더라도 산 역할을합니다.
BF3 +:NH3 → BF3 :NH3
Alcl3, Co3+, Mg2+등과 같은 전자 결핍 종은 루이스 산 역할을 할 수 있으며 전자 쌍을 기증 할 수있는 H2O, NH3 및 OH- 등과 같은 종은 루이스베이스로 작용합니다.
산 강도에 영향을 미치는 요인
산 분리의 정도는 주로 강도와 극성에 의존합니다. HA 결합의 강도가 감소하면 결합을 파괴하는 데 필요한 에너지도 감소하고 결과적으로 HA는 더 강한 산이됩니다. HA가 더 극성, 즉 원자 H와 증가 사이의 전기 음성 차이가 증가하면, 명확한 전하 분리가 있으며,이 결합의 절단이 더 쉬워집니다.
요소의 크기가 증가함에 따라 산 강도도 증가합니다.
크기는 HF <
증가 된 전기 음성 :CH4
결론
중화 엔탈피는 반응 혼합물에서 산 및 염기의 분리 정도에 달려 있으며, 이는 그들의 강도에 달려있다.
.
Arrhenius 이론은 이온 성 화합물의 해리를 설명하는 반면, Brönsted-Lowry 이론은 약산 및 염기의 해리를 설명합니다. 산의 해리 정도는 강도와 극성에 달려 있습니다. 원자의 크기 및 전기 음성이 증가함에 따라 산도가 증가합니다.
