Хімічна реакція HNO₃ + KOH = KNO₃ + H₂O
Реакція нейтралізації
Реакція між азотною кислотою (HNO₃) і гідроксидом калію (KOH) є класичною реакцією нейтралізації. У цій реакції кислота і основа повністю реагують один з одним, утворюючи сіль (нітрат калію, KNO₃) і воду (H₂O).
Рівняння реакції
Урівноважене рівняння реакції:
HNO₃ + KOH → KNO₃ + H₂O
За цим рівнянням можна побачити, що для повної нейтралізації одного моля HNO₃ потрібен один моль KOH.
Механізм реакції
Реакція є одностадійною і протікає за механізмом обміну протонами. Водень іона кислоти (H⁺) поєднується з гідроксил-іоном основи (OH⁻), утворюючи воду. Решта іонів, K⁺ і NO₃⁻, комбінуються, утворюючи нітрат калію.
Характеристика реакції
Реакція нейтралізації HNO₃ + KOH характеризується такими ознаками:
- Екзотермічна (виділяється тепло)
- Швидка і необоротна
- В результаті утворюється сіль і вода
- Реакція протікає в будь-якому середовищі (водному, неводному)
- Не вимагає каталізаторів
Застосування реакції
Реакція нейтралізації HNO₃ + KOH використовується в різних практичних цілях, зокрема:
- Визначення концентрації кислот і основ методом титрування
- Виготовлення нітрату калію, який є компонентом добрив і вибухових речовин
- Очищення стічних вод від кислот або основ
Інші типи хімічних реакцій
Крім реакції нейтралізації, існують й інші типи хімічних реакцій, які можуть включати HNO₃ і KOH:
- Реакція обміну: HNO₃ + KOH → KNO₃ + H₂O (нейтралізація)
- Реакція окиснення-відновлення: HNO₃ + 3KOH → KNO₂ + KNO₃ + H₂O (диспропорціонування HNO₃)
- Реакція розкладу: 2HNO₃ → 2NO₂ + O₂ + H₂O (термічне розкладання HNO₃)
Варто зазначити, що конкретний тип хімічної реакції, в яку вступають HNO₃ і KOH, залежить від умов реакції (концентрація реагентів, температура, наявність каталізаторів).
Запитання 1: До якого типу відноситься реакція HNO3 + KOH = KNO3 + H2O?
Відповідь: Реакція HNO3 + KOH = KNO3 + H2O є реакцією нейтралізації. Це хімічна реакція між кислотою (HNO3) і основою (KOH), що призводить до утворення солі (KNO3) і води (H2O).
Запитання 2: Що відбувається на молекулярному рівні під час реакції нейтралізації?
Відповідь: Під час реакції нейтралізації катіони водню (H+) з кислоти з'єднуються з гідроксид-аніонами (OH-) з основи, утворюючи нейтральну воду (H2O). Аніони кислоти (NO3-) з'єднуються з катіонами основи (K+), утворюючи сіль (KNO3).
Запитання 3: Чому реакції нейтралізації є екзотермічними?
Відповідь: Реакції нейтралізації є екзотермічними, оскільки виділяється енергія у вигляді тепла. При утворенні води розриваються слабкі зв'язки в молекулах кислоти і основи, а при утворенні солі утворюються сильніші іонні зв'язки. Ця різниця в енергії зв'язків вивільняється у вигляді тепла.
Запитання 4: Як можна передбачити продукти реакції нейтралізації?
Відповідь: Продукти реакції нейтралізації можна передбачити за допомогою електровід'ємності елементів. Чи металом, пов'язаним з киснем в молекулі кислоти (HNO3), є електропозитивний метал, а чи металом, пов'язаним з гідроксид-аніоном в молекулі основи (KOH), є електронегативний метал, то утворюється розчинна сіль.
Запитання 5: Які застосування реакцій нейтралізації у повсякденному житті?
Відповідь: Реакції нейтралізації мають численні застосування у повсякденному житті, зокрема:
- Виробництво ліків (для регулювання кислотності)
- Очищення води (для нейтралізації кислотних або лужних домішок)
- Пожежогасіння (для нейтралізації кислотних або лужних хімічних речовин)
- Виробництво мила та миючих засобів (для нейтралізації кислот або лугів у тканинах чи поверхнях)
- Медицина (для лікування опіків і розладів шлунково-кишкового тракту)