III.4. Aplică

Pentru a rezolva această problemă, vom aplica regulile învățate despre reacțiile de neutralizare. Conform teoriei, o reacție de neutralizare are loc între o specie chimică cu caracter acid și una cu caracter bazic, formându-se sare și apă.

Punctul a. Reacția dintre o bază și un acid

Pasul 1: Analiza reactanților și a tipului de reacție

Avem reacțiile dintre hidroxidul de calciu, \(Ca(OH)_2\), care este o bază, și trei acizi diferiți: acidul sulfuric (\(H_2SO_4\)), acidul clorhidric (\(HCl\)) și acidul azotic (\(HNO_3\)). Regula generală este: BAZĂ + ACID \(\rightarrow\) SARE + APĂ.

Pasul 2: Stabilirea formulelor sărurilor și scrierea ecuațiilor

Calciul (\(Ca\)) are valența II. Sărurile se formează prin combinarea ionului de calciu cu radicalul acid, ținând cont de valențele acestora. După scrierea produșilor, vom stabili coeficienții stoechiometrici pentru a egala ecuațiile. 1. Pentru \(H_2SO_4\) (acid sulfuric), radicalul este sulfat (\(SO_4\)) cu valența II. Sarea va fi \(CaSO_4\). \[ Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + 2H_2O \] Produșii de reacție sunt: sulfat de calciu și apă. 2. Pentru \(HCl\) (acid clorhidric), radicalul este clorură (\(Cl\)) cu valența I. Sarea va fi \(CaCl_2\). Pentru a egala atomii de clor și hidrogen, punem coeficientul 2 în fața \(HCl\) și \(H_2O\). \[ Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O \] Produșii de reacție sunt: clorură de calciu și apă. 3. Pentru \(HNO_3\) (acid azotic), radicalul este azotat (\(NO_3\)) cu valența I. Sarea va fi \(Ca(NO_3)_2\). La fel, punem coeficientul 2 în fața \(HNO_3\) și \(H_2O\). \[ Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O \] Produșii de reacție sunt: azotat de calciu și apă.

Punctul b. Reacția dintre un oxid metalic (bazic) și un acid

Pasul 1: Analiza reactanților și a tipului de reacție

Avem reacțiile dintre oxidul de zinc, \(ZnO\), care este un oxid bazic (deoarece zincul este un metal), și aceiași trei acizi. Regula generală (extindere a neutralizării) este: OXID BAZIC + ACID \(\rightarrow\) SARE + APĂ.

Pasul 2: Stabilirea formulelor sărurilor și scrierea ecuațiilor

Zincul (\(Zn\)) are valența II. Procesul de formare a sărurilor este identic cu cel de la punctul a. 1. Reacția cu acidul sulfuric: \[ ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2O \] Produșii de reacție sunt: sulfat de zinc și apă. 2. Reacția cu acidul clorhidric: \[ ZnO + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2O \] Produșii de reacție sunt: clorură de zinc și apă. 3. Reacția cu acidul azotic: \[ ZnO + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + H_2O \] Produșii de reacție sunt: azotat de zinc și apă.

Punctul c. Reacția dintre o bază și un oxid nemetalic (acid)

Pasul 1: Analiza reactanților și a tipului de reacție

Avem reacțiile dintre hidroxidul de sodiu, \(NaOH\), care este o bază, și trei oxizi ai nemetalelor: trioxid de sulf (\(SO_3\)), dioxid de sulf (\(SO_2\)) și dioxid de carbon (\(CO_2\)). Aceștia sunt oxizi acizi. Regula generală este: BAZĂ + OXID ACID \(\rightarrow\) SARE + APĂ.

Pasul 2: Identificarea radicalilor acizi corespunzători oxizilor

Pentru a scrie corect sarea, trebuie să știm din ce acid provine oxidul: - \(SO_3\) corespunde acidului sulfuric (\(H_2SO_4\)), deci formează săruri numite sulfați (radical \(SO_4\), valența II). - \(SO_2\) corespunde acidului sulfuros (\(H_2SO_3\)), deci formează săruri numite sulfiți (radical \(SO_3\), valența II). - \(CO_2\) corespunde acidului carbonic (\(H_2CO_3\)), deci formează săruri numite carbonați (radical \(CO_3\), valența II).

Pasul 3: Stabilirea formulelor sărurilor și scrierea ecuațiilor

Sodiul (\(Na\)) are valența I. Sărurile vor avea deci 2 atomi de sodiu pentru a compensa valența II a radicalilor. 1. Reacția cu trioxidul de sulf: \[ 2NaOH + SO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O \] Produșii de reacție sunt: sulfat de sodiu și apă. 2. Reacția cu dioxidul de sulf: \[ 2NaOH + SO_2 \rightarrow Na_2SO_3 + H_2O \] Produșii de reacție sunt: sulfit de sodiu și apă. 3. Reacția cu dioxidul de carbon: \[ 2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O \] Produșii de reacție sunt: carbonat de sodiu și apă.

a.

\[ Ca(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 \text{ (sulfat de calciu)} + 2H_2O \text{ (apă)} \] \[ Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 \text{ (clorură de calciu)} + 2H_2O \text{ (apă)} \] \[ Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 \text{ (azotat de calciu)} + 2H_2O \text{ (apă)} \]

b.

\[ ZnO + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 \text{ (sulfat de zinc)} + H_2O \text{ (apă)} \] \[ ZnO + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 \text{ (clorură de zinc)} + H_2O \text{ (apă)} \] \[ ZnO + 2HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 \text{ (azotat de zinc)} + H_2O \text{ (apă)} \]

c.

\[ 2NaOH + SO_3 \rightarrow Na_2SO_4 \text{ (sulfat de sodiu)} + H_2O \text{ (apă)} \] \[ 2NaOH + SO_2 \rightarrow Na_2SO_3 \text{ (sulfit de sodiu)} + H_2O \text{ (apă)} \] \[ 2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 \text{ (carbonat de sodiu)} + H_2O \text{ (apă)} \]