中和反應

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鹽酸和氫氧化鈉之間的中和反應，加入了溴瑞香草藍作為指示劑

中和反應是化學反應中複分解反應的一種，是指酸和鹼互相交換組分，生成鹽和水的反應，在中和的過程中，酸裡的氫離子和鹼中的氫氧根離子會結合成水。中和反應的過程會釋放熱量，屬於放熱反應，莫耳氫氧根和氫離子反應吸收57.30仟焦耳熱量。

一般來說，反應如此進行：

酸 + 鹼/ 鹽基 → 鹽 + 水

例如，鹽酸和氫氧化鈉發生中和反應，產生氯化鈉和水：

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)

因為在這個反應中HCl和NaOH離解為離子，所以離子方程式是：

H⁺(aq) + Cl⁻(aq) + Na⁺(aq) + OH⁻(aq) → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) + H₂O(l)

因為鈉離子和氯離子都只是「旁觀離子」，不包括在反應中，淨離子反應式成為：

H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l) ; Δ_rH = −57.3 kJ mol⁻¹

最終pH值

中和反應發生後最終產物的pH值不一定是7。如果一強酸與強鹼參與中和反應，除非濃度不一樣，否則其產物的pH則會是7左右，如強酸鹽酸和強鹼氫氧化鈉發生中和反應，產生氯化鈉和水。

• 若一弱酸與強鹼/強鹽基反應，最終產物的pH則會大於7。例如：弱酸醋酸與強鹼氫氧化鈉之間的反應。

CH₃COOH + NaOH → Na⁺ + H₂O + CH₃COO^-

其中，鈉離子為旁觀離子；醋酸則是一種不會完全電離的弱酸，並會在水中釋出氫氧根離子。

CH₃COO^- + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH^-

因此，反應最終的產物是鹼性的。

• 若一強酸與弱鹼/弱鹽基反應，最終產物的pH則會小於7。例如：強酸氫氯酸和弱鹽基CN^-會反應並生成氯離子和氫氰酸。

CN^- + HCl → Cl^- + HCN

其中，氯離子為旁觀離子，生成的氫氰酸則為弱酸，會不完全電離並產生H₃O⁺離子。

HCN + H₂O ⇌ CN^- + H₃O⁺

因此，反應最終的產物是酸性的。

• 若一弱酸與弱鹼/弱鹽基反應，最終產物的pH則取決於參與反應的酸和鹼/鹽基的強弱度是如何了。

計算

被用作中和反應的酸和鹼/鹽基是需要同等的摩爾，因此

a × [A] × V_a = b × [B] × V_b

其中a是酸可電離得的氫原子數目；b則為常數，表示了鹼/鹽基可接收H₃O⁺離子的數目。 [A]和[B]分別為酸和鹼/鹽基的濃度；V_a 和 V_b則分別代表了酸和鹼/鹽基的容量。

應用

• 酸鹼中和滴定利用了中和反應，以測定未知溶液的濃度。
• 在污水處理方面，中和反應則常常用來減低水中污染物對環境的傷害，例如加入不同的化學品以控制污水的酸鹼度。
• 抗酸藥則用以中和造成胃部和下食道不適的過多胃酸（其中主要的成份為氫氯酸），服用碳酸氫鈉亦可解決這個問題。
• 農夫常常加入熟石灰（氫氧化鈣）和石灰石（碳酸鈣）於泥土，以中和因呈酸性而難以讓植物生長的土壤。
• 使用弱鹼氨（NH₃），中和硫酸及硝酸後製得的硫酸銨和硝酸銨可用作製造肥料。
• 人的皮膚被螞蟻叮過後會產生蟻酸，令皮膚痕癢，塗上適量的稀氨水或肥皂水（含有微鹼）可中和蟻酸，從而對皮膚痕癢起了緩和作用。