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Natriumcarbonat ist eine basische Verbindung, dh es setzt Hydroxidionen (OH-) frei, wenn es in Wasser gelöst wird. Salzsäure wiederum ist sauer, was bedeutet, dass sie Protonen (H +) freisetzt, wenn sie in Wasser gelöst werden. Wenn sie in einer wässrigen Lösung kombiniert werden, interagieren sie in einer Säure-Base-Reaktion. Chemiker bezeichnen diesen Prozess als Neutralisation und verwenden ihn, um die Menge an Säure oder Base in einer Vielzahl von Proben zu bestimmen.
Natriumcarbonat
Natriumcarbonat ist eine wasserlösliche ionische Verbindung, die durch die Formel Na 2 CO 3 dargestellt wird. Chemiker klassifizieren es als ionisch, da es positive Metallionen (Natriumionen, Na +) und negative mehratomige Ionen (Carbonationen (CO3) 2-) enthält. In Wasser setzt es seine jeweiligen Ionen in einem als Dissoziation bekannten Prozess frei. Das Carbonation ist für das Grundverhalten von Natriumcarbonat verantwortlich, da es durch Extraktion eines Protons aus zwei Wassermolekülen Hydroxidionen erzeugt: (CO3) 2- + 2 H2O -> H2CO3 + 2 OH-.
Salzsäure
Salzsäure (auch als Salzsäure bekannt) ist eine starke Säure, deren chemische Formel HCl ist. Die Bezeichnung der starken Säure ergibt sich aus der vollständigen Dissoziation von HCl in Protonen (H +, die für das Säureverhalten verantwortliche Spezies) und in Chloridionen (Cl-) in Gegenwart von Wasser.
Säure-Base-Reaktionschemie
Wenn sich Säuren und Basen verbinden, produzieren sie ein Salz (eine ionische Verbindung) und Wasser. Im Fall von Natriumcarbonat und Salzsäure ist das erzeugte Salz Natriumchlorid, und Wasser entsteht durch die Zersetzung von Kohlensäure (H2CO3). Dies kann durch einen zweistufigen Prozess dargestellt werden. Das erste ist die Reaktion: 2 HCl + Na 2 CO 3 -> 2 NaCl + H 2 CO 3. Die zweite ist die Zersetzung von Kohlensäure in Wasser und Kohlendioxid: H2CO3 -> H2O + CO2. Die Gesamtreaktion kann daher dargestellt werden durch: 2 HCl + Na 2 CO 3 -> 2 NaCl + H 2 O + CO 2.
Titration
Die Titration ist eine Analysetechnik, bei der die Konzentration einer Substanz (die Substanzmenge pro Milliliter Lösung) bestimmt wird. Dies beinhaltet normalerweise eine chemische Reaktion, bei der das Titriermittel (eine Lösung, deren Konzentration genau bekannt ist) in einen Glaszylinder gegeben wird, der als Bürette bezeichnet wird, um die Flüssigkeitsvolumina mit großer Präzision zu bestimmen. Der Analyt (die analysierte Substanz) wird normalerweise in einen Kolben oder ein Becherglas unter der Bürette gegeben. Das Titriermittel wird dann zu dem Analyten gegeben, bis die Reaktion abgeschlossen ist. Die Bestimmung, wann die Reaktion abgeschlossen ist, erfordert normalerweise die Zugabe eines Indikators zum Analyten. Der Indikator ist eine Verbindung, die ihre Farbe ändert, wenn eine kleine Menge nicht umgesetztes Titriermittel in der Flasche vorhanden ist.
Anwendungen
Die Menge an Natriumcarbonat in einer Probe kann durch Titration mit Salzsäure unter Verwendung von Bromkresolgrün als Indikator bestimmt werden. Dieser Indikator wechselt von blau nach grün, wenn der Reaktionskolben einen kleinen Überschuss an Salzsäure enthält. Eine Variation dieser Technik wird verwendet, um die Menge an Carbonationen in Wasserproben aus Flüssen, Seen, Bächen, Schwimmbädern und städtischen Stauseen zu bestimmen.
