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Natriumcarbonat ist eine basische Verbindung, dh es setzt beim Lösen in Wasser Hydroxidionen (OH-) frei. Salzsäure wiederum ist sauer, dh sie löst beim Auflösen in Wasser Protonen (H +) aus. Wenn sie in einer wässrigen Lösung kombiniert werden, interagieren sie in einer Säure-Base-Reaktion. Chemiker bezeichnen diesen Prozess als Neutralisation und verwenden ihn zur Bestimmung der Menge an Säure oder Base in einer Vielzahl von Proben.
Natriumcarbonat
Natriumcarbonat ist eine wasserlösliche ionische Verbindung der Formel Na 2 CO 3. Chemiker stufen es als ionisch ein, da es positive Metallionen (Natriumion, Na +) und negative mehratomige Ionen (Carbonation, (CO3) 2-) enthält. In Wasser setzt es seine jeweiligen Ionen in einen Prozess frei, der als Dissoziation bekannt ist. Das Carbonation ist für das grundlegende Verhalten von Natriumcarbonat verantwortlich, da es Hydroxidionen erzeugt, indem ein Proton aus zwei Wassermolekülen extrahiert wird: (CO3) 2- + 2 H2O → H2CO3 + 2 OH-.
Salzsäure
Salzsäure (auch als Salzsäure bekannt) ist eine starke Säure, deren chemische Formel HCl ist. Die starke Säurebezeichnung resultiert aus der vollständigen Dissoziation von HCl in Protonen (H +, die für das saure Verhalten verantwortliche Spezies) und Chloridionen (Cl-) in Gegenwart von Wasser.
Chemie der Säure-Base-Reaktion
Wenn Säuren und Basen sich vereinigen, produzieren sie ein Salz (eine ionische Verbindung) und Wasser. Im Fall von Natriumcarbonat und Salzsäure wird Natriumchlorid erzeugt, und Wasser entsteht durch Zersetzung von Kohlensäure (H2CO3). Dies kann durch einen zweiphasigen Prozess dargestellt werden. Die erste ist die Reaktion: 2 HCl + Na 2 CO 3 -> 2 NaCl + H2CO 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 analytische Technik, bei der die Konzentration einer Substanz (die Substanzmenge pro Milliliter Lösung) bestimmt wird. In der Regel handelt es sich dabei um eine chemische Reaktion, bei der das Titriermittel (eine Lösung, deren Konzentration genau bekannt ist) in einen Glaszylinder (Bürette) gegeben wird, mit dem Flüssigkeitsvolumina mit hoher Genauigkeit bestimmt werden können. Der Analyt (die zu analysierende Substanz) wird normalerweise in einen Kolben oder Becher unter die Bürette gestellt. Das Titriermittel wird dann zu dem Analyten zugegeben, bis die Reaktion abgeschlossen ist. Um zu bestimmen, wann die Reaktion normalerweise abgeschlossen ist, muss dem Analyten ein Indikator hinzugefügt werden. Der Indikator ist eine Verbindung, die ihre Farbe ändert, wenn eine geringe Menge an nicht umgesetztem Titriermittel in der Durchstechflasche 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 zu grün, wenn das Reaktionsgefäß einen geringen Überschuss an Salzsäure enthält. Eine Variante dieser Technik wird verwendet, um die Menge an Carbonationen in Wasserproben aus Flüssen, Seen, Bächen, Pools und städtischen Reservoiren zu bestimmen.