中和反应

  关于“中和”其他的意义，请见“中和”。

盐酸和氢氧化钠之间的中和反应，加入了溴瑞香草蓝作为指示剂

中和反应是化学反应中复分解反应的一种，是指酸和碱互相交换组分，生成盐和水的反应，在中和的过程中，酸里的氢离子和碱中的氢氧根离子会结合成水。中和反应的过程会释放热量，属于放热反应，摩尔氢氧根和氢离子反应吸收55.90千焦耳热量。

一般来说，反应如此进行：

酸 + 碱/ 盐基 → 盐 + 水

例如，盐酸和氢氧化钠发生中和反应，产生氯化钠和水：

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

因为在这个反应中HCl和NaOH离解为离子，所以离子方程式是：

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

因为钠离子和氯离子都只是“旁观离子”，不包括在反应中，净离子反应式成为：

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

最终pH值

中和反应发生后最终产物的pH值不一定是7。如果一强酸与强碱参与中和反应，除非浓度不一样，否则其产物的pH则会是7左右，如强酸盐酸和强碱氢氧化钠发生中和反应，产生氯化钠和水。

• 若一弱酸与强碱/强盐基反应，最终产物的pH则会大于7。例如：弱酸醋酸与强碱氢氧化钠之间的反应。

CH₃COOH + NaOH → Na⁺ + H₂O + CH₃COO^-

其中，钠离子为旁观离子；醋酸则是一种不会完全电离的弱酸，并会在水中释出氢氧根离子。

CH₃COO^- + H₂O ⇌ CH₃COOH + OH^-

因此，反应最终的产物是碱性的。

• 若一强酸与弱碱/弱盐基反应，最终产物的pH则会小于7。例如：强酸氢氯酸和弱盐基CN^-会反应并生成氯离子和氢氰酸。

CN^- + HCl → Cl^- + HCN

其中，氯离子为旁观离子，生成的氢氰酸则为弱酸，会不完全电离并产生H₃O⁺离子。

HCN + H₂O ⇌ CN^- + H₃O⁺

因此，反应最终的产物是酸性的。

• 若一弱酸与弱碱/弱盐基反应，最终产物的pH则取决于参与反应的酸和碱/盐基的强弱度是如何了。

计算

被用作中和反应的酸和碱/盐基是需要同等的摩尔，因此

a × [A] × V_a = b × [B] × V_b

其中a是酸可电离得的氢原子数目；b则为常数，表示了碱/盐基可接收H₃O⁺离子的数目。 [A]和[B]分别为酸和碱/盐基的浓度；V_a 和 V_b则分别代表了酸和碱/盐基的容量。

应用

• 酸碱中和滴定利用了中和反应，以测定未知溶液的浓度。
• 在污水处理方面，中和反应则常常用来减低水中污染物对环境的伤害，例如加入不同的化学品以控制污水的酸碱度。
• 抗酸药则用以中和造成胃部和下食道不适的过多胃酸（其中主要的成分为氢氯酸），服用碳酸氢钠亦可解决这个问题。
• 农夫常常加入熟石灰（氢氧化钙）和石灰石（碳酸钙）于泥土，以中和因呈酸性而难以让植物生长的土壤。
• 使用弱碱氨（NH₃），中和硫酸及硝酸后制得的硫酸铵和硝酸铵可用作制造肥料。
• 人的皮肤被蚂蚁叮过后会产生蚁酸，令皮肤痕痒，涂上适量的稀氨水或肥皂水（含有微碱）可中和蚁酸，从而对皮肤痕痒起了缓和作用。