תוֹכֶן
נתרן פחמתי הוא תרכובת בסיסית, כלומר משחרר יוני הידרוקסיד (OH-) כשהם מומסים במים. חומצה הידרוכלורית, בתורה, היא חומצית, כלומר משחררת פרוטונים (H +) כשהם מומסים במים. כאשר הם משולבים בתמיסה מימית, הם מתקשרים בתגובה חומצית-בסיסית. כימאים מתייחסים לתהליך זה כנטרול ומשתמשים בו לקביעת כמות החומצה או הבסיס במגוון דגימות.
נתרן פחמתי
נתרן פחמתי הוא תרכובת יונית מסיסה במים המיוצגת על ידי הנוסחה Na2CO3. כימאים מסווגים אותו כיוני, מכיוון שהוא מכיל יונים מתכתיים חיוביים (יון נתרן, Na +) ויונים פוליטומיים שליליים (יון פחמתי, (CO3) 2-). במים הוא משחרר את היונים המתאימים לו בתהליך המכונה דיסוציאציה. יון הפחמתי אחראי להתנהגות הבסיסית של נתרן פחמתי, מכיוון שהוא מייצר יוני הידרוקסיד על ידי הפקת פרוטון משתי מולקולות מים: (CO3) 2- + 2 H2O -> H2CO3 + 2 OH-.
חומצה הידרוכלורית
חומצה הידרוכלורית (המכונה גם חומצה מוריאטית) היא חומצה חזקה שהנוסחה הכימית שלה היא HCl. ייעודם של חומצה חזקה נובע מהניתוק המלא של HCl בפרוטונים (H +, המין האחראי על התנהגות חומצה) וביוני כלוריד (Cl-) בנוכחות מים.
כימיה של תגובה חומצית-בסיסית
כאשר חומצות ובסיסים מתאחדים, הם מייצרים מלח (תרכובת יונית) ומים. במקרה של נתרן פחמתי וחומצה הידרוכלורית, המלח המיוצר הוא נתרן כלורי, ומים נובעים מפירוק של חומצה פחמנית (H2CO3). ניתן לייצג זאת בתהליך דו-שלבי. הראשונה היא התגובה: 2 HCl + Na2CO3 -> 2 NaCl + H2CO3. השנייה היא פירוק של חומצה פחמנית במים ופחמן דו חמצני: H2CO3 -> H2O + CO2. התגובה הכוללת יכולה להיות מיוצגת על ידי: 2 HCl + Na2CO3 -> 2 NaCl + H2O + CO2.
טיטרציה
טיטרציה היא טכניקה אנליטית בה נקבע ריכוז החומר (כמות החומר למיליליטר תמיסה). לרוב מדובר בתגובה כימית בה הטיטרנט (תמיסה שריכוזם ידוע במדויק) ממוקם בתוך גליל זכוכית הנקרא בורט, המשמש לקביעת נפחי נוזלים בדיוק רב. האנליט (החומר המנותח) מונח בדרך כלל בבקבוק או בכוס מתחת לבורטה. לאחר מכן מוסיפים את הכותרת לאנליטי עד להשלמת התגובה. קביעת מתי התגובה הושלמה בדרך כלל מחייבת הוספת אינדיקטור לאנליט. האינדיקטור הוא תרכובת שמשנה צבע כאשר קיימת בבקבוק כמות קטנה של טיטרנט שאינו מגיב.
יישומים
ניתן לקבוע את כמות הנתרן פחמתי במדגם על ידי טיטרציה עם חומצה הידרוכלורית תוך שימוש בירוק ברומקרוזול כאינדיקטור. אינדיקטור זה משתנה מכחול לירוק כאשר בקבוק התגובה מכיל עודף קטן של חומצה הידרוכלורית. וריאציה של טכניקה זו משמשת לקביעת כמות יון הפחמתי בדגימות מים מנהרות, אגמים, נחלים, בריכות שחייה ומאגרים עירוניים.
