- Rodzaje
- Neutralizacja
- Opad atmosferyczny
- Przykłady
- Przykład 1
- Przykład 2
- Przykład 3
- Przykład 4
- Przykład 5
- Przykład 6
- Przykład 7
- Przykład 8
- Bibliografia
Podwójne podstawienie , podwójne przesunięcie lub metateza reakcji jest taka, w której występuje podwójne wymiany jonowej między dwoma związkami, żadne z nich jest utleniony lub zmniejszone. Jest to jedna z najbardziej elementarnych reakcji chemicznych.
Nowe wiązania są tworzone przez duże elektrostatyczne siły przyciągania między jonami. Podobnie reakcja sprzyja tworzeniu się najbardziej stabilnych gatunków, głównie cząsteczki wody. Poniższy obraz ilustruje ogólne równanie chemiczne reakcji podwójnego podstawienia.
Początkowe związki AX i BY reagują wymieniając „swoich partnerów”, tworząc w ten sposób dwa nowe związki: AY i BX. Ta reakcja zachodzi wtedy i tylko wtedy, gdy A i Y są bardziej powiązane niż A i B lub jeśli wiązania BX są bardziej stabilne niż wiązania BY. Ponieważ reakcja jest prostą wymianą jonową, ani jon nie zyskuje, ani nie traci elektronów (reakcja redoks).
Tak więc, jeśli A jest kationem z ładunkiem +1 w związku AX, będzie miał taki sam ładunek +1 w związku AY. To samo dotyczy pozostałych „liter”. Ten typ reakcji wspomaga reakcje kwasowo-zasadowe i tworzenie osadów.
Rodzaje
Neutralizacja
Silny kwas reaguje z mocną zasadą, tworząc rozpuszczalne sole i wodę. Kiedy jeden z nich - kwas lub zasada - jest słaby, wytworzona sól nie jest całkowicie zjonizowana; to znaczy w środowisku wodnym zdolnym do hydrolizy. Podobnie kwas lub zasadę można zobojętnić solą.
Powyższe można ponownie przedstawić za pomocą równania chemicznego z literami AXBY. Jednak ponieważ kwasowość Brønsteda jest wskazywana tylko przez jony H + i OH - , te następnie reprezentują litery A i Y:
HX + BOH => HOH + BX
To równanie chemiczne odpowiada zobojętnianiu, które jest po prostu reakcją między kwasem HX a zasadą BOH w celu wytworzenia HOH (H 2 O) i soli BX, która może być rozpuszczalna lub nie w wodzie.
Jego szkielet może się różnić w zależności od współczynników stechiometrycznych lub natury kwasu (jeśli jest organiczny lub nieorganiczny).
Opad atmosferyczny
W tego typu reakcji jeden z produktów jest nierozpuszczalny w ośrodku, na ogół wodnym, i wytrąca się (substancja stała osadza się z reszty roztworu).
Schemat jest następujący: miesza się dwa rozpuszczalne związki, AX i BY, i jeden z produktów, AY lub BX, wytrąca się, co będzie zależało od zasad rozpuszczalności:
AX + BY => AY (s) + BX
AX + BY => AY + BX (s)
W przypadku, gdy zarówno AY, jak i BX są nierozpuszczalne w wodzie, wytrąci się para jonów, które wykazują najsilniejsze oddziaływania elektrostatyczne, co można ilościowo odzwierciedlić w ich wartościach stałych rozpuszczalności (Kps).
Jednak w większości reakcji strącania jedna sól jest rozpuszczalna, a druga wytrąca się. Obie reakcje - neutralizacja i strącanie - mogą zachodzić w tej samej mieszaninie substancji.
Przykłady
Przykład 1
HCl (aq) + NaOH (aq) => H 2 O (l) + NaCl (aq)
Co to za reakcja? Kwas solny reaguje z wodorotlenkiem sodu, tworząc w konsekwencji wodę i chlorek sodu. Ponieważ NaCl jest bardzo dobrze rozpuszczalny w środowisku wodnym i powstała również cząsteczka wody, reakcja w przykładzie 1 jest reakcją neutralizacji.
Przykład 2
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2NaNO 3 (aq)
Ani jon H +, ani jon OH - nie są obecne w tej reakcji , podobnie jak cząsteczka wody po prawej stronie równania chemicznego.
Azotan miedzi (II) lub azotan miedziowy wymienia jony z siarczkiem sodu. Siarczek miedzi jest nierozpuszczalny, wytrąca się w przeciwieństwie do azotanu sodu, rozpuszczalnej soli.
Roztwór Cu (NO 3 ) 2 jest niebieskawy, podczas gdy roztwór Na 2 S jest żółtawy. Gdy oba są zmieszane, kolory znikają i wytrąca się CuS, który jest czarnawym ciałem stałym.
Przykład 3
CH 3 COOH (aq) + NaOH (aq) => CH 3 COONa (aq) + H 2 O (l)
To kolejna reakcja neutralizacji. Kwas octowy reaguje z wodorotlenkiem sodu, tworząc sól octanu sodu i cząsteczkę wody.
W przeciwieństwie do przykładu 1, octan sodu nie jest solą w pełni zjonizowaną, ponieważ anion jest hydrolizowany:
CH 3 COO - (aq) + H 2 O (l) <=> CH 3 COOH (aq) + OH - (aq)
Przykład 4
2HI (aq) + CaCO 3 (s) => H 2 CO 3 (aq) + CaI 2 (aq)
W tej reakcji - która chociaż nie wydaje się być zobojętniająca - kwas jodowodorowy całkowicie reaguje z wapieniem, tworząc kwas węglowy i jodek wapnia. Ponadto wydzielanie się ciepła (reakcja egzotermiczna) powoduje rozkład kwasu węglowego na dwutlenek węgla i wodę:
H 2 CO 3 (aq) => CO 2 (g) + H 2 O (l)
Ogólna reakcja jest następująca:
2HI (aq) + CaCO 3 (s) => CO 2 (g) + H 2 O (l) + CaI 2 (aq)
Również węglan wapnia, sól zasadowa, neutralizuje kwas jodowodorowy.
Przykład 5
AgNO 3 (aq) + NaCl (aq) => AgCl (s) + NaNO 3 (aq)
Azotan srebra wymienia jony z chlorkiem sodu, tworząc w ten sposób nierozpuszczalną sól, chlorek srebra (białawy osad) i azotan sodu.
Przykład 6
2H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 (aq) => 6H 2 O (l) + Ca 3 (PO 4 ) 2 (s)
Kwas fosforowy jest neutralizowany wodorotlenkiem wapnia, tworząc w konsekwencji nierozpuszczalną sól fosforanu wapnia i sześć moli cząsteczek wody.
Jest to przykład podwójnej reakcji podstawienia obu typów: zobojętnienia kwasu i wytrącenia nierozpuszczalnej soli.
Przykład 7
K 2 S (aq) + MgSO 4 (aq) => K 2 SO 4 (aq) + MgS (s)
Siarczek potasu reaguje z siarczanem magnezu, łącząc jony S 2– i Mg 2+ w roztworze, tworząc nierozpuszczalną sól siarczku magnezu i rozpuszczalną sól siarczanu potasu.
Przykład 8
Na 2 S (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H 2 S (g)
Siarczek sodu neutralizuje kwas solny, wytwarzając chlorek sodu i siarkowodór.
W tej reakcji nie powstaje woda (w przeciwieństwie do większości typowych neutralizacji), ale nieelektrolityczna cząsteczka siarkowodoru, której zapach zgniłych jaj jest bardzo nieprzyjemny. H 2 S wydostaje się z roztworu w postaci gazowej, a reszta pozostaje rozpuszczona.
Bibliografia
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning, s. 150–155.
- Quimicas.net (2018). Przykłady reakcji podwójnego podstawienia. Pobrano 28 maja 2018 r. Z: quimicas.net
- Reakcje metatezy. Pobrane 28 maja 2018 r.Z: science.uwaterloo.ca
- Khan academy. (2018). Reakcje podwójnej wymiany. Pobrane 28 maja 2018 z: khanacademy.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8 maja 2016). Definicja reakcji podwójnej zamiany. Pobrane 28 maja 2018 z: thinkco.com