- Reakcje przemieszczenia
- Prosty
- Wypieranie wodoru i metali
- Przemieszczenie z halogenami
- Podwójnie
- Reakcja neutralizacji kwasowo-zasadowa
- Przykłady
- Prosty
- Podwójnie
- Bibliografia
Do przemieszczenia reakcji są te, w których związki chemiczne na inną w związku. Przemieszczenie to może być proste lub podwójne, różniąc się tym, że w pierwszym jest to element, który się porusza, podczas gdy w drugim następuje zmiana „par” pomiędzy dwoma związkami.
Tego typu reakcje są możliwe tylko w określonych warunkach: jeden z gatunków musi mieć stopień utlenienia równy zero lub wszystkie muszą być koniecznie zjonizowane. Co oznacza zerowa liczba utleniania? Oznacza to, że gatunek jest w stanie naturalnym.
Bardzo ilustracyjnym przykładem powyższego podejścia jest reakcja pomiędzy drutem miedzianym a roztworem azotanu srebra. Ponieważ miedź jest metalem w stanie naturalnym, jej stopień utlenienia wynosi zero; Z drugiej strony srebro to +1 (Ag + ), które jest rozpuszczone razem z jonami azotanowymi (NO 3 - ).
Metale oddają elektrony, ale niektóre są bardziej aktywne niż inne; Oznacza to, że nie wszystkie metale tak łatwo rdzewieją. Ponieważ miedź jest bardziej aktywna niż srebro, przekazuje jej swoje elektrony, redukując je do stanu naturalnego, odzwierciedlonego jako srebrna powierzchnia pokrywająca drut miedziany (obrazek powyżej).
Reakcje przemieszczenia
Prosty
Wypieranie wodoru i metali
Górny obraz przedstawia kolumnę w malejącej kolejności aktywności, podświetlającą cząsteczkę wodoru. Te metale, które są powyżej tego poziomu, będą w stanie wyprzeć go w nieutleniających kwasach (HCl, HF, H 2 SO 4 itp.), A te, które są poniżej, nie będą w ogóle reagować.
Prostą reakcję przemieszczenia można opisać następującym ogólnym równaniem:
A + BC => AB + C
A wypiera C, który może być cząsteczką H 2 lub innym metalem. Jeżeli H 2 powstaje w wyniku redukcji jonów H + (2H + + 2e - => H 2 ), to gatunek A musi - ze względu na zachowanie masy i energii - dostarczyć elektronów: musi zostać utleniony.
Z drugiej strony, jeśli A i C są metalami, ale C jest w postaci jonowej (M + ) i A w stanie naturalnym, to reakcja wypierania nastąpi tylko wtedy, gdy A jest bardziej aktywny niż C, wymuszając to drugie przyjąć elektrony, aby zredukować je do ich stanu metalicznego (M).
Przemieszczenie z halogenami
W ten sam sposób halogeny (F, Cl, Br, I, At) mogą poruszać się ze sobą, ale w następstwie innej serii czynności. W tym przypadku aktywność maleje, gdy schodzi się do grupy 7A (lub 17): I.
Na przykład następująca reakcja zachodzi naturalnie:
F 2 (g) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + I 2 (s)
Jednak ta druga nie produkuje żadnych produktów z powodów właśnie wyjaśnionych:
I 2 (s) + NaF (ac) => X
W powyższym równaniu X oznacza brak reakcji.
Dzięki tej wiedzy można przewidzieć, która mieszanina soli halogenowych z czystymi pierwiastkami daje produkty. Jako mnemonik, jod (lotna fioletowa substancja stała) nie wypiera żadnego z innych halogenów, ale inne wypierają go w formie jonowej (Na + I - ).
Podwójnie
Reakcja podwójnego wypierania, znana również jako reakcja metatezy, jest przedstawiona w następujący sposób:
AB + CD => AD + CB
Tym razem nie tylko A wypiera C, ale także B wypiera D. Ten typ wypierania występuje tylko wtedy, gdy zmieszają się roztwory rozpuszczalnych soli i wytrąci się osad; to znaczy AD lub CB muszą być nierozpuszczalne i mieć silne oddziaływania elektrostatyczne.
Na przykład, podczas mieszania roztworów KBr i AgNO 3 , cztery jony przemieszczają się przez ośrodek, aż utworzą odpowiednie pary równania:
KBr (aq) + AgNO 3 (aq) => AgBr (s) + KNO 3 (aq)
Jony Ag + i Br - tworzą osad bromku srebra, natomiast K + i NO 3 - nie mogą tworzyć kryształów azotanu potasu.
Reakcja neutralizacji kwasowo-zasadowa
Gdy kwas jest neutralizowany zasadą, zachodzi reakcja podwójnego wypierania:
HCl (aq) + NaOH (aq) => NaCl (aq) + H 2 O (l)
Tutaj nie tworzy się osad, ponieważ chlorek sodu jest solą bardzo dobrze rozpuszczalną w wodzie, ale następuje zmiana pH, która dostosowuje się do wartości bliskiej 7.
Jednak w następującej reakcji jednocześnie zachodzi zmiana pH i tworzenie się osadu:
H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 => Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 3H 2 O (l)
Fosforan wapnia jest nierozpuszczalny, wytrąca się w postaci białej substancji stałej, podczas gdy kwas fosforowy jest zobojętniany wodorotlenkiem wapnia.
Przykłady
Prosty
Cu (s) + 2AgNO 3 (aq) => Cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2Ag (s)
To jest reakcja obrazu na drut miedziany. Jeśli przyjrzysz się serii chemicznej aktywności metali, zobaczysz, że miedź znajduje się ponad srebrem, więc może ją wyprzeć.
Zn (s) + CuSO 4 (aq) => ZnSO 4 (aq) + Cu (s)
W przypadku tej drugiej reakcji zachodzi odwrotnie: teraz niebieskawy roztwór CuSO 4 staje się przezroczysty, gdy miedź wytrąca się jako metal, a jednocześnie metaliczny cynk rozpada się na rozpuszczalną sól siarczanu cynku.
2Al (s) + 3NiBr 2 (ac) => 2AlBr 3 (ac) + 3Ni (s)
Ponownie, ta reakcja zachodzi, ponieważ aluminium znajduje się powyżej niklu w szeregu czynności chemicznych.
Sn (s) + H 2 SO 4 (aq) => SnSO 4 (aq) + H 2 (g)
Tutaj cyna wypiera wodór, chociaż w serii jest jej bardzo bliska.
2K (s) + 2H 2 O (l) => 2 KOH (aq) + H 2 (g)
Wreszcie te metale, które są w najwyższej części szeregu, są tak reaktywne, że wypierają nawet wodór w cząsteczkach wody, generując bardzo egzotermiczną (i wybuchową) reakcję.
Podwójnie
Zn (NO 3 ) 2 (aq) + 2NaOH (aq) => Zn (OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (aq)
Chociaż zasada nie neutralizuje żadnego kwasu, jony OH - mają większe powinowactwo do Zn 2+ niż jony NO 3 - ; z tego powodu występuje podwójne przemieszczenie.
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2NaNO 3 (aq)
Ta reakcja jest bardzo podobna do poprzedniej, z tą różnicą, że oba związki są solami rozpuszczonymi w wodzie.
Bibliografia
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning, str. 145–150.
- Toby Hudson. (3 kwietnia 2012). Wytrącanie srebra na miedzi. . Zaczerpnięte z: commons.wikimedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 maja 2018). Co to jest reakcja przemieszczenia w chemii? Zaczerpnięte z: thinkco.com
- amrita.olabs.edu.in,. (2011). Reakcja na pojedyncze przemieszczenie. Zaczerpnięte z: amrita.olabs.edu.in
- Byju's. (15 września 2017). Reakcje przemieszczenia. Zaczerpnięte z: byjus.com
- Typy reakcji chemicznych: reakcje pojedynczego i podwójnego wypierania. Zaczerpnięte z: jsmith.cis.byuh.edu