- Реакції зміщення
- Простий
- Витіснення водню та металів
- Зміщення галогенами
- Подвійний
- Реакція нейтралізації кислотно-основної
- Приклади
- Простий
- Подвійний
- Список літератури
Ці зміщення реакції є все ті , в яких хімічні частинки переміщається в іншу в межах з'єднання. Це переміщення може бути простим або подвійним, відрізняючись тим, що в першому він є зміщеним елементом, а в другому відбувається зміна "пар" між двома сполуками.
Ці типи реакцій можливі лише за певних умов: один із видів повинен мати нульове число окислення або всі вони обов'язково повинні бути іонізовані. Що означає число окислення нуля? Це означає, що вид знаходиться у своєму природному стані.
Дуже наочним прикладом вищезазначеного підходу є реакція між мідним дротом та розчином нітрату срібла. Оскільки мідь - це метал у своєму природному стані, то його число окислення дорівнює нулю; З іншого боку, срібло - це +1 (Ag + ), який лежить розчиненим разом з іонами нітратів (NO 3 - ).
Метали віддають електрони, але деякі активніші, ніж інші; Це означає, що не всі метали так легко іржавіють. Оскільки мідь активніша, ніж срібло, вона дарує їй свої електрони, зводячи її до природного стану, відбиваючись у вигляді срібної поверхні, що покриває мідний дріт (зображення вище).
Реакції зміщення
Простий
Витіснення водню та металів
На верхньому зображенні показаний стовпчик у порядку зменшення, виділяючи молекулу водню. Ті метали, які вище цього, зможуть витіснити його в неокислювальних кислотах (HCl, HF, H 2 SO 4 тощо), а ті, що знаходяться нижче, взагалі не реагуватимуть.
Просту реакцію переміщення можна описати наступним загальним рівнянням:
A + BC => AB + C
A витісняє С, яка може бути молекулою Н 2 або іншим металом. Якщо Н 2 утворюється за рахунок відновлення іонів Н + (2Н + + 2е - => Н 2 ), то види А повинні - завдяки збереженню маси та енергії - забезпечувати електрони: він повинен окислюватися.
З іншого боку, якщо A і C - металеві види, але C знаходиться в іонній формі (M + ), а A у своєму природному стані, то реакція переміщення відбудеться лише у тому випадку, якщо A активніший, ніж C, що змушує останнє прийняти електрони, щоб звести їх до металевого стану (М).
Зміщення галогенами
Таким же чином галогени (F, Cl, Br, I, At) можуть переміщуватися один з одним, але слідуючи іншій серії діяльності. Для цього активність зменшується, коли людина спускається через групу 7A (або 17): I
Наприклад, природно відбувається така реакція:
F 2 (g) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + I 2 (s)
Однак ця інша продукція не виробляє жодної продукції з пояснених причин:
I 2 (s) + NaF (ac) => X
У наведеному вище рівнянні X означає, що реакції немає.
Маючи ці знання, можна передбачити, яка суміш галогенних солей з чистими елементами виробляє продукти. Як мнемічний, йод (летюче фіолетове тверде речовина) не витісняє жодного з інших галогенів, але інші витісняють його, коли в іонній формі (Na + I - ).
Подвійний
Реакція подвійного переміщення, також відома як реакція метатези, представлена так:
AB + CD => AD + CB
Цього разу не тільки A витісняє C, але і B витісняє D. Цей тип переміщення відбувається лише тоді, коли розчинні сольові розчини змішуються і утворюється осад; тобто AD або CB повинні бути нерозчинні та мати сильні електростатичні взаємодії.
Наприклад, при змішуванні розчинів KBr та AgNO 3 чотири іони рухаються через середовище, поки вони не утворюють відповідні пари рівняння:
KBr (aq) + AgNO 3 (aq) => AgBr (s) + KNO 3 (aq)
Ag + і Br - іони утворюють осад броміду срібла, тоді як K + і NO 3 - не можуть бути організовані для утворення кристала калійної селітри.
Реакція нейтралізації кислотно-основної
Коли нейтралізується кислота підставою, відбувається реакція подвійного переміщення:
HCl (aq) + NaOH (aq) => NaCl (aq) + H 2 O (l)
Тут не утворюється осад, оскільки хлорид натрію - це дуже розчинна сіль у воді, проте відбувається зміна pH, яка регулюється значенням, близьким до 7.
Однак у наступній реакції зміна рН та утворення осаду відбуваються одночасно:
H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 => Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 3H 2 O (l)
Фосфат кальцію нерозчинний, осаджуючись у вигляді білого твердого речовини, а фосфорна кислота нейтралізується гідроксидом кальцію.
Приклади
Простий
Cu (s) + 2AgNO 3 (aq) => Cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2Ag (s)
Це реакція зображення мідного дроту. Якщо ви подивитесь на низку хімічних дій щодо металів, то виявите, що мідь вище срібла, тому вона може її витіснити.
Zn (s) + CuSO 4 (aq) => ZnSO 4 (aq) + Cu (s)
З цією іншою реакцією відбувається зворотне: тепер синюватий розчин CuSO 4 стає прозорим, коли мідь осаджується як метал, і в той же час металевий цинк розпадається на розчинну сіль сульфату цинку.
2Al (s) + 3NiBr 2 (ac) => 2AlBr 3 (ac) + 3Ni (s)
Знову ж таки, ця реакція виникає через те, що алюміній вище нікелю в ряді хімічних дій.
Sn (s) + H 2 SO 4 (aq) => SnSO 4 (aq) + H 2 (g)
Тут олово витісняє водень, хоча він дуже близький до нього в серії.
2K (s) + 2H 2 O (l) => 2KOH (aq) + H 2 (g)
Нарешті, ті метали, які знаходяться у найвищій частині серії, настільки реактивні, що витісняють навіть водень у молекулах води, породжуючи дуже екзотермічну (і вибухову) реакцію.
Подвійний
Zn (NO 3 ) 2 (aq) + 2NaOH (aq) => Zn (OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (aq)
Незважаючи на те, підстава не нейтралізує будь-яку кислоту, ОН - іони мають більшу спорідненість до Zn 2+ , ніж NO 3 - іонів ; з цієї причини відбувається подвійне переміщення.
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2NaNO 3 (aq)
Ця реакція дуже схожа на попередню, з тією різницею, що обидва сполуки є солями, розчиненими у воді.
Список літератури
- Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. Хімія. (8-е видання). CENGAGE Навчання, с 145-150.
- Тобі Хадсон. (3 квітня 2012 р.). Осадження срібла на міді. . Взято з: commons.wikimedia.org
- Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (3 травня 2018 р.). Що таке реакція зміщення в хімії? Взято з: thinkco.com
- amrita.olabs.edu.in,. (2011 р.). Реакція одного переміщення. Взято з: amrita.olabs.edu.in
- Б'юджу. (15 вересня 2017 р.). Реакції переміщення. Взято з: byjus.com
- Види хімічних реакцій: реакції одно- та подвійного зміщення. Взято з: jsmith.cis.byuh.edu