- typer
- nøytralisering
- nedbør
- eksempler
- Eksempel 1
- Eksempel 2
- Eksempel 3
- Eksempel 4
- Eksempel 5
- Eksempel 6
- Eksempel 7
- Eksempel 8
- referanser
Den doble substitusjon , dobbelt forskyvning eller metatese- reaksjon er en hvori en dobbel ionebytting oppstår mellom to forbindelser, uten at noen av disse blir oksydert eller redusert. Det er en av de mest elementære kjemiske reaksjonene.
De nye bindingene dannes av de store elektrostatiske tiltrekningskreftene mellom ionene. På samme måte favoriserer reaksjonen dannelsen av den mest stabile arten, hovedsakelig vannmolekylet. Bildet nedenfor illustrerer den generelle kjemiske ligningen for dobbel substitusjonsreaksjon.
De opprinnelige forbindelsene AX og BY reagerer ved å utveksle "deres partnere" og danner dermed to nye forbindelser: AY og BX. Denne reaksjonen oppstår hvis og bare hvis A og Y er mer beslektet enn A og B, eller hvis BX-bindingene er mer stabile enn BY. Siden reaksjonen er en enkel ionebytter, vinner eller mister verken ion elektroner (redoksreaksjon).
Således, hvis A er et kation med +1-ladning i forbindelse AX, vil det ha den samme +1-ladningen i forbindelse AY. Det samme gjelder resten av "bokstavene." Denne reaksjonstypen er støtte for syre-base-reaksjoner og dannelse av utfellinger.
typer
nøytralisering
En sterk syre reagerer med en sterk base for å produsere oppløselige salter og vann. Når en av de to - syren eller basen - er svak, ioniseres ikke saltet som produseres; det vil si i et vandig medium som er i stand til å hydrolysere. På samme måte kan syren eller basen nøytraliseres med et salt.
Ovennevnte kan igjen representeres av den kjemiske ligningen med bokstavene AXBY. Siden Brønsted-surhet bare er indikert av H + og OH - -ionene , representerer disse bokstavene A og Y:
HX + BOH => HOH + BX
Denne kjemiske ligning svarer til nøytraliseringen, noe som er ganske enkelt reaksjon mellom en HX syre og en base for fremstilling av BOH HOH (H 2 O) og BX-salt, som kan eller ikke kan være oppløselig i vann.
Skjelettet kan variere i henhold til de støkiometriske koeffisientene eller syrens art (hvis den er organisk eller uorganisk).
nedbør
I denne reaksjonstypen er ett av produktene uoppløselig i mediet, generelt vandig, og presipiterer (det faste stoffet legger seg fra resten av løsningen).
Opplegget er som følger: to oppløselige forbindelser, AX og BY, blandes, og ett av produktene, AY eller BX, faller ut, noe som vil avhenge av løselighetsreglene:
AX + BY => ÅÅ (e) + BX
AX + BY => AY + BX (s)
I tilfelle at både AY og BX er uoppløselige i vann, vil paret av ioner som har sterkest elektrostatisk interaksjon presipitere, noe som kan gjenspeiles kvantitativt i verdiene deres for løselighetskonstanter (Kps).
I de fleste nedbørreaksjoner er imidlertid det ene saltet oppløselig og det andre utfeller. Begge reaksjonene - nøytralisering og nedbør - kan forekomme i den samme blandingen av stoffer.
eksempler
Eksempel 1
HCl (aq) + NaOH (aq) => H 2 O (l) + NaCl (aq)
Hva slags reaksjon er dette? Saltsyre reagerer med natriumhydroksyd, og genererer vann og natriumklorid som en konsekvens. Fordi NaCl er veldig løselig i vandig medium, og det også ble dannet et vannmolekyl, er reaksjonen i eksempel 1 en nøytralisering.
Eksempel 2
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2NaNO 3 (aq)
Verken H + eller OH - ionet er til stede i denne reaksjonen , og heller ikke vannmolekylet på høyre side av den kjemiske ligningen.
Kobber (II) nitrat eller cupric nitrat, bytter ut ioner med natriumsulfid. Kobbersulfid er uoppløselig, utfeller i motsetning til natriumnitrat, et løselig salt.
Cu (NO 3 ) 2 -løsning er blålig, mens Na- 2- S -løsning er gulaktig. Når begge er blandet, forsvinner fargene og CuS faller ut, som er et svartaktig fast stoff.
Eksempel 3
CH 3 COOH (aq) + NaOH (aq) => CH 3 COONa (aq) + H 2 O (l)
Igjen, dette er nok en nøytraliseringsreaksjon. Eddiksyre reagerer med natriumhydroksyd for å danne natriumacetatsalt og et vannmolekyl.
I motsetning til eksempel 1, er ikke natriumacetat et salt som er fullstendig ionisert, siden anionen er hydrolysert:
CH 3 COO - (aq) + H 2 O (l) <=> CH 3 COOH (aq) + OH - (aq)
Eksempel 4
2HI (aq) + CaCO 3 (s) => H 2 CO 3 (aq) + CaI 2 (aq)
I denne reaksjonen, som til tross for at den ikke ser ut til å være nøytralisering, reagerer hydrojodsyren fullstendig med kalksteinen for å generere kullsyre og kalsiumjodid. Videre nedbryter utviklingen av varme (eksoterm reaksjon) kullsyre til karbondioksid og vann:
H 2 CO 3 (aq) => CO 2 (g) + H 2 O (l)
Den generelle reaksjonen er som:
2HI (aq) + CaCO 3 (s) => CO 2 (g) + H 2 O (l) + Cai 2 (aq)
Kalsiumkarbonat, det basiske saltet, nøytraliserer også hydroksyre.
Eksempel 5
AgNO 3 (aq) + NaCl (aq) => AgCl (s) + NaNO 3 (aq)
Sølvnitrat bytter ioner med natriumklorid, og danner således det uoppløselige salt sølvklorid (hvitaktig bunnfall) og natriumnitrat.
Eksempel 6
2 H 3 PO 4 (aq) + 3ca (OH) 2 (aq) => 6 H 2 O (l) + Ca 3 (PO 4 ) 2 (s)
Fosforsyre nøytraliseres av kalsiumhydroksyd, og danner følgelig det uoppløselige salt kalsiumfosfat og seks mol vannmolekyler.
Dette er et eksempel på en dobbelt substitusjonsreaksjon av begge typer: nøytralisering av syren og utfelling av et uoppløselig salt.
Eksempel 7
K 2 S (aq) + MgSO 4 (aq) => K 2 SO 4 (aq) + MgS (s)
Kaliumsulfid reagerer med magnesiumsulfat og samler S 2– og Mg 2+ -ionene i løsning for å danne det uoppløselige magnesiumsulfidsaltet og det oppløselige kaliumsulfat-saltet.
Eksempel 8
Na 2 S (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H 2 S (g)
Natriumsulfid nøytraliserer saltsyre og genererer natriumklorid og hydrogensulfid.
I denne reaksjonen dannes ikke vann (i motsetning til de vanligste nøytraliseringene), men det ikke-elektrolytiske molekylet hydrogensulfid, hvis lukten av råtne egg er veldig ubehagelig. H 2 S rømmer fra oppløsningen i gassform og resten av arten forblir oppløst.
referanser
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Learning, s 150-155.
- Quimicas.net (2018). Eksempler på dobbel substitusjonsreaksjon. Hentet 28. mai 2018, fra: quimicas.net
- Metatisereaksjoner. Hentet 28. mai 2018, fra: science.uwaterloo.ca
- Khan Academy. (2018). Doble erstatningsreaksjoner. Hentet 28. mai 2018, fra: khanacademy.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8. mai 2016). Definisjon av dobbelt erstatningsreaksjon. Hentet 28. mai 2018, fra: thoughtco.com