- Forskyvningsreaksjoner
- Enkel
- Fortrengning av hydrogen og metaller
- Fortrengning med halogener
- Dobbelt
- Syre-base nøytraliseringsreaksjon
- eksempler
- Enkel
- Dobbelt
- referanser
De utskiftningsreaksjoner er alle de hvor en kjemisk art reiser til et annet i en forbindelse. Denne forskyvningen kan være enkel eller dobbel, forskjellig ved at den i den første er et element som er forskjøvet, mens det i den andre er det en bytte av "par" mellom to forbindelser.
Disse typer reaksjoner er bare mulig under visse forhold: en av artene må ha et oksidasjonsnummer på null, eller alle må nødvendigvis ioniseres. Hva betyr et oksidasjonsnummer på null? Det betyr at arten er i sin naturlige tilstand.
Et veldig illustrerende eksempel på fremgangsmåten ovenfor er reaksjonen mellom en kobbertråd og en sølvnitratoppløsning. Siden kobber er et metall i sin naturlige tilstand, er oksidasjonsnummeret null; På den annen side er den av sølv +1 (Ag + ), som ligger oppløst sammen med nitrationene (NO 3 - ).
Metaller gir opp elektroner, men noen er mer aktive enn andre; Dette betyr at ikke alle metaller ruster så lett. Fordi kobber er mer aktivt enn sølv, donerer det elektronene til det, og reduserer det til dets naturlige tilstand, reflektert som en sølvoverflate som dekker kobbertråden (bildet over).
Forskyvningsreaksjoner
Enkel
Fortrengning av hydrogen og metaller
Det øvre bildet viser en kolonne i synkende rekkefølge av aktivitet, og fremhever hydrogemolekylet. De metaller som er over dette vil være i stand til å fortrenge det i de ikke-oksiderende syrene (HCl, HF, H 2 SO 4 , etc.), og de som er under vil ikke reagere i det hele tatt.
Den enkle forskyvningsreaksjonen kan beskrives ved følgende generelle ligning:
A + BC => AB + C
En fortrenger C, som kan være H 2 -molekylet eller et annet metall. Hvis H 2 dannes ved reduksjon av H + -ionene (2H + + 2e - => H 2 ), må art A - på grunn av bevaring av masse og energi - gi elektronene: den må oksideres.
På den annen side, hvis A og C er metalliske arter, men C er i den joniske formen (M + ) og A i sin naturlige tilstand, vil forskyvningsreaksjonen bare skje hvis A er mer aktiv enn C, og tvinger den sistnevnte å akseptere elektroner for å redusere til deres metalliske tilstand (M).
Fortrengning med halogener
På samme måte kan halogener (F, Cl, Br, I, At) bevege seg med hverandre, men følge en annen serie aktiviteter. For disse avtar aktiviteten når en går ned gjennom gruppe 7A (eller 17): I
For eksempel forekommer følgende reaksjon naturlig:
F 2 (g) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + I 2 (s)
Denne andre produserer imidlertid ingen produkter av de nettopp forklarte årsakene:
I 2 (s) + NaF (ac) => X
I ovennevnte ligning betyr X at det ikke er noen reaksjon.
Med denne kunnskapen kan det spås hvilken blanding av halogensalter med de rene elementene som produserer produkter. Som mnemonisk fortrenger ikke jod (et flyktig lilla fast stoff) noen av de andre halogenene, men de andre fortrenger det når de er i ionisk form (Na + I - ).
Dobbelt
Den doble forskyvningsreaksjonen, også kjent som metatisereaksjonen, er representert som følger:
AB + CD => AD + CB
Denne gangen fortrenger ikke bare A, men også B fortrenger D. Denne typen forskyvning skjer bare når oppløsninger av oppløselige salter blandes og det dannes et bunnfall; det vil si at AD eller CB må være uoppløselige og ha sterke elektrostatiske interaksjoner.
Når du for eksempel blander oppløsninger av KBr og AgNO 3 , beveger de fire ionene seg gjennom mediet til de danner de tilsvarende parene i ligningen:
KBr (aq) + AgNO 3 (aq) => AgBr (s) + KNO 3 (aq)
Ag + og Br - ioner danner sølvbromidbunnfallet, mens K + og NO 3 - ikke kan ordnes for å danne en krystall av kaliumnitrat.
Syre-base nøytraliseringsreaksjon
Når en syre nøytraliseres med en base, oppstår en dobbel forskyvningsreaksjon:
HCl (aq) + NaOH (aq) => NaCl (aq) + H 2 O (l)
Her dannes det ikke noe bunnfall, siden natriumklorid er et veldig løselig salt i vann, men det oppstår en pH-endring, som justeres til en verdi nær 7.
Imidlertid forekommer en endring i pH og dannelse av et bunnfall i den følgende reaksjon samtidig:
H 3 PO 4 (aq) + 3ca (OH) 2 => Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 3 H 2 O (l)
Kalsiumfosfat er uoppløselig, utfelt som et hvitt fast stoff, mens fosforsyre nøytraliseres med kalsiumhydroksyd.
eksempler
Enkel
Cu (s) + 2AgNO 3 (aq) => Cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2Ag (s)
Dette er bildreaksjonen til kobbertråden. Hvis du ser på serien med kjemiske aktiviteter for metaller, vil du finne at kobber er over sølv, slik at det kan fortrenge det.
Zn (s) + CuSO 4 (aq) => ZnSO 4 (aq) + Cu (s)
Med denne andre reaksjonen oppstår det motsatte: nå blir den blåaktige løsningen av CuSO 4 gjennomsiktig når kobberet faller ut som metall, og samtidig disintegrerer metallisk sink til det løselige sinksulfat-saltet.
2Al (s) + 3NiBr 2 (ac) => 2AlBr 3 (ac) + 3Ni (s)
Igjen oppstår denne reaksjonen fordi aluminium er over nikkel i rekken av kjemiske aktiviteter.
Sn (s) + H 2 SO 4 (aq) => SnSO 4 (aq) + H 2 (g)
Her fortrenger tinn hydrogen, selv om det er veldig nært det i serien.
2K (s) + 2 H 2 O (l) => 2KOH (aq) + H 2 (g)
Til slutt er de metallene som er i den høyeste delen av serien, så reaktive at de fortrenger til og med hydrogenet i vannmolekylene, og gir en veldig eksoterm reaksjon (og eksplosiv).
Dobbelt
Zn (NO 3 ) 2 (aq) + 2NaOH (aq) => Zn (OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (aq)
Selv om basen ikke nøytraliserer noen syre, har OH - ionene mer affinitet for Zn 2+ enn NO 3 - ionene ; av denne grunn oppstår dobbelt forskyvning.
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2NaNO 3 (aq)
Denne reaksjonen er veldig lik den forrige, med forskjellen at begge forbindelser er salter oppløst i vann.
referanser
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Learning, s 145-150.
- Toby Hudson. (3. april 2012). Nedbør av sølv på kobber. . Hentet fra: commons.wikimedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3. mai 2018). Hva er en forskyvningsreaksjon i kjemi? Hentet fra: thoughtco.com
- amrita.olabs.edu.in ,. (2011). Enkelt forskyvningsreaksjon. Hentet fra: amrita.olabs.edu.in
- Byju tallet. (15. september 2017). Forskyvningsreaksjoner. Hentet fra: byjus.com
- Typer kjemiske reaksjoner: En- og dobbeltforskyvningsreaksjoner. Hentet fra: jsmith.cis.byuh.edu