- Förskjutningsreaktioner
- Enkel
- Förskjutning av väte och metaller
- Förskjutning med halogener
- Dubbel
- Syra-bas neutraliseringsreaktion
- exempel
- Enkel
- Dubbel
- referenser
De ersättningsreaktioner är alla de i vilka en kemisk species reser till en annan inom en förening. Denna förskjutning kan vara enkel eller dubbel, och skiljer sig åt att i den första är det ett element som förskjuts, medan det i det andra är en förändring av "par" mellan två föreningar.
Dessa typer av reaktioner är endast möjliga under vissa förhållanden: en av arterna måste ha ett oxidationsantal på noll eller alla måste nödvändigtvis joniseras. Vad betyder ett oxidationsnummer på noll? Det betyder att arten är i sitt naturliga tillstånd.
Ett mycket illustrativt exempel på ovanstående tillvägagångssätt är reaktionen mellan en koppartråd och en silvernitratlösning. Eftersom koppar är en metall i sitt naturliga tillstånd är dess oxidationsnummer noll; Å andra sidan är silverets +1 (Ag + ), som ligger upplöst tillsammans med nitratjonerna (NO 3 - ).
Metaller ger upp elektroner, men vissa är mer aktiva än andra; Detta betyder att inte alla metaller rostar så lätt. Eftersom koppar är mer aktivt än silver, donerar det sina elektroner till det, vilket reducerar det till sitt naturliga tillstånd, reflekterat som en silveryta som täcker koppartråden (bilden ovan).
Förskjutningsreaktioner
Enkel
Förskjutning av väte och metaller
Den övre bilden visar en kolumn i minskad ordningsföljd av aktiviteten, som markerar vätemolekylen. Dessa metaller över denna kommer att kunna förskjuta den i icke-oxiderande syror (HCl, HF, H 2 SO 4 , etc.), och de som nedan kommer inte att reagera på alla.
Den enkla förskjutningsreaktionen kan beskrivas med följande allmänna ekvation:
A + BC => AB + C
En förskjuter C, som kan vara H 2 -molekylen eller en annan metall. Om H 2 bildas genom reduktionen av H + -joner (2H + + 2e - => H 2 ), därefter arter Ett måste - på grund av bevarandet av massa och energi - ger elektronerna: det måste oxideras.
Å andra sidan, om A och C är metalliska arter, men C är i jonform (M + ) och A i sitt naturliga tillstånd, kommer förskjutningsreaktionen att inträffa endast om A är mer aktiv än C, vilket tvingar den senare att ta emot elektroner för att reducera till deras metalliska tillstånd (M).
Förskjutning med halogener
På samma sätt kan halogener (F, Cl, Br, I, At) röra sig med varandra men följa en annan serie aktiviteter. För dessa minskar aktiviteten när man går ner genom grupp 7A (eller 17): I
Till exempel inträffar följande reaktion naturligt:
F 2 (g) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + I 2 (s)
Men denna andra producerar inga produkter av de skäl som just förklarats:
I 2 (s) + NaF (ac) => X
I ovanstående betyder ekvation X att det inte finns någon reaktion.
Med denna kunskap är det möjligt att förutsäga vilken blandning av halogensalter med de rena elementen som producerar produkter. Som mnemonisk förskjuter jod (ett flyktigt lila fast ämne) inte någon av de andra halogenerna, men de andra förskjuter det när de är i jonisk form (Na + I - ).
Dubbel
Den dubbla förskjutningsreaktionen, även känd som metatesreaktionen, representeras enligt följande:
AB + CD => AD + CB
Den här gången förskjuter inte bara A C, utan också B D. Denna typ av förträngning sker endast när lösningar av lösliga salter blandas och en fällning bildas; AD eller CB måste vara olösliga och ha starka elektrostatiska interaktioner.
Till exempel, när man blandar lösningar av KBr och AgNO 3 , rör sig de fyra jonerna genom mediet tills de bildar motsvarande par i ekvationen:
KBr (aq) + AgNO 3 (aq) => AgBr (s) + KNO 3 (aq)
Ag + och Br - joner bildar silverbromidutfällningen, medan K + och NO 3 - inte kan arrangeras för att bilda en kristall av kaliumnitrat.
Syra-bas neutraliseringsreaktion
När en syra neutraliseras med en bas inträffar en dubbel förträngningsreaktion:
HCl (aq) + NaOH (aq) => NaCl (aq) + H 2 O (l)
Här bildas ingen fällning, eftersom natriumklorid är ett mycket lösligt salt i vatten, men en pH-förändring inträffar, som anpassas till ett värde nära 7.
Vid följande reaktion sker emellertid en förändring i pH och bildningen av en fällning samtidigt:
H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 => Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 3H 2 O (l)
Kalciumfosfat är olösligt, fälls ut som ett vitt fast ämne, medan fosforsyra neutraliseras med kalciumhydroxid.
exempel
Enkel
Cu (s) + 2AgNO 3 (aq) => Cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2Ag (s)
Detta är koppartrådens bildreaktion. Om du tittar på serien med kemiska aktiviteter för metaller, kommer du att upptäcka att koppar är över silver, så det kan förskjuta det.
Zn (s) + CuSO 4 (aq) => ZnSO 4 (aq) + Cu (s)
Med denna andra reaktion inträffar det motsatta: nu blir den blåaktiga lösningen av CuSO 4 transparent när kopparen fälls ut som metall och samtidigt sönderdelas metalliskt zink i det lösliga zinksulfatsaltet.
2Al (s) + 3NiBr 2 (ac) => 2AlBr 3 (ac) + 3Ni (s)
Återigen inträffar denna reaktion eftersom aluminium ligger över nickel i serien med kemiska aktiviteter.
Sn (s) + H 2 SO 4 (aq) => SnSO 4 (aq) + H 2 (g)
Här förskjuter tenn väte, även om det är mycket nära det i serien.
2K (s) + 2H 2 O (l) => 2KOH (aq) + H 2 (g)
Slutligen är de metaller som finns i den högsta delen av serien så reaktiva att de förskjuter till och med väte i vattenmolekylerna, vilket ger en mycket exoterm (och explosiv) reaktion.
Dubbel
Zn (NO 3 ) 2 (aq) + 2NaOH (aq) => Zn (OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (aq)
Fastän basen inte neutralisera eventuell syra, OH - joner har mer affinitet för Zn 2+ än NO 3 - joner ; av denna anledning inträffar dubbel förskjutning.
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2NaNO 3 (aq)
Denna reaktion är mycket lik den tidigare, med skillnaden att båda föreningarna är salter löst i vatten.
referenser
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning, s 145-150.
- Toby Hudson. (3 april 2012). Utfällning av silver på koppar. . Hämtad från: commons.wikimedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 maj 2018). Vad är en förskjutningsreaktion inom kemi? Hämtad från: thoughtco.com
- amrita.olabs.edu.in,. (2011). Enstaka förskjutningsreaktion. Hämtad från: amrita.olabs.edu.in
- Byju talet. (15 september 2017). Förskjutningsreaktioner. Hämtad från: byjus.com
- Typer av kemiska reaktioner: En- och dubbelförskjutningsreaktioner. Hämtad från: jsmith.cis.byuh.edu