Типи і приклади подвійної замісної реакції

The реакція подвійного заміщення, подвійного зміщення або метатезиса, це той, в якому відбувається подвійний іонний обмін між двома сполуками, без будь-якого з цих окислювальних або редукуючих. Це одна з найбільш елементарних хімічних реакцій.

Нові зв'язки утворюються великими електростатичними силами тяжіння між іонами. Також реакція сприяє утворенню більш стабільних видів, таких як молекула води, головним чином. Загальне хімічне рівняння для реакції подвійного заміщення показано на нижньому зображенні.

Вихідні сполуки AX і BY реагують шляхом обміну "своїх партнерів" і, таким чином, утворюють два нових сполуки: AY і BX. Ця реакція відбувається тоді і тільки тоді, коли A і Y більше пов'язані, ніж A і B, або якщо BX-зв'язки є більш стабільними, ніж посилання BY. Оскільки реакція є простим обміном іонів, жодна з них не отримує або втрачає електрони (окислювально-відновна реакція).

Таким чином, якщо A є зарядним катіоном +1 у з'єднанні AX, то він матиме той самий заряд +1 у з'єднанні AY. Те ж саме стосується решти "букв". Цей тип реакції є підтримкою кислотно-основних реакцій і утворення осаду.

Індекс

• 1 Типи
  • 1.1 Нейтралізація
  • 1.2 Опади
• 2 Приклади
  • 2.1 Приклад 1
  • 2.2 Приклад 2
  • 2.3 Приклад 3
  • 2.4 Приклад 4
  • 2.5 Приклад 5
  • 2.6 Приклад 6
  • 2.7 Приклад 7
  • 2.8 Приклад 8
• 3 Посилання

Типи

Нейтралізація

Сильна кислота реагує з сильною основою для отримання розчинних солей і води. Коли одна з двох - кислота або основа - слабка, сіль, що утворюється, не є повністю іонізованою; тобто у водному середовищі, здатному до гідролізу. Аналогічно, кислоту або основу можна нейтралізувати сіллю.

Вищезазначене може бути знову представлено хімічним рівнянням з літерами AXBY. Однак, оскільки кислотність Бренстеда вказана тільки іонами Н⁺ і OH^-, вони представляють тоді літери A і Y:

HX + BOH => HOH + BX

Це хімічне рівняння відповідає нейтралізації, яка є просто реакцією між кислотою HX і базою BOH для отримання HOH (H)₂O) і сіль BX, яка може бути або не бути розчинною у воді.

Ваш скелет може змінюватися в залежності від стехіометричних коефіцієнтів або природи кислоти (органічної чи неорганічної).

Опади

У цьому типі реакції один з продуктів є нерозчинним у середовищі, зазвичай водним, і осаджується (тверда речовина твердне від решти розчину).

Схема наступна: два розчинних сполуки, AX і BY, змішуються, і один з продуктів, AY або BX, осаджується, що буде залежати від правил розчинності:

AX + BY => AY (s) + BX

AX + BY => AY + BX (s)

У випадку, коли як AY, так і BX нерозчинні у воді, осідає пара іонів, які виявляють найсильніші електростатичні взаємодії, які можуть бути кількісно відображені в їх значеннях констант розчинності (Kps)..

Однак у більшості реакцій осадження одна сіль є розчинною, а інша - осаджується. Обидві реакції-нейтралізація і осадження можуть відбуватися в одній суміші речовин.

Приклади

Приклад 1

HCl (ac) + NaOH (ac) => H₂O (l) + NaCl (ac)

Яка це реакція? Соляна кислота реагує з гідроксидом натрію, генеруючи воду і хлорид натрію. Оскільки NaCl дуже розчинний у водному середовищі, а також утворюється молекула води, то реакція прикладу 1 є нейтралізацією.

Приклад 2

Cu (NO₃)₂(ac) + Na₂S (ac) => CuS (s) + 2NaNO₃(ac)

У цій реакції не присутній ні іон H⁺ ні OH^-, і молекули води не спостерігаються на правій стороні хімічного рівняння.

Нітрат міді (II) або нітрит міді обмінюються іонами з сульфідом натрію. Сульфід міді нерозчинний, осаджуючи, на відміну від нітрату натрію, розчинну сіль.

Розчин Cu (NO₃)₂ це синій, а Na₂S є жовтуватим. Коли обидва змішуються, кольори зникають і CuS випадає в осад, який є чорнуватим твердим.

Приклад 3

CH₃COOH (ac) + NaOH (ac) => CH₃COONa (ac) + H₂O (l)

Знову ж таки, це ще одна реакція нейтралізації. Оцтова кислота реагує з гідроксидом натрію, утворюючи сіль ацетату натрію і молекулу води.

На відміну від прикладу 1 ацетат натрію не є повною іонізованою сіллю, так як аніон гідролізується:

CH₃COO^-(ac) + H₂O (l) <=> CH₃COOH (ac) + OH^-(ac)

Приклад 4

2HI (ac) + CaCO₃(s) => H₂CO₃(ac) + CaI₂(ac)

У цій реакції, яка хоч і не є нейтралізуючою, гидридная кислота повністю реагує з вапняком для отримання вуглекислоти і йодиду кальцію. Крім того, виділення тепла (екзотермічна реакція) розкладає вуглекислоту на вуглекислий газ і воду:

H₂CO₃(ac) => CO₂(g) + H₂O (l)

Глобальна реакція залишається такою:

2HI (ac) + CaCO₃(s) => CO₂(g) + H₂O (l) + CaI₂(ac)

Також карбонат кальцію, основна сіль, нейтралізує водню кислоту.

Приклад 5

AgNO₃(ac) + NaCl (ac) => AgCl (s) + NaNO₃(ac)

Нітрат срібла обмінюється іонами з хлоридом натрію, утворюючи нерозчинні солі хлориду срібла (білуватого осаду) і натрієвої селітри.

Приклад 6

2H₃PO₄(ac) + 3Ca (OH)₂(ac) => 6H₂O (l) + Ca₃(PO₄)₂s

Фосфорна кислота нейтралізується гідроксидом кальцію, внаслідок чого утворюється нерозчинна сіль фосфату кальцію і шість молей молекул води..

Це є прикладом подвійної реакції заміщення обох типів: нейтралізації кислоти і осадження нерозчинної солі.

Приклад 7

K₂S (ac) + MgSO₄(ac) => K₂SO₄(ac) + MgS (s)

Сульфід калію вступає в реакцію з сульфатом магнію, причому іони S збираються в розчині^2- і Mg²⁺ до утворення нерозчинної солі сульфід магнію і розчинної солі сульфату калію.

Приклад 8

Na₂S (ac) + HCl (ac) → NaCl (ac) + H₂S (g)

Сульфід натрію нейтралізує соляну кислоту, генеруючи хлорид натрію і сірководень.

У цій реакції не утворюється вода (на відміну від найбільш поширених нейтралізацій), а неелектролітична молекула сірководню, чий запах гнилих яєць дуже неприємний. H₂S виходить з розчинення в газоподібному вигляді, а решта видів залишаються розчиненими.

Список літератури

1. Уіттен, Девіс, Пек і Стенлі. Хімія (8-е изд.). CENGAGE Learning, стор 150-155.
2. Quimicas.net (2018). Приклади реакції подвійної заміни. Отримано 28 травня 2018 року з: quimicas.net
3. Реакції метатези. Отримано 28 травня 2018 р. З: science.uwaterloo.ca
4. Ханська академія. (2018). Реакції подвійної заміни. Отримано 28 травня 2018 року від: khanacademy.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8 травня 2016 року). Визначення реакції подвійної заміни. Отримано 28 травня 2018 року з: thoughtco.com