- Reakcie vytesnenia
- prostý
- Nahradenie vodíka a kovov
- Výtlak pomocou halogénov
- dvojitý
- Neutralizačná reakcia na báze kyseliny
- Príklady
- prostý
- dvojitý
- Referencie
Tieto výmenná reakcie sú tie, v ktorých chemické látky, sa pohybuje do druhej do zlúčeniny. Toto posunutie môže byť jednoduché alebo dvojité, líšiace sa tým, že v prvom je to prvok, ktorý sa pohybuje, zatiaľ čo v druhom je zmena „párov“ medzi dvoma zlúčeninami.
Tieto typy reakcií sú možné iba za určitých podmienok: jeden z druhov musí mať oxidačné číslo 0 alebo všetky musia byť nevyhnutne ionizované. Čo znamená oxidačné číslo nula? Znamená to, že druh je v prirodzenom stave.
Veľmi ilustratívnym príkladom vyššie uvedeného prístupu je reakcia medzi medeným drôtom a roztokom dusičnanu strieborného. Pretože meď je kov v prirodzenom stave, potom je jeho oxidačné číslo nulové; Na druhej strane je to striebro +1 (Ag + ), ktoré leží rozpustené spolu s dusičnanovými iónmi (NO 3 - ).
Kovy sa vzdávajú elektrónov, ale niektoré sú aktívnejšie ako iné; To znamená, že nie všetky kovy tak ľahko hrdzavia. Pretože meď je aktívnejšia ako striebro, daruje jej svoje elektróny a redukuje ich na svoj prirodzený stav, ktorý sa odráža ako strieborný povrch, ktorý pokrýva medený drôt (obrázok hore).
Reakcie vytesnenia
prostý
Nahradenie vodíka a kovov
Horný obrázok ukazuje stĺpec v klesajúcom poradí aktivity, zvýrazňujúc molekulu vodíka. Tieto kovy, ktoré sú nad to bude môcť premiestniť v neoxidačných kyselín (HCl, HF, H 2 SO 4 , atď), a tie, ktoré sú pod nebude reagovať vôbec.
Jednoduchú reakciu posunu možno opísať pomocou nasledujúcej všeobecnej rovnice:
A + BC => AB + C
Vytláča C, ktoré môžu byť H 2 molekula alebo iný kov. Ak H 2 je tvorený redukcii H + ióny (2H + + 2e - => H 2 ), potom druh treba - z dôvodu zachovania hmoty a energie - poskytovať elektróny: musí byť oxidovaný.
Na druhej strane, ak A a C sú kovové druhy, ale C je v iónovej forme (M + ) a A v jeho prirodzenom stave, potom k vytesňovacej reakcii dôjde iba vtedy, ak je A aktívnejší ako C, čo ho núti prijímať elektróny na redukciu na ich kovový stav (M).
Výtlak pomocou halogénov
Rovnakým spôsobom sa halogény (F, Cl, Br, I, At) môžu pohybovať medzi sebou, ale nasledujú inú aktivitu. Pre tieto sa aktivita znižuje, keď človek zostupuje cez skupinu 7A (alebo 17): I
Napríklad nasledujúca reakcia sa vyskytuje prirodzene:
F 2 (g) + 2NaI (AC) => 2NaF (AC) + I 2 (s)
Tento druhý však nevyrába žiadne výrobky z dôvodov, ktoré boli práve vysvetlené:
Aj 2 (s) + NaF (AC) => X
Vo vyššie uvedenej rovnici X znamená, že nedochádza k žiadnej reakcii.
Na základe týchto poznatkov je možné predpovedať, ktorá zmes halogénových solí s čistými prvkami produkuje produkty. Jód (prchavá purpurová tuhá látka) ako mnemonik nevymieňa žiadny z ostatných halogénov, ale ostatné ho vytesňujú, keď sú v iónovej forme (Na + I - ).
dvojitý
Reakcia dvojitého vytlačenia, známa tiež ako reakcia metatézie, je znázornená takto:
AB + CD => AD + CB
Tentoraz nie len A, ale aj B, D. Tento typ nahradenia nastane iba vtedy, keď sa zmiešajú roztoky rozpustných solí a vytvorí sa zrazenina; to znamená, že AD alebo CB musia byť nerozpustné a musia mať silné elektrostatické interakcie.
Napríklad pri miešaní roztokov KBr a AgNO 3 sa štyri ióny pohybujú médiom, kým nevytvoria zodpovedajúce dvojice rovníc:
KBr (aq) + AgNO 3 (aq) => AgBr (y) + KNO 3 (aq)
Ag + a Br - ióny tvoria zrazeninu bromidu strieborného, zatiaľ čo K + a NO 3 - nemôžu byť usporiadané tak, aby vytvorili kryštál dusičnanu draselného.
Neutralizačná reakcia na báze kyseliny
Ak je kyselina neutralizovaná zásadou, dochádza k dvojitej vytesňovacej reakcii:
HCl (aq) + NaOH (aq) => NaCl (aq) + H 2 O (l)
Tu sa nevytvorí žiadna zrazenina, pretože chlorid sodný je veľmi rozpustná soľ vo vode, ale nastane zmena pH, ktorá sa nastaví na hodnotu blízku 7.
Avšak v nasledujúcej reakcii dochádza súčasne k zmene pH a tvorbe zrazeniny:
H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 => Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 3H 2 O (l)
Fosforečnan vápenatý je nerozpustný a zráža sa ako biela pevná látka, zatiaľ čo kyselina fosforečná sa neutralizuje hydroxidom vápenatým.
Príklady
prostý
Cu (y) + 2AgNO 3 (aq) => cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2Ag (y)
Toto je obrazová reakcia medeného drôtu. Ak sa pozriete na sériu chemických aktivít s kovmi, zistíte, že meď je nad striebrom, takže ju môže vytlačiť.
Zn (y) + CuSO 4 (aq) => ZnSO 4 (aq) + Cu (s)
S týmto iné reakcie nastane opačný: teraz modra roztoku CuSO 4 sa stáva transparentné, medi precipitáty sú kovy, a zároveň, že kovový zinok rozpadá do rozpustnej soli síranu zinočnatého.
2AL (y) + 3NiBr 2 (AC) => 2AlBr 3 (AC) + 3Ni (y)
K tejto reakcii opäť dochádza, pretože hliník je v rade chemických aktivít nad niklom.
Sn (y) + H 2 SO 4 (aq) => SnSO 4 (aq) + H 2 (g)
Tucín vytlačuje vodík, hoci je v rade veľmi blízko.
2K (s) + 2 H 2 O (l) => 2KOH (aq) + H 2 (g)
Nakoniec, tie kovy, ktoré sú v najvyššej časti série, sú také reaktívne, že vytesňujú dokonca aj vodík v molekulách vody, čo spôsobuje veľmi exotermickú (a výbušnú) reakciu.
dvojitý
Zn (NO 3 ) 2 (aq) + 2NaOH (aq) => Zn (OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (aq)
Aj keď sa základňa nie je neutralizáciu kyseliny, OH - ióny majú väčšiu afinitu k Zn 2+ ako NO 3 - ióny ; z tohto dôvodu dochádza k dvojitému posunu.
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CUS (y) + 2NaNO 3 (aq)
Táto reakcia je veľmi podobná predchádzajúcej s tým rozdielom, že obe zlúčeniny sú soli rozpustené vo vode.
Referencie
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning, str. 145-150.
- Toby Hudson. (3. apríla 2012). Zrážky striebra na meď. , Prevzaté z: commons.wikimedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3. mája 2018). Čo je nahradenie v chémii? Prevzaté z: thinkco.com
- amrita.olabs.edu.in,. (2011). Jednorázová reakcia. Prevzaté z: amrita.olabs.edu.in
- Byju je. (15. september 2017). Reakcie vytesnenia. Prevzaté z: byjus.com
- Typy chemických reakcií: Reakcie s jednoduchým a dvojitým nahradením. Prevzaté z: jsmith.cis.byuh.edu