Dobbelt substitutionsreaktionstyper og eksempler



den dobbelt substitutionsreaktion, af dobbelt forskydning eller metathesis, er en, hvori en dobbelt ionbytning forekommer mellem to forbindelser uden nogen af ​​disse oxiderende eller reducerende. Det er en af ​​de mest elementære kemiske reaktioner.

De nye bindinger dannes af de store elektrostatiske attraktionskræfter mellem ionerne. Også favoriserer reaktionen dannelsen af ​​mere stabile arter, såsom vandmolekylet, hovedsageligt. Den generelle kemiske ligning for dobbelt substitutionsreaktionen er illustreret i det nedre billede.

De oprindelige forbindelser AX og BY reagerer ved at udveksle "deres partnere" og danner således to nye forbindelser: AY og BX. Denne reaktion forekommer hvis og kun hvis A og Y er mere beslægtede end A og B, eller hvis BX-linkene er mere stabile end dem af BY. Da reaktionen er en simpel udveksling af ioner, vil ingen af ​​disse vinde eller tabe elektroner (redox reaktion).

Således, hvis A er en ladningskation +1 i forbindelsen AX, vil den have samme ladning +1 i forbindelsen AY. Det samme gælder for resten af ​​"bogstaverne". Denne type reaktion er støtten af ​​syre-base reaktioner og bundfald dannelse.

indeks

  • 1 typer
    • 1.1 Neutralisering
    • 1,2 Nedbør
  • 2 Eksempler
    • 2.1 Eksempel 1
    • 2.2 Eksempel 2
    • 2.3 Eksempel 3
    • 2.4 Eksempel 4
    • 2.5 Eksempel 5
    • 2.6 Eksempel 6
    • 2,7 Eksempel 7
    • 2,8 Eksempel 8
  • 3 referencer

typen

modspil

En stærk syre reagerer med en stærk base for at fremstille opløselige salte og vand. Når en af ​​de to - syren eller basen - er svag, produceres det ikke salt fuldstændigt; det vil sige i et vandigt medium i stand til hydrolyse. Ligeledes kan syren eller basen neutraliseres med et salt.

Ovennævnte kan igen være repræsenteret ved den kemiske ligning med bogstaverne AXBY. Da Brønsted-surheden imidlertid kun er angivet af H-ionerne+ og OH-, disse kommer til at repræsentere så bogstaverne A og Y:

HX + BOH => HOH + BX

Denne kemiske ligning svarer til neutralisering, som simpelthen er reaktionen mellem en HX-syre og en BOH-base for at fremstille HOH (H2O) og BX-saltet, som måske eller ikke er opløseligt i vand.

Dit skelet kan variere i henhold til de støkiometriske koefficienter eller arten af ​​syren (uanset om den er organisk eller uorganisk).

udfældning

I denne type reaktion er et af produkterne uopløselige i mediet, generelt vandigt og udfældes (det faste stof størkner fra resten af ​​opløsningen).

Ordningen er som følger: to opløselige forbindelser, AX og BY blandes, og et af de produkter, AY eller BX præcipiterer, som afhænger af opløselighedsegenskaberne regler:

AX + BY => AY (s) + BX

AX + BY => AY + BX (s)

For AY og BX både er vand-uopløselig, vil det præcipitere disse to ioner med de stærkere elektrostatiske interaktioner, som kan afspejles kvantitativt i værdier af opløselighed konstanter (Ksp).

I de fleste udfældningsreaktioner er ét salt imidlertid opløseligt og det andet udfældes. Både reaktion-neutralisering og udfældning kan forekomme i samme blanding af stoffer.

eksempler

Eksempel 1

HCI (ac) + NaOH (ac) => H2O (1) + NaCl (ac)

Hvilken slags reaktion er dette? Saltsyre reagerer med natriumhydroxid, hvilket resulterer i vand og natriumchlorid. Fordi NaCl er meget opløseligt i vandigt medium, og der også dannes et vandmolekyle, er reaktionen ifølge eksempel 1 neutralisering.

Eksempel 2

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

I denne reaktion er hverken H-ionet til stede+ eller OH-, og vandmolekylet observeres ikke på højre side af den kemiske ligning.

Kobber (II) nitrat eller kobbernitrat, udveksler ioner med natriumsulfid. Kobbersulfid er uopløseligt, præcipiterende, i modsætning til natriumnitrat, opløseligt salt.

Opløsningen af ​​Cu (NO3)2 den er blå, mens Na er2S er gullig. Når begge er blandet, forsvinder farverne, og CuS'en præcipiterer, hvilket er et sortagtigt faststof.

Eksempel 3

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

Igen er det en anden neutraliseringsreaktion. Eddikesyre reagerer med natriumhydroxid til dannelse af natriumacetatsaltet og et vandmolekyle.

I modsætning til eksempel 1 er natriumacetat ikke et salt, der er fuldt ioniseret, da anionen hydrolyseres:

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

Eksempel 4

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

I denne reaktion, som selv ikke synes at være af Neutralization- iodbrintesyre fuldstændigt reagerer med kalksten til at generere kulsyre og calciumiodid. Derudover nedbrydes varmeafgivelsen (eksoterm reaktion) carbonsyre i kuldioxid og vand:

H2CO3(ac) => CO2(g) + H2O (l)

Den globale reaktion forbliver som:

2HI (ac) + CaCO3(s) => CO2(g) + H2O (1) + CaI2(Aq)

Også calciumcarbonat, basissalt, neutraliserer hydriodsyre.

Eksempel 5

AgNOs3(ac) + NaCl (ac) => AgCl (s) + NaNO3(Aq)

Sølvnitrat ionbyttet med natriumchlorid, hvorved der dannes uopløseligt sølvchlorid salt (off-hvidt bundfald) og natriumnitrat.

Eksempel 6

2H3PO4(ac) + 3Ca (OH)2(ac) => 6H2O (1) + Ca3(PO4)2(S)

Fosforsyren neutraliseres af calciumhydroxidet og danner følgelig det uopløselige salt calciumphosphat og seks mol vandmolekyler.

Dette er et eksempel på en dobbelt substitutionsreaktion af begge typer: neutraliseringen af ​​syren og udfældningen af ​​et uopløseligt salt.

Eksempel 7

K2S (ac) + MgSO4(ac) => K2SW4(ac) + MgS (s)

Kaliumsulfid reagerer med magnesiumsulfat, Sionerne kommer sammen i opløsning2- og Mg2+ til dannelse af det uopløselige salt magnesiumsulfid og det opløselige saltkaliumsulfat.

Eksempel 8

na2S (ac) + HCI (ac) → NaCl (ac) + H2S (g)

Natriumsulfid neutraliserer saltsyre, der frembringer natriumchlorid og hydrogensulfid.

I denne reaktion danner ikke vand (i modsætning til de mest almindelige neutraliseringer), men det ikke-elektrolytiske hydrogensulfidmolekyle, hvis lugt af rådne æg er meget ubehageligt. H2S undslipper opløsningen i gasform, og resten af ​​arten forbliver opløst.

referencer

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8. udgave). CENGAGE Learning, s. 150-155.
  2. Quimicas.net (2018). Eksempler på dobbelt udskiftningsreaktion. Hentet 28. maj 2018, fra: quimicas.net
  3. Metathesis Reactions. Hent den 28. maj 2018, fra: science.uwaterloo.ca
  4. Khan Academy. (2018). Dobbelt udskiftningsreaktioner. Hentet den 28. maj 2018, fra: khanacademy.org
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8. maj 2016). Definition af dobbelt udskiftningsreaktion. Hentet den 28. maj 2018, fra: thoughtco.com