РЕАКЦИИ ВЫТЕСНЕНИЯ: ПРОСТЫЕ, ДВОЙНЫЕ И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2025

Эти смещения реакции являются все те , в которых химические частицы перемещается в другую в пределах соединения. Это смещение может быть простым или двойным, отличаясь тем, что в первом смещается элемент, а во втором происходит смена «пар» между двумя соединениями.

Эти типы реакций возможны только при определенных условиях: один из видов должен иметь нулевую степень окисления или все они обязательно должны быть ионизированы. Что означает нулевая степень окисления? Это означает, что вид находится в естественном состоянии.

Очень показательным примером описанного выше подхода является реакция между медной проволокой и раствором нитрата серебра. Поскольку медь в своем естественном состоянии является металлом, ее степень окисления равна нулю; С другой стороны, у серебра +1 (Ag ⁺ ), которое растворено вместе с нитрат-ионами (NO ₃ ^- ).

Металлы отдают электроны, но некоторые из них более активны, чем другие; Это означает, что не все металлы так легко ржавеют. Поскольку медь более активна, чем серебро, она отдает ей свои электроны, восстанавливая ее до естественного состояния, отражаясь в виде серебряной поверхности, покрывающей медный провод (изображение выше).

Реакции замещения

просто

Вытеснение водорода и металлов

На верхнем изображении показан столбец в порядке убывания активности, выделяющий молекулу водорода. Те металлы, которые находятся выше этого, смогут вытеснить его в неокисляющих кислотах (HCl, HF, H ₂ SO ₄ и т. Д.), А те, которые находятся ниже, вообще не будут реагировать.

Простая реакция смещения может быть описана следующим общим уравнением:

A + BC => AB + C

A замещает C, который может быть молекулой H ₂ или другим металлом. Если H ₂ образуется в результате восстановления ионов H ⁺ (2H ⁺ + 2e ^- => H ₂ ), то разновидность A должна - из-за сохранения массы и энергии - обеспечивать электроны: она должна окисляться.

С другой стороны, если A и C являются металлическими частицами, но C находится в ионной форме (M ⁺ ), а A в своем естественном состоянии, то реакция замещения будет происходить только в том случае, если A более активен, чем C, заставляя последний принимать электроны для восстановления их металлического состояния (M).

Вытеснение галогенами

Таким же образом галогены (F, Cl, Br, I, At) могут перемещаться друг с другом, но после другой серии действий. Для них активность снижается при спуске по группе 7A (или 17): I

Например, естественным образом происходит следующая реакция:

F ₂ (г) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + I ₂ (т)

Однако это предприятие не производит никаких продуктов по только что объясненным причинам:

I ₂ (s) + NaF (ас) => X

В приведенном выше уравнении X означает отсутствие реакции.

Обладая этими знаниями, можно предсказать, какая смесь солей галогена с чистыми элементами дает продукты. Как мнемоника, йод (летучее пурпурное твердое вещество) не вытесняет другие галогены, но другие замещают его в ионной форме (Na ⁺ I ^- ).

двойной

Реакция двойного вытеснения, также известная как реакция метатезиса, представлена ​​следующим образом:

AB + CD => AD + CB

На этот раз не только A смещает C, но также B смещает D. Этот тип смещения происходит только тогда, когда смешиваются растворимые солевые растворы и образуется осадок; то есть AD или CB должны быть нерастворимыми и иметь сильные электростатические взаимодействия.

Например, при смешивании растворов KBr и AgNO ₃ четыре иона движутся через среду до тех пор, пока не образуют соответствующие пары уравнения:

KBr (водн.) + AgNO ₃ (водн.) => AgBr (s) + KNO ₃ (водн.)

Ионы Ag ⁺ и Br ^- образуют осадок бромида серебра, в то время как K ⁺ и NO ₃ ^- не могут образовывать кристалл нитрата калия.

Реакция кислотно-щелочной нейтрализации

Когда кислота нейтрализуется основанием, происходит реакция двойного вытеснения:

HCl (водн.) + NaOH (вод.) => NaCl (водн.) + H ₂ O (l)

Здесь не образуется осадок, так как хлорид натрия является очень растворимой солью в воде, но происходит изменение pH, которое приближается к значению, близкому к 7.

Однако в следующей реакции изменение pH и образование осадка происходят одновременно:

H ₃ PO ₄ (водн.) + 3Ca (OH) ₂ => Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ (т.) + 3H ₂ O (л)

Фосфат кальция нерастворим и осаждается в виде белого твердого вещества, а фосфорная кислота нейтрализуется гидроксидом кальция.

Примеры

просто

Cu (s) + 2AgNO ₃ (водн.) => Cu (NO ₃ ) ₂ (водн.) + 2Ag (s)

Это реакция изображения медной проволоки. Если вы посмотрите на ряд химических активностей металлов, вы обнаружите, что медь выше серебра, поэтому она может его вытеснить.

Zn (s) + CuSO ₄ (водн.) => ZnSO ₄ (водн.) + Cu (s)

В этой другой реакции происходит обратное: теперь голубоватый раствор CuSO ₄ становится прозрачным, поскольку медь осаждается в виде металла, и в то же время металлический цинк распадается на растворимую соль сульфата цинка.

2Al (s) + 3NiBr ₂ (ac) => 2AlBr ₃ (ac) + 3Ni (s)

Опять же, эта реакция происходит потому, что алюминий находится над никелем по ряду химических активностей.

Sn (т) + H ₂ SO ₄ (водн.) => SnSO ₄ (водн.) + H ₂ (г)

Здесь олово вытесняет водород, хотя в ряду очень близко к нему.

2К (т) + 2Н ₂ О (л) => 2КОН (водн.) + Н ₂ (г)

Наконец, те металлы, которые находятся в высшей части ряда, настолько реактивны, что вытесняют даже водород в молекулах воды, вызывая очень экзотермическую (и взрывоопасную) реакцию.

двойной

Zn (NO ₃ ) ₂ (водн.) + 2NaOH (водн.) => Zn (OH) ₂ (s) + 2NaNO ₃ (водн.)

Хотя основание не нейтрализует кислоту, ионы OH ^- имеют большее сродство к Zn ^2+, чем ионы NO ₃ ^- ; по этой причине происходит двойное смещение.

Cu (NO ₃ ) ₂ (водн.) + Na ₂ S (водн.) => CuS (s) + 2NaNO ₃ (водн.)

Эта реакция очень похожа на предыдущую, с той разницей, что оба соединения представляют собой соли, растворенные в воде.

Ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning, с. 145-150.
2. Тоби Хадсон. (3 апреля 2012 г.). Осаждение серебра на меди. . Взято с: commons.wikimedia.org
3. Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (3 мая 2018 г.). Что такое реакция замещения в химии? Взято с: thinkco.com
4. amrita.olabs.edu.in,. (2011). Реакция одиночного вытеснения. Взято с: amrita.olabs.edu.in
5. Быю. (15 сентября 2017 г.). Реакции вытеснения. Взято с: byjus.com
6. Типы химических реакций: реакции одно- и двухстороннего вытеснения. Взято с: jsmith.cis.byuh.edu