Kaksinkertaisen korvausreaktion tyypit ja esimerkit

kaksinkertaisen substituutioreaktion, kaksinkertaisen syrjäytymisen tai metateesin ollessa kyseessä, jossa kahden yhdisteen välillä tapahtuu kaksoisioninvaihto ilman mitään hapettumista tai pelkistystä. Se on yksi alkeellisimmista kemiallisista reaktioista.

Uudet sidokset muodostuvat ionien välistä suurta sähköstaattista vetovoimaa. Reaktio suosii myös stabiilimpien lajien, kuten vesimolekyylin, muodostumista. Kaksinkertaisen substituutioreaktion yleistä kemiallista yhtälöä kuvataan alemmassa kuvassa.

Alkuperäiset yhdisteet AX ja BY reagoivat vaihtamalla "kumppaneitaan" ja muodostavat siten kaksi uutta yhdistettä: AY ja BX. Tämä reaktio tapahtuu, ja vain, jos A ja Y liittyvät enemmän kuin A ja B, tai jos BX-linkit ovat vakaampia kuin BY: n. Koska reaktio on yksinkertainen ionien vaihto, mikään näistä voitoista tai menettää elektroneja (redoksireaktio).

Näin ollen, jos A on varauskationi +1 yhdisteessä AX, sillä on sama varaus +1 yhdisteessä AY. Sama koskee myös muita "kirjaimia". Tämän tyyppinen reaktio on happo- ja emäsreaktioiden tukeminen ja saostuman muodostuminen.

indeksi

• 1 tyypit
  • 1.1 Neutralointi
  • 1.2 Sademäärä
• 2 Esimerkkejä
  • 2.1 Esimerkki 1
  • 2.2 Esimerkki 2
  • 2.3 Esimerkki 3
  • 2.4 Esimerkki 4
  • 2.5 Esimerkki 5
  • 2.6 Esimerkki 6
  • 2.7 Esimerkki 7
  • 2.8 Esimerkki 8
• 3 Viitteet

tyyppi

vastatoimia

Vahva happo reagoi vahvan emäksen kanssa liukoisten suolojen ja veden tuottamiseksi. Kun toinen näistä kahdesta - happo tai emäs - on heikko, tuotettua suolaa ei ole täysin ionisoitu; toisin sanoen vesipitoisessa väliaineessa, joka kykenee hydrolysoimaan. Samoin happo tai emäs voidaan neutraloida suolalla.

Edellä esitettyä voidaan jälleen esittää kemiallinen yhtälö kirjaimilla AXBY. Koska Brønstedin happamuus on kuitenkin vain H-ionien osoittama⁺ ja OH^-, nämä edustavat sitten kirjaimia A ja Y:

HX + BOH => HOH + BX

Tämä kemiallinen yhtälö vastaa neutralointia, joka on yksinkertaisesti HX-hapon ja BOH-emäksen välinen reaktio HOH: n tuottamiseksi (H₂O) ja BX-suola, joka voi olla vesiliukoinen.

Runko voi vaihdella stoikiometristen kertoimien tai hapon luonteen (orgaanisen tai epäorgaanisen) mukaan.

sademäärä

Tämän tyyppisessä reaktiossa yksi tuotteista on liukenematon väliaineeseen, yleensä vesipitoiseen, ja saostuu (kiinteä aine jähmettyy lopusta liuoksesta).

Kaavio on seuraava: kaksi liukoista yhdistettä, AX ja BY, sekoitetaan, ja yksi tuotteista, AY tai BX, saostuu, mikä riippuu liukoisuussäännöistä:

AX + BY => AY (s) + BX

AX + BY => AY + BX

Siinä tapauksessa, että sekä AY että BX olivat veteen liukenemattomia, tämä ionien pari, jolla on voimakkaimmat sähköstaattiset vuorovaikutukset, saostuu, mikä voidaan kvantitatiivisesti heijastua niiden liukoisuusvakioiden arvoihin (Kps).

Useimmissa saostusreaktioissa yksi suola on kuitenkin liukoinen ja muut saostumat. Sekä reaktioiden neutralointi että saostuminen voivat tapahtua samassa aineiden seoksessa.

esimerkit

Esimerkki 1

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

Millainen reaktio tämä on? Kloorivetyhappo reagoi natriumhydroksidin kanssa, jolloin syntyy vettä ja natriumkloridia. Koska NaCl on hyvin liukoinen vesipitoiseen väliaineeseen ja muodostui myös vesimolekyyli, esimerkin 1 reaktio on neutralointi.

Esimerkki 2

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

Tässä reaktiossa ei ole läsnä H-ionia⁺ eikä OH^-, ja vesimolekyyliä ei havaita kemiallisen yhtälön oikealla puolella.

Kupari (II) -nitraatti tai kuparinitraatti vaihtaa ioneja natriumsulfidilla. Kuparisulfidi on liukenematon, saostumassa, toisin kuin natriumnitraatti, liukoinen suola.

Cu: n liuos (NO₃)₂ se on sininen, kun taas Na on₂S on kellertävä. Kun molemmat sekoittuvat, värit häviävät ja CuS saostuu, mikä on musta.

Esimerkki 3

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

Jälleen tämä on toinen neutralointireaktio. Etikkahappo reagoi natriumhydroksidin kanssa muodostaen natriumasetaattisuolan ja vesimolekyylin.

Toisin kuin esimerkissä 1, natriumasetaatti ei ole suola, joka on täysin ionisoitu, koska anioni on hydrolysoitu:

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

Esimerkki 4

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

Tässä reaktiossa, joka ei näytä olevan neutraloiva, hydriodihappo reagoi täysin kalkkikiven kanssa hiilihapon ja kalsiumjodidin muodostamiseksi. Lisäksi lämmön vapautuminen (eksoterminen reaktio) hajottaa hiilihappoa hiilidioksidiksi ja vedeksi:

H₂CO₃(ac) => CO₂(g) + H₂O (l)

Maailmanlaajuinen reaktio on edelleen

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

Myös kalsiumkarbonaatti, emäksinen suola, neutraloi hydriodihappoa.

Esimerkki 5

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

Hopeanitraatti vaihtaa ioneja natriumkloridilla, jolloin muodostuu liukenematon hopean kloridin suola (valkea sakka) ja natriumnitraatti.

Esimerkki 6

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

Kalsiumhydroksidi neutraloi fosforihapon, jolloin muodostuu liukenematon suolan kalsiumfosfaatti ja kuusi moolia vesimolekyylejä.

Tämä on esimerkki molempien tyyppisten kaksoissubstituutioreaktioiden: hapon neutraloinnista ja liukenemattoman suolan saostumisesta.

Esimerkki 7

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

Kaliumsulfidi reagoi magnesiumsulfaatin kanssa, S-ionit tulevat yhteen liuoksessa^2- ja Mg²⁺ liukenemattoman suolan magnesiumsulfidin ja liukoisen suolakaliumsulfaatin muodostamiseksi.

Esimerkki 8

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

Natriumsulfidi neutraloi kloorivetyhappoa, jolloin syntyy natriumkloridia ja rikkivetyä.

Tässä reaktiossa ei muodostu vettä (toisin kuin tavallisimmat neutraloinnit), vaan ei-elektrolyyttinen vety- sulfidimolekyyli, jonka haistuneiden munien haju on hyvin epämiellyttävä. H₂S poistuu liukenemisesta kaasumaisessa muodossa ja loput lajit pysyvät liuenneina.

viittaukset

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning, s. 150–155.
2. Quimicas.net (2018). Esimerkkejä kaksoiskorvausreaktiosta. Haettu 28. toukokuuta 2018 alkaen: quimicas.net
3. Metateesireaktiot. Haettu 28. toukokuuta 2018 alkaen: science.uwaterloo.ca
4. Khan Academy. (2018). Kaksinkertaiset korvausreaktiot. Haettu 28.5.2018 osoitteesta: khanacademy.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8. toukokuuta 2016). Kaksoiskorvausreaktion määritelmä. Haettu 28. toukokuuta 2018 osoitteesta thinkco.com