Druhy a príklady dvojitých substitučných reakcií

dvojitá substitučná reakcia, Dvojnásobná výmena alebo metatéza je taká, v ktorej dochádza k dvojitej výmene iónov medzi dvomi zlúčeninami bez toho, aby došlo k ich oxidácii alebo redukcii. Je to jedna z najzákladnejších chemických reakcií.

Nové väzby sú tvorené veľkými elektrostatickými príťažlivými silami medzi iónmi. Reakcia tiež podporuje tvorbu stabilnejších druhov, napríklad molekuly vody. Všeobecná chemická rovnica pre dvojitú substitučnú reakciu je znázornená na dolnom obrázku.

Východiskové zlúčeniny AX a BY reagujú výmenou "svojich partnerov" a tvoria tak dve nové zlúčeniny: AY a BX. Táto reakcia nastáva vtedy a len vtedy, ak A a Y sú viac ako A a B, alebo ak sú BX prepojenia stabilnejšie ako väzby BY. Pretože reakcia je jednoduchá výmena iónov, žiadny z týchto elektrónov nezvyšuje ani nestráca elektróny (redoxná reakcia).

Teda, ak A je náboj katiónu +1 v zlúčenine AX, bude mať rovnaký náboj +1 v zlúčenine AY. To isté platí pre zvyšok "písmen". Tento typ reakcie je podpora reakcií kyseliny a bázy a tvorby zrazeniny.

index

• 1 Typy
  • 1.1 Neutralizácia
  • 1.2 Zrážky
• 2 Príklady
  • 2.1 Príklad 1
  • 2.2 Príklad 2
  • 2.3 Príklad 3
  • 2.4 Príklad 4
  • 2.5 Príklad 5
  • 2.6 Príklad 6
  • 2.7 Príklad 7
  • 2.8 Príklad 8
• 3 Odkazy

typ

protiakcie

Silná kyselina reaguje so silnou bázou za vzniku rozpustných solí a vody. Keď je jedna z dvoch - kyselina alebo zásada - slabá, vyrobená soľ nie je úplne ionizovaná; to znamená vo vodnom médiu schopnom hydrolýzy. Podobne môže byť kyselina alebo zásada neutralizovaná soľou.

Vyššie uvedené môže byť opäť reprezentované chemickou rovnicou s písmenami AXBY. Pretože však Brøstedova kyslosť je indikovaná len H iónmi⁺ a OH^-, tieto predstavujú potom písmená A a Y:

HX + BOH => HOH + BX

Táto chemická rovnica zodpovedá neutralizácii, čo je jednoducho reakcia medzi kyselinou HX a bázou BOH za vzniku HOH (H₂O) a BX soľ, ktorá môže alebo nemusí byť rozpustná vo vode.

Vaša kostra sa môže líšiť podľa stechiometrických koeficientov alebo povahy kyseliny (či už organickej alebo anorganickej)..

zrážky

Pri tomto type reakcie je jeden z produktov nerozpustný v médiu, všeobecne vodnom a precipitátoch (pevná látka tuhne zo zvyšku roztoku)..

Schéma je nasledovná: dve rozpustné zlúčeniny, AX a BY, sa zmiešajú a jeden z produktov, AY alebo BX, precipituje, čo bude závisieť od pravidiel rozpustnosti:

AX + BY => AY (s) + BX

AX + BY => AY + BX (s)

V prípade, že AY aj BX boli nerozpustné vo vode, zrazí sa dvojica iónov, ktoré vykazujú najsilnejšie elektrostatické interakcie, ktoré sa môžu kvantitatívne odraziť v ich hodnotách konštánt rozpustnosti (Kps)..

Vo väčšine zrážacích reakcií je však jedna soľ rozpustná a ďalšie zrazeniny. Obidve reakcie - neutralizácia a zrážanie - sa môžu vyskytovať v rovnakej zmesi látok.

Príklady

Príklad 1

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

Aká je to reakcia? Kyselina chlorovodíková reaguje s hydroxidom sodným, čím vzniká voda a chlorid sodný. Pretože NaCl je veľmi rozpustný vo vodnom médiu a bola tiež vytvorená molekula vody, reakcia z príkladu 1 je neutralizácia.

Príklad 2

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

V tejto reakcii nie je prítomný ani H ión⁺ ani OH^-, a molekula vody nie je pozorovaná na pravej strane chemickej rovnice.

Dusičnan meďnatý (II) alebo dusičnan meďnatý vymieňajú ióny s sulfidom sodným. Sulfid medi je nerozpustný, na rozdiel od dusičnanu sodného rozpustnej soli.

Roztok Cu (NO₃)₂ je to modré, zatiaľ čo Na₂S je žltkastá. Keď sa obe zmiešajú, zmiznú farby a zrazeniny CuS, čo je čierna tuhá látka.

Príklad 3

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

Toto je opäť ďalšia neutralizačná reakcia. Kyselina octová reaguje s hydroxidom sodným za vzniku octanu sodného a molekuly vody.

Na rozdiel od príkladu 1 octan sodný nie je soľ, ktorá je úplne ionizovaná, pretože anión je hydrolyzovaný:

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

Príklad 4

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

Pri tejto reakcii, ktorá sa nezdá byť neutralizujúca, kyselina jodovodíková úplne reaguje s vápencom za vzniku kyseliny uhličitej a jodidu vápenatého. Okrem toho uvoľňovanie tepla (exotermická reakcia) rozkladá kyselinu uhličitú na oxid uhličitý a vodu:

H₂CO₃(ac) => CO₂(g) + H₂O (l)

Globálna reakcia zostáva:

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

Tiež uhličitan vápenatý, bázická soľ, neutralizuje kyselinu jodovodíkovú.

Príklad 5

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

Dusičnan strieborný vymieňa ióny s chloridom sodným, čím vytvára nerozpustnú soľ chloridu strieborného (belavá zrazenina) a dusičnanu sodného..

Príklad 6

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

Kyselina fosforečná je neutralizovaná hydroxidom vápenatým, čím vzniká nerozpustná soľ fosforečnanu vápenatého a šesť mol molekúl vody..

Toto je príklad dvojitej substitučnej reakcie oboch typov: neutralizácia kyseliny a vyzrážanie nerozpustnej soli.

Príklad 7

K₂S (ac) + MgS04₄(ac) => K₂SW₄(ac) + MgS (s)

Sulfid draselný reaguje so síranom horečnatým, pričom ióny S sa spájajú v roztoku^2- a Mg²⁺ za vzniku nerozpustného síranu horečnatého a rozpustnej soli síranu draselného.

Príklad 8

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

Sulfid sodný neutralizuje kyselinu chlorovodíkovú a vytvára chlorid sodný a sírovodík.

V tejto reakcii netvorí vodu (na rozdiel od najbežnejších neutralizácií), ale neelektrolytickú molekulu sírovodíka, ktorej vôňa zhnitých vajec je veľmi nepríjemná. H₂S uniká rozpusteniu v plynnej forme a zvyšok druhu zostáva rozpustený.

referencie

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning, str. 150-155.
2. Quimicas.net (2018). Príklady dvojitej substitučnej reakcie. Získané 28. mája 2018, z: quimicas.net
3. Metatézne reakcie. Získané dňa 28. mája 2018, z: science.uwaterloo.ca
4. Khan Academy. (2018). Reakcie s dvojitou náhradou. Získané dňa 28. mája 2018, z: khanacademy.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8. máj 2016). Definícia dvojitej substitučnej reakcie. Získané dňa 28. mája 2018, z: thoughtco.com