- Elmozdulási reakciók
- Egyszerű
- A hidrogén és a fémek kiszorítása
- Elmozdulás halogénekkel
- Kettős
- Savas-bázis semlegesítési reakció
- Példák
- Egyszerű
- Kettős
- Irodalom
Az elmozdulási reakciók mindazok, amelyek során egy vegyi anyag egy vegyületen belül egy másikba utazik. Ez az elmozdulás lehet egyszerû vagy kettõs, különbözõ abban, hogy az elsõben mozog egy elem, míg a másodikban két vegyület között "pár" változik.
Az ilyen típusú reakciók csak bizonyos körülmények között lehetséges: az egyik faj oxidációs számának nullának kell lennie, vagy az összes reakciónak szükségszerűen ionizáltnak kell lennie. Mit jelent a nulla oxidációs szám? Ez azt jelenti, hogy a faj természetes állapotban van.
A fenti megközelítés nagyon szemléltető példája a rézhuzal és az ezüst-nitrát oldat közötti reakció. Mivel a réz természetes állapotban fém, az oxidációs száma nulla; Másrészt az ezüsté +1 (Ag +), amely a nitrátionokkal (NO 3 -) együtt oldódik.
A fémek felhagynak elektronokkal, ám egyesek aktívabbak, mint mások; Ez azt jelenti, hogy nem minden fémek rozsdásodnak ilyen könnyen. Mivel a réz aktívabb, mint az ezüst, ezáltal elektronokat ad fel, természetes állapotába redukálva, ezüst felületként tükröződik, amely a rézhuzalt lefedi (fenti kép).
Elmozdulási reakciók
Egyszerű
A hidrogén és a fémek kiszorítása
A felső kép oszlopot mutat csökkenő aktivitási sorrendben, kiemelve a hidrogénmolekulát. Azok a fémek, amelyek e fölött lesz képes kiszorítani azt a nem-oxidáló savak (sósav, HF, H 2 SO 4, stb), és azok, amelyek az alábbiakban nem reagál egyáltalán.
Az egyszerű elmozdulási reakciót az alábbi általános egyenlettel lehet leírni:
A + BC => AB + C
A kiszorítja C, amely lehet a H 2 molekula, vagy egy másik fém. Ha H 2 a H + -ionok redukciójával alakul ki (2H + + 2e - => H 2), akkor az A fajnak - a tömeg és az energia megőrzése miatt - meg kell szolgáltatnia az elektronokat: oxidálódnia kell.
Másrészt, ha A és C fémes fajok, de C ionos formában (M +) és A természetes állapotban van, akkor az elmozdulási reakció csak akkor következik be, ha A aktívabb, mint C, kényszerítve ez utóbbit. elektronok elfogadása fémes állapotukba történő csökkentésükre (M).
Elmozdulás halogénekkel
Ugyanígy a halogének (F, Cl, Br, I, At) mozoghatnak egymással, de egy másik sorozat tevékenységet követve. Ezeknél az aktivitás csökken, amikor az ember a 7A (vagy 17) csoporton keresztül süllyed: I
Például a következő reakció természetesen fordul elő:
F 2 (g) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + I 2 (s)
Ez a másik azonban nem termel semmilyen terméket a fent kifejtett okok miatt:
I 2 (s) + NaF (ac) => X
A fenti X egyenlet azt jelenti, hogy nincs reakció.
Ezzel a tudással megjósolható, hogy a halogén sók és a tiszta elemek elegye milyen termékeket eredményez. Mnemonikusan a jód (illékony lila szilárd anyag) nem helyettesíti a többi halogénatomot, ám a többi nem ionos formában (Na + I -).
Kettős
A kettős kiszorítású reakciót, más néven a metatézis reakciót, a következőképpen ábrázoljuk:
AB + CD => AD + CB
Ezúttal nem csak A helyettesíti C-t, hanem B is eltolja D-t. Ez a típusú elmozdulás csak akkor fordul elő, ha az oldható sóoldatokat összekeverik, és csapadék képződik; vagyis az AD-nek vagy a CB-nek oldhatatlannak és erős elektrosztatikus kölcsönhatásokkal kell rendelkezniük.
Például, amikor KBr és AgNO 3 oldatokat keverünk, akkor a négy ion áthalad a közegben, amíg az egyenlet megfelelő párjait képezik:
KBr (aq) + AgNO 3 (aq) => AgBr (s) + KNO 3 (aq)
Ag + és Br - ionok alkotják az ezüst-bromid csapadék, míg a K + és a NO 3 - nem lehet rendezett alkotnak egy kristály kálium-nitrát.
Savas-bázis semlegesítési reakció
Ha egy savat egy bázissal semlegesítünk, kettős kiszorítási reakció következik be:
HCI (aq) + NaOH (vizes) => NaCl (aq) + H 2 O (l)
Itt nem képződnek csapadék, mivel a nátrium-klorid vízben nagyon jól oldódó só, de megváltozik a pH-érték, amely 7-hez közel áll.
A következő reakcióban azonban a pH-változás és a csapadék képződése egyszerre történik:
H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 => Ca 3 (PO 4) 2 (s) + 3H 2 O (l)
A kalcium-foszfát oldhatatlan, fehér szilárd anyag formájában kicsapódik, míg a foszforsavat kalcium-hidroxiddal semlegesítik.
Példák
Egyszerű
Cu (s) + 2AgNO 3 (aq) => Cu (NO 3) 2 (aq) + 2Ag (s)
Ez a rézhuzal képalkotó reakciója. Ha megvizsgálja a fémek kémiai tevékenységeinek sorozatát, rájössz, hogy a réz az ezüst felett van, tehát kiszoríthatja azt.
Zn (s) + CuSO 4 (aq) => ZnSO 4 (aq) + Cu (s)
Ezzel a másik reakcióval az ellenkezője történik: a CuSO 4 kékes oldata átlátszóvá válik, amikor a réz fémként kicsapódik, és ugyanakkor a fémcink szétesik az oldható cink-szulfát-sóvá.
2Al (s) + 3NiBr 2 (ac) => 2AlBr 3 (ac) + 3Ni (s)
Ez a reakció ismét azért fordul elő, mert az alumínium nikkel fölött van a kémiai tevékenységek sorozatában.
Sn (s) + H 2 SO 4 (aq) => SnSO 4 (aq) + H 2 (g)
Itt az ón kiszorítja a hidrogént, bár nagyon közel áll hozzá a sorozatban.
2K (s) + 2H 2 O (l) => 2KOH (aq) + H 2 (g)
Végül, azok a fémek, amelyek a sorozat legmagasabb részében vannak, annyira reakcióképes, hogy még a hidrogént is kiszorítják a vízmolekulákban, nagyon exoterm (és robbanásveszélyes) reakciót eredményezve.
Kettős
Zn (NO 3) 2 (aq) + 2NaOH (aq) => Zn (OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (aq)
Bár a bázis nem a sav semlegesítésére, az OH - ionok több affinitása a Zn 2+, mint a NO 3 - ionok; emiatt kettős elmozdulás történik.
Cu (NO 3) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2NaNO 3 (aq)
Ez a reakció nagyon hasonló az előzőhöz, azzal a különbséggel, hogy mindkét vegyület vízben oldott sók.
Irodalom
- Whitten, Davis, Peck és Stanley. Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Learning, 145-150.
- Toby Hudson. (2012. április 3.). Ezüst csapadék a rézben.. Forrás: commons.wikimedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. május 3.). Mi az elmozdulási reakció a kémiában? Forrás: gondolat.com
- amrita.olabs.edu.in,. (2011). Egyetlen elmozdulási reakció. Feltöltve: amrita.olabs.edu.in
- Byju években. (2017. szeptember 15.). Elmozdulási reakciók. Forrás: byjus.com
- A kémiai reakciók típusai: Egy- és kettős elmozdulású reakciók. Forrás: jsmith.cis.byuh.edu