Două tipuri de reacții de substituție și exemple

reacție dublă de substituție, deplasarea dublă sau metateza, este una în care are loc un dublu schimb de ioni între doi compuși, fără nici unul dintre aceștia oxidanți sau reducători. Este una dintre cele mai elementare reacții chimice.

Noile legături sunt formate de forțele de atracție electrostatice mari dintre ioni. De asemenea, reacția favorizează formarea unor specii mai stabile, cum ar fi molecula de apă, în principal. Ecuația chimică generală pentru reacția de substituție dublă este ilustrată în imaginea de jos.

Compușii inițiali AX și BY reacționează prin schimbarea "partenerilor lor" și astfel formează doi noi compuși: AY și BX. Această reacție apare dacă și numai dacă A și Y sunt mai apropiate decât A și B sau dacă legăturile BX sunt mai stabile decât cele ale BY. Deoarece reacția este un simplu schimb de ioni, nici unul dintre aceste câștiguri sau pierde electroni (reacție redox).

Astfel, dacă A este un cation de încărcare +1 în compusul AX, acesta va avea aceeași încărcătură +1 în compusul AY. Același lucru este valabil și pentru restul "scrisorilor". Acest tip de reacție este suportul reacțiilor bazate pe acizi și formarea precipitării.

index

• 1 Tipuri
  • 1.1 Neutralizarea
  • 1.2 Precipitarea
• 2 Exemple
  • 2.1 Exemplul 1
  • 2.2 Exemplul 2
  • 2.3 Exemplul 3
  • 2.4 Exemplul 4
  • 2.5 Exemplul 5
  • 2.6 Exemplul 6
  • 2.7 Exemplul 7
  • 2.8 Exemplul 8
• 3 Referințe

tip

contracarare

Un acid puternic reacționează cu o bază puternică pentru a produce săruri solubile și apă. Când unul dintre cei doi - acidul sau baza - este slab, sarea produsă nu este complet ionizată; adică într-un mediu apos capabil de hidroliză. De asemenea, acidul sau baza pot fi neutralizate cu o sare.

Cele de mai sus pot fi din nou reprezentate de ecuația chimică cu literele AXBY. Cu toate acestea, deoarece aciditatea Brønsted este indicată numai de ionii H⁺ și OH^-, acestea vin să reprezinte apoi literele A și Y:

HX + BOH => HOH + BX

Această ecuație chimică corespunde neutralizării, care este pur și simplu reacția dintre un acid HX și o bază BOH pentru a produce HOH (H₂O) și sarea BX, care poate sau nu să fie solubilă în apă.

Scheletul dvs. poate varia în funcție de coeficienții stoichiometrici sau de natura acidului (organic sau anorganic).

precipitare

În acest tip de reacție, unul dintre produse este insolubil în mediu, în general apos și se precipită (solidul se solidifică din restul soluției).

Schema este după cum urmează: doi compuși solubili, AX și BY, sunt amestecați și se precipită unul dintre produsele, AY sau BX, care va depinde de regulile de solubilitate:

AX + BY => AY (s) + BX

AX + BY => AY + BX (e)

Pentru AY și BX fiind atât insolubil în apă, se va precipita cei doi ioni având interacțiunile electrostatice puternice, care pot fi reflectate cantitativ în valorile constantelor de solubilitate (KSP).

Totuși, în majoritatea reacțiilor de precipitare, o sare este solubilă, iar cealaltă precipită. Ambele reacții - cea a neutralizării și a precipitațiilor - pot apărea în același amestec de substanțe.

Exemple

Exemplul 1

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

Ce fel de reacție este asta? Acidul clorhidric reacționează cu hidroxid de sodiu, rezultând apă și clorură de sodiu. Deoarece NaCI este foarte solubil în mediu apos și a fost formată și o moleculă de apă, reacția din exemplul 1 este neutralizarea.

Exemplul 2

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

În această reacție nu este prezent nici ionul H⁺ nici OH^-, iar molecula de apă nu este observată nici pe partea dreaptă a ecuației chimice.

Azotatul de cupru (II) sau azotatul cupric, schimbă ionii cu sulfură de sodiu. Sulfura de cupru este insolubilă, precipitând, spre deosebire de azotatul de sodiu, sarea solubilă.

Soluția de Cu (NO₃)₂ este albastru, în timp ce Na₂S este gălbui. Când ambele sunt amestecate, culorile dispar și precipita CuS, care este un solid negru.

Exemplul 3

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

Din nou, aceasta este o altă reacție de neutralizare. Acidul acetic reacționează cu hidroxidul de sodiu pentru a forma sarea acetat de sodiu și o moleculă de apă.

Spre deosebire de exemplul 1, acetatul de sodiu nu este o sare care este total ionizată, deoarece anionul este hidrolizat:

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

Exemplul 4

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

În această reacție - deși nu pare a fi neutralizantă - acidul hidriodic reacționează complet cu calcarul pentru a genera acid carbonic și iodură de calciu. În plus, eliberarea căldurii (reacția exotermică) descompune acidul carbonic în dioxid de carbon și apă:

H₂CO₃(ac) => CO₂(g) + H₂O (l)

Reacția generală este următoarea:

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

De asemenea, carbonatul de calciu, sarea de bază, neutralizează acidul hidriodic.

Exemplul 5

AgNC₃(ac) + NaCI (ac) => AgCl (s) + NaNO₃(Aq)

Azotul argint schimbă ionii cu clorură de sodiu, formând astfel sarea insolubilă a clorurii de argint (precipitat albic) și azotatul de sodiu.

Exemplul 6

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

Acidul fosforic este neutralizat de hidroxidul de calciu, formând astfel sarea fosfat de calciu insolubilă și șase moli de molecule de apă.

Acesta este un exemplu de reacție dublă de substituție a ambelor tipuri: neutralizarea acidului și precipitarea unei sări insolubile.

Exemplul 7

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

Sulfura de potasiu reacționează cu sulfatul de magneziu, ionii S întâlnindu-se în soluție^2- și Mg²⁺ pentru a forma sarea insolubilă de sulfură de magneziu și sarea solubilă de sare de potasiu.

Exemplul 8

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

Sulfura de sodiu neutralizează acidul clorhidric, generând clorură de sodiu și hidrogen sulfurat.

În această reacție, apa nu este formată (spre deosebire de cele mai frecvente neutralizări), dar molecula non-electrolitică de hidrogen sulfurat, a cărui miros de ouă putrezi este foarte neplăcut. H₂S scapă de dizolvarea în formă gazoasă, iar restul speciilor rămân dizolvate.

referințe

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chimie. (Ediția a 8-a). CENGAGE Learning, p 150-155.
2. Quimicas.net (2018). Exemple de reacție dublă de înlocuire. Recuperat 28 mai 2018, de la: quimicas.net
3. Reacțiile metatezei. Adus pe 28 mai 2018, de la: science.uwaterloo.ca
4. Academia Khan. (2018). Reacții de înlocuire dublă. Adus pe 28 mai 2018, de la: khanacademy.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8 mai 2016). Rezolvare dublă de înlocuire. Adus pe 28 mai 2018, de la: thoughtco.com