- Vrste
- Nevtralizacija
- Padavine
- Primeri
- Primer 1
- Primer 2
- Primer 3
- Primer 4
- Primer 5
- Primer 6
- Primer 7
- Primer 8
- Reference
Dvojna substitucija , dvojni premik ali metatezno reakcijo , pri katerem se pojavi dvojno ionska izmenjava med dvema spojinami, pri čemer nobena od njih se oksidira ali zmanjšati. Gre za eno najbolj elementarnih kemičnih reakcij.
Nove vezi tvorijo velike elektrostatične privlačne sile med ioni. Prav tako je reakcija naklonjena tvorbi najbolj stabilnih vrst, predvsem molekule vode. Spodnja slika ponazarja splošno kemijsko enačbo reakcije dvojne substitucije.
Začetne spojine AX in BY reagirajo z izmenjavo "svojih partnerjev" in tako tvorita dve novi spojini: AY in BX. Ta reakcija se pojavi, če in samo, če sta A in Y bolj sorodni kot A in B ali če sta BX vezi bolj stabilni od tistih, ki jih ima BY. Ker je reakcija preprosta ionska izmenjava, niti ion ne pridobi ali izgubi elektronov (redoks reakcija).
Torej, če je A kation z +1 nabojem v spojini AX, bo imel v spojini AY enak naboj +1. Enako velja za preostala "pisma". Ta vrsta reakcije je podpora kislinsko-bazičnih reakcij in tvorba oborin.
Vrste
Nevtralizacija
Močna kislina reagira z močno bazo, da ustvari topne soli in vodo. Kadar je eden od obeh - kislina ali baza - šibek, nastala sol ni popolnoma ionizirana; torej v vodnem mediju, ki lahko hidrolizira. Prav tako lahko kislino ali bazo nevtraliziramo s soljo.
Zgoraj lahko ponovno predstavimo kemijsko enačbo s črkami AXBY. Ker pa je Brønstedova kislost označena le s H + in OH - ionoma , potem predstavljata črki A in Y:
HX + BOH => HOH + BX
Ta kemijsko enačbo ustreza nevtralizacijo, ki je preprosto reakcijo med HX kisline in baze BOH za proizvodnjo Hoh (H 2 O) in BX sol, ki je lahko ali pa ni topna v vodi.
Njegov okost se lahko razlikuje glede na stehiometrične koeficiente ali naravo kisline (če je organska ali anorganska).
Padavine
Pri tej vrsti reakcije je eden od produktov netopen v mediju, ki je običajno voden, in se obori (trdna snov se usedi iz preostale raztopine).
Shema je naslednja: dve topni spojini, AX in BY, se mešata in eden od produktov, AY ali BX, se obori, kar bo odvisno od pravil topnosti:
AX + BY => AY (s) + BX
AX + BY => AY + BX
V primeru, da sta AY in BX netopna v vodi, se bo obaril par ionov, ki predstavljajo najmočnejše elektrostatične interakcije, kar se lahko kvantitativno odraža na njihovih vrednostih konstant topnosti (Kps).
Vendar je v večini reakcij padavin ena sol topna, druga pa oborina. Obe reakciji - nevtralizacija in obarjanje - se lahko zgodita v isti mešanici snovi.
Primeri
Primer 1
HCl (aq) + NaOH (aq) => H 2 O (l) + NaCl (aq)
Kakšna reakcija je to? Klorovodikova kislina reagira z natrijevim hidroksidom, kar posledično ustvari vodo in natrijev klorid. Ker je NaCl zelo topen v vodnem mediju in je nastala tudi molekula vode, je reakcija v primeru 1 ena izmed nevtralizacij.
Primer 2
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (y) + 2NaNO 3 (aq)
V tej reakciji ne obstajata H + niti OH - ion in tudi molekula vode na desni strani kemijske enačbe ni.
Bakrov (II) nitrat ali kurični nitrat izmenjuje ione z natrijevim sulfidom. Bakrov sulfid je netopen, ki se obori, za razliko od natrijevega nitrata, topne soli.
Raztopina Cu (NO 3 ) 2 je modrikasto, raztopina Na 2 S pa rumenkasta. Ko se obe mešata, barve izginejo in se obori CuS, kar je črnkasta trdna snov.
Primer 3
CH 3 COOH (aq) + NaOH (aq) => CH 3 COONa (aq) + H 2 O (l)
Spet je to še ena reakcija nevtralizacije. Ocetna kislina reagira z natrijevim hidroksidom, da tvori natrijevo acetatno sol in molekulo vode.
Za razliko od primera 1 natrijev acetat ni sol, ki je popolnoma ionizirana, saj anion hidrolizira:
CH 3 COO - (aq) + H 2 O (l) <=> CH 3 COOH (aq) + OH - (aq)
Primer 4
2HI (aq) + CaCO 3 (s) => H 2 CO 3 (aq) + CaI 2 (aq)
V tej reakciji - ki se zdi, da ne gre za nevtralizacijo - hidroiodna kislina popolnoma reagira z apnencem, da ustvari ogljikovo kislino in kalcijev jodid. Poleg tega evolucija toplote (eksotermična reakcija) razgrajuje ogljikovo kislino v ogljikov dioksid in vodo:
H 2 CO 3 (aq) => CO 2 (g) + H 2 O (l)
Celotna reakcija je:
2HI (aq) + CaCO 3 (i) => CO 2 (g) + H 2 O (l) + CAI 2 (aq)
Prav tako kalcijev karbonat, osnovna sol, nevtralizira hidroiodno kislino.
Primer 5
AgNO 3 (aq) + NaCl (aq) => AgCl (s) + NaNO 3 (aq)
Srebrni nitrat izmenjuje ione z natrijevim kloridom in tako tvori netopno sol srebrovega klorida (belkasta oborina) in natrijevega nitrata.
Primer 6
2H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 (aq) => 6H 2 O (l) + Ca 3 (PO 4 ) 2 (s)
Fosforjeva kislina se nevtralizira s kalcijevim hidroksidom, kar posledično tvori netopni sol kalcijevega fosfata in šest molov molekul vode.
To je primer reakcije dvojne substitucije obeh vrst: nevtralizacija kisline in obarjanje netopne soli.
Primer 7
K 2 S (aq) + MgSO 4 (aq) => K 2 SO 4 (aq) + MgS (s)
Kalijev sulfid reagira z magnezijevim sulfatom, ki v raztopini združi iona S 2 in Mg 2+, da tvorita netopno magnezijevo sulfidno sol in topno kalijevo sulfatno sol.
Primer 8
Na 2 S (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H 2 S (g)
Natrijev sulfid nevtralizira klorovodikovo kislino in ustvarja natrijev klorid in vodikov sulfid.
Pri tej reakciji ne nastane voda (za razliko od najpogostejših nevtralizacij), ampak neelektrolitična molekula vodikov sulfid, katerega vonj po gnilih jajcih je zelo neprijeten. H 2 S izhaja iz raztopine v plinasti obliki, preostale vrste pa ostanejo raztopljene.
Reference
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje, str 150-155.
- Quimicas.net (2018). Primeri reakcije dvojne zamenjave. Pridobljeno 28. maja 2018 z: quimicas.net
- Rešitve metatez. Pridobljeno 28. maja 2018, iz: science.uwaterloo.ca
- Akademija Khan. (2018). Dvojne nadomestne reakcije. Pridobljeno 28. maja 2018 z: khanacademy.org
- Helmenstine, Anne Marie, dr. (8. maj 2016). Definicija reakcije dvojne zamenjave. Pridobljeno 28. maja 2018 z: thinkco.com