- Siirtymäreaktiot
- Yksinkertainen
- Vedyn ja metallien siirtymä
- Siirtymä halogeenien kanssa
- Kaksinkertainen
- Happo-emäksen neutralointireaktio
- esimerkit
- Yksinkertainen
- Kaksinkertainen
- Viitteet
Siirtymä reaktiot ovat kaikki sellaiset, joissa kemiallisia aineita siirtyy toiseen sisällä yhdiste. Tämä siirtymä voi olla yksinkertainen tai kaksinkertainen, eroaa siinä, että ensimmäisessä se on elementti, joka on siirretty, kun taas toisessa tapahtuu "parien" muutos kahden yhdisteen välillä.
Tämäntyyppinen reaktio on mahdollinen vain tietyissä olosuhteissa: jonkin lajin hapettumisluvulla on oltava nolla tai kaikkien on välttämättä oltava ionisoituneita. Mitä nollahapetusluku tarkoittaa? Se tarkoittaa, että laji on luonnollisessa tilassaan.
Erittäin havainnollistava esimerkki yllä olevasta lähestymistavasta on reaktio kuparilangan ja hopeanitraattiliuoksen välillä. Koska kupari on luonnollisessa tilassaan metalli, niin sen hapettumisluku on nolla; Toisaalta, että hopea on +1 (Ag +), joka on liuotettu yhdessä nitraatti-ioneja (NO 3 -).
Metallit luopuvat elektroneista, mutta jotkut ovat aktiivisempia kuin toiset; Tämä tarkoittaa, että kaikki metallit eivät ruostu niin helposti. Koska kupari on aktiivisempaa kuin hopea, se lahjoittaa elektroneja sille, vähentäen sen luonnollisiin olosuhteisiinsa, heijastuen hopeapinnalla, joka peittää kuparilangan (kuva yllä).
Siirtymäreaktiot
Yksinkertainen
Vedyn ja metallien siirtymä
Yläkuvassa on sarake vähenevässä aktiivisuusjärjestyksessä, mikä korostaa vetymolekyyliä. Näiden metallien, jotka ovat tämän yläpuolella voi syrjäyttää sen ei-hapettava happoja (HCI, HF, H 2 SO 4, jne.), Ja ne, jotka ovat alla ei reagoi lainkaan.
Yksinkertainen siirtymäreaktio voidaan kuvata seuraavalla yleisellä yhtälöllä:
A + BC => AB + C
Syrjäyttää C, joka voi olla H 2 -molekyylin tai muun metallin. Jos H 2 muodostuu pelkistämällä H + -ionit (2H + + 2e - => H 2), niin lajin A on - massan ja energian säilymisen vuoksi - toimitettava elektroneja: sen on hapetettava.
Toisaalta, jos A ja C ovat metallilajeja, mutta C on ionimuodossa (M +) ja A luonnollisessa tilassaan, niin siirtymäreaktio tapahtuu vain, jos A on aktiivisempi kuin C, pakottaen jälkimmäisen hyväksyä elektroneja pelkistämään metallisiin olosuhteisiinsa (M).
Siirtymä halogeenien kanssa
Samalla tavalla halogeenit (F, Cl, Br, I, At) voivat liikkua keskenään, mutta seuraten toista toimintaa. Näiden kohdalla aktiivisuus vähenee, kun laskeutuu ryhmän 7A (tai 17) kautta:
Esimerkiksi seuraava reaktio tapahtuu luonnollisesti:
F 2 (g) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + I 2 (s)
Tämä toinen ei kuitenkaan tuota mitään tuotteita juuri selitetyistä syistä:
I 2 (s) + NaF (ac) => X
Yllä olevassa yhtälössä X tarkoittaa, että reaktiota ei ole.
Tämän tiedon avulla voidaan ennustaa, mikä halogeenisuolojen seos puhtaan alkuaineen kanssa tuottaa tuotteita. Mnemonisena jodina (haihtuva violetti kiinteä aine) ei syrjäytä mitään muita halogeenejä, mutta muut syrjäyttävät sen ionisessa muodossa (Na + I -).
Kaksinkertainen
Kaksinkertainen siirtymäreaktio, joka tunnetaan myös nimellä metateesireaktio, esitetään seuraavasti:
AB + CD => AD + CB
Tällä kertaa A ei vain syrjäytä C: tä, vaan myös B syrjäyttää D. Tämäntyyppinen siirtymä tapahtuu vain, kun liukoisten suolojen liuokset sekoitetaan ja muodostuu sakka; toisin sanoen AD: n tai CB: n on oltava liukenematon ja sillä on oltava vahvat sähköstaattiset vuorovaikutukset.
Esimerkiksi sekoittaessa KBr: n ja AgNO 3: n liuoksia, neljä ionia liikkuvat väliaineen läpi, kunnes ne muodostavat vastaavat yhtälöparit:
KBr (aq) + AgNO 3 (aq) => AgBr- (t) + KNO 3 (aq)
Ag + ja Br - ionit muodostavat hopeambromidisaostuman, kun taas K + ja NO 3 - eivät voi olla järjestetty muodostamaan kaliumnitraatin kiteitä.
Happo-emäksen neutralointireaktio
Kun happo neutraloidaan emäksellä, tapahtuu kaksinkertainen siirtymäreaktio:
HCI: a (aq) + NaOH: lla (aq) => NaCI (aq) + H 2 O (l)
Tässä ei muodostu sakkaa, koska natriumkloridi on hyvin liukoinen suola veteen, mutta tapahtuu pH: n muutos, joka mukautuu arvoon, joka on lähellä 7.
Seuraavassa reaktiossa tapahtuu kuitenkin pH: n muutos ja saostuman muodostuminen samanaikaisesti:
H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 => Ca 3 (PO 4) 2 (s) + 3H 2 O (l)
Kalsiumfosfaatti on liukenematon, saostuen valkoisena kiinteänä aineena, kun taas fosforihappo neutraloidaan kalsiumhydroksidilla.
esimerkit
Yksinkertainen
Cu (s) + 2AgNO 3 (aq) => Cu (NO 3) 2 (aq) + 2Ag (s)
Tämä on kuparilangan kuvareaktio. Jos tarkastelet metallien kemiallisten toimintojen sarjaa, huomaat, että kupari on hopean yläpuolella, joten se voi syrjäyttää sen.
Zn (s) + CuSO 4 (aq) => ZnSO 4 (aq) + Cu (s)
Tämän toisen reaktion, tapahtuu päinvastoin: nyt sinertävä liuos, jossa oli CuSO 4 muuttuu läpinäkyväksi, kun kupari saostuu metallista ja, samaan aikaan, metallinen sinkki hajoaa osaksi liukeneva sinkki sulfaatti suola.
2Al (s) + 3NiBr 2 (ac) => 2AlBr 3 (ac) + 3Ni (s)
Tämä reaktio tapahtuu jälleen, koska alumiini on nikkelin yläpuolella kemiallisten aktiivisuuksien sarjassa.
Sn (t) + H 2 SO 4 (aq) => SNSO 4 (aq) + H 2 (g)
Tina syrjäyttää vedyn, vaikka se onkin hyvin lähellä sitä sarjassa.
2K (t) + 2H 2 O (l) => 2KOH (aq) + H 2 (g)
Lopuksi, metallit, jotka ovat sarjan korkeimmassa osassa, ovat niin reaktiivisia, että ne syrjäyttävät jopa vetyä vesimolekyyleissä, aiheuttaen erittäin eksotermisen (ja räjähtävän) reaktion.
Kaksinkertainen
Zn (NO 3) 2 (aq) + 2NaOH (aq) => Zn (OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (aq)
Vaikka emäs ei ole hapon neutra- loimiseksi, OH - ioneilla on enemmän affiniteetti Zn 2+ kuin NO 3 - ionit; tästä syystä tapahtuu kaksinkertainen siirtymä.
Cu (NO 3) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (t) + 2NaNO 3 (aq)
Tämä reaktio on hyvin samanlainen kuin edellinen, sillä erolla, että molemmat yhdisteet ovat veteen liuenneita suoloja.
Viitteet
- Whitten, Davis, Peck ja Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning, s. 145-150.
- Toby Hudson. (3. huhtikuuta 2012). Hopean saostus kuparille.. Kuvannut: commons.wikimedia.org
- Helmenstine, tohtori Anne Marie (3. toukokuuta 2018). Mikä on siirtymän reaktio kemiassa? Kuvannut: thinkco.com
- amrita.olabs.edu.in,. (2011). Yhden siirtymän reaktio. Ostettu: amrita.olabs.edu.in
- Byju n. (15. syyskuuta 2017). Siirtymäreaktiot. Ostettu: byjus.com
- Kemiallisten reaktioiden tyypit: Yksin- ja kaksoissiirtoreaktiot. Ostettu: jsmith.cis.byuh.edu