- Phản ứng chuyển vị
- Đơn giản
- Sự chuyển vị của hydro và kim loại
- Chuyển vị với các halogen
- Gấp đôi
- Phản ứng trung hòa axit-bazơ
- Ví dụ
- Đơn giản
- Gấp đôi
- Người giới thiệu
Các phản ứng chuyển vị là tất cả những phản ứng trong đó một loài hóa học di chuyển sang một loài khác trong một hợp chất. Sự chuyển vị này có thể là đơn giản hoặc kép, khác nhau ở chỗ trong lần đầu tiên nó là một nguyên tố bị chuyển vị, trong khi ở chỗ thứ hai có sự thay đổi "cặp" giữa hai hợp chất.
Những loại phản ứng này chỉ có thể thực hiện được trong những điều kiện nhất định: một trong các loại phản ứng phải có số oxi hóa bằng 0 hoặc tất cả đều nhất thiết phải bị ion hóa. Số oxi hóa bằng 0 có nghĩa là gì? Có nghĩa là loài đang ở trạng thái tự nhiên.
Một ví dụ rất minh họa của phương pháp trên là phản ứng giữa dây đồng và dung dịch bạc nitrat. Vì đồng là kim loại ở trạng thái tự nhiên nên số oxi hóa của nó bằng không; Mặt khác, bạc là +1 (Ag + ), nằm hòa tan cùng với các ion nitrat (NO 3 - ).
Các kim loại nhường electron, nhưng một số hoạt động mạnh hơn các kim loại khác; Điều này có nghĩa là không phải tất cả các kim loại đều bị gỉ dễ dàng như vậy. Bởi vì đồng hoạt động hơn bạc, nó tặng các electron cho nó, làm giảm nó về trạng thái tự nhiên, phản ánh như một bề mặt bạc bao phủ dây đồng (hình trên).
Phản ứng chuyển vị
Đơn giản
Sự chuyển vị của hydro và kim loại
Hình trên cho thấy một cột theo thứ tự hoạt động giảm dần, làm nổi bật phân tử hydro. Những kim loại ở trên này sẽ có thể chuyển nó trong axit không oxy hóa (HCl, HF, H 2 SO 4 , v.v.), và những kim loại ở dưới sẽ không phản ứng.
Phản ứng chuyển vị đơn giản có thể được mô tả bằng phương trình tổng quát sau:
A + BC => AB + C
A thay thế C, có thể là phân tử H 2 hoặc một kim loại khác. Nếu H 2 được tạo thành do sự khử ion H + (2H + + 2e - => H 2 ), thì loài A phải - do bảo toàn khối lượng và năng lượng - cung cấp electron: nó phải bị oxi hóa.
Mặt khác, nếu A và C là kim loại, nhưng C ở dạng ion (M + ) và A ở trạng thái tự nhiên, thì phản ứng chuyển vị chỉ xảy ra nếu A hoạt động mạnh hơn C, buộc nhận electron để khử về trạng thái kim loại (M).
Chuyển vị với các halogen
Theo cách tương tự, các halogen (F, Cl, Br, I, At) có thể di chuyển với nhau nhưng theo một chuỗi hoạt động khác. Đối với những điều này, hoạt động giảm dần khi một người giảm dần qua nhóm 7A (hoặc 17): I
Ví dụ, phản ứng sau đây xảy ra tự nhiên:
F 2 (g) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + I 2 (s)
Tuy nhiên, cái khác này không sản xuất bất kỳ sản phẩm nào vì những lý do vừa được giải thích:
I 2 (s) + NaF (ac) => X
Trong phương trình trên X nghĩa là không xảy ra phản ứng.
Với kiến thức này, có thể dự đoán hỗn hợp muối halogen với các nguyên tố nguyên chất tạo ra sản phẩm nào. Là một chất dễ ghi nhớ, iot (một chất rắn màu tím dễ bay hơi) không thay thế bất kỳ halogen nào khác, nhưng những chất khác sẽ thay thế nó khi ở dạng ion (Na + I - ).
Gấp đôi
Phản ứng chuyển vị kép, còn được gọi là phản ứng metathesis, được biểu diễn như sau:
AB + CD => AD + CB
Lần này, không chỉ A thay thế C mà còn B thay thế D. Loại chuyển vị này chỉ xảy ra khi các dung dịch muối tan được lẫn vào nhau và tạo thành kết tủa; nghĩa là AD hoặc CB phải không hòa tan và có tương tác tĩnh điện mạnh.
Ví dụ, khi trộn các dung dịch KBr và AgNO 3 , bốn ion di chuyển trong môi trường cho đến khi chúng tạo thành các cặp tương ứng của phương trình:
KBr (aq) + AgNO 3 (aq) => AgBr (s) + KNO 3 (aq)
Các ion Ag + và Br - tạo thành kết tủa bạc bromua, trong khi K + và NO 3 - không thể sắp xếp để tạo thành tinh thể kali nitrat.
Phản ứng trung hòa axit-bazơ
Khi trung hòa một axit với một bazơ, phản ứng chuyển đôi xảy ra:
HCl (aq) + NaOH (aq) => NaCl (aq) + H 2 O (l)
Ở đây không có kết tủa nào được hình thành, vì natri clorua là một muối rất dễ hòa tan trong nước, nhưng sự thay đổi pH xảy ra, điều này sẽ điều chỉnh đến giá trị gần bằng 7.
Tuy nhiên, trong phản ứng sau đây, sự thay đổi pH và sự tạo thành kết tủa xảy ra đồng thời:
H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 => Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 3H 2 O (l)
Canxi photphat không hòa tan, kết tủa như một chất rắn màu trắng, trong khi axit photphoric được trung hòa với canxi hydroxit.
Ví dụ
Đơn giản
Cu (s) + 2AgNO 3 (aq) => Cu (NO 3 ) 2 (aq) + 2Ag (s)
Đây là phản ứng hình ảnh của dây đồng. Nếu bạn nhìn vào chuỗi các hoạt động hóa học của kim loại, bạn sẽ thấy rằng đồng ở trên bạc, vì vậy nó có thể thay thế nó.
Zn (s) + CuSO 4 (aq) => ZnSO 4 (aq) + Cu (s)
Với phản ứng này thì ngược lại xảy ra: dung dịch CuSO 4 màu xanh lam trở nên trong suốt do đồng kết tủa như kim loại và đồng thời, kẽm kim loại phân hủy thành muối kẽm sunfat hòa tan.
2Al (s) + 3NiBr 2 (ac) => 2AlBr 3 (ac) + 3Ni (s)
Một lần nữa, phản ứng này xảy ra vì nhôm ở trên niken trong chuỗi hoạt động hóa học.
Sn (s) + H 2 SO 4 (aq) => SnSO 4 (aq) + H 2 (g)
Ở đây thiếc thay thế hydro, mặc dù nó rất gần với nó trong chuỗi.
2K (s) + 2H 2 O (l) => 2KOH (aq) + H 2 (g)
Cuối cùng, những kim loại nằm trong phần cao nhất của dãy phản ứng mạnh đến mức chúng chuyển vị cả hydro trong phân tử nước, tạo ra phản ứng tỏa nhiệt (và nổ) rất mạnh.
Gấp đôi
Zn (NO 3 ) 2 (aq) + 2NaOH (aq) => Zn (OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (aq)
Mặc dù bazơ không trung hòa bất kỳ axit nào, nhưng ion OH - có ái lực với Zn 2+ hơn ion NO 3 - ; vì lý do này xảy ra chuyển vị kép.
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2NaNO 3 (aq)
Phản ứng này rất giống với phản ứng trước, với sự khác biệt là cả hai hợp chất đều là muối hòa tan trong nước.
Người giới thiệu
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Hóa học. (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập, tr 145-150.
- Toby Hudson. (Ngày 3 tháng 4 năm 2012). Kết tủa bạc trên đồng. . Lấy từ: commons.wikimedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 3 tháng 5 năm 2018). Phản ứng chuyển vị trong hóa học là gì? Lấy từ: thinkco.com
- amrita.olabs.edu.in ,. (2011). Phản ứng chuyển vị đơn. Lấy từ: amrita.olabs.edu.in
- Của Byju. (Ngày 15 tháng 9 năm 2017). Phản ứng chuyển vị. Lấy từ: byjus.com
- Các loại phản ứng hóa học: Phản ứng chuyển vị đơn và kép. Lấy từ: jsmith.cis.byuh.edu