РЕАКЦИЯ НА ДВОЙНО ЗАМЕСТВАНЕ: ВИДОВЕ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2026

Реакцията на двойно заместване, двойно изместване или метатеза е тази, при която се извършва двоен йонен обмен между две съединения, без нито едно от тях да се окислява или редуцира. Това е една от най-елементарните химични реакции.

Новите връзки се образуват от големите електростатични атрактивни сили между йони. По същия начин, реакцията благоприятства формирането на най-стабилните видове, главно молекулата на водата. Изображението по-долу илюстрира общото химично уравнение за реакцията на двойно заместване.

Първоначалните съединения AX и BY реагират, като разменят "своите партньори" и по този начин образуват две нови съединения: AY и BX. Тази реакция възниква, ако и само ако A и Y са по-свързани от А и В или ако връзките BX са по-стабилни от тези на BY. Тъй като реакцията е обикновен йонен обмен, нито йонът печели, нито губи електрони (редокс реакция).

По този начин, ако A е катион с +1 заряд в съединение AX, той ще има същия +1 заряд в съединение AY. Същото важи и за останалите „писма“. Този тип реакция е подкрепата на киселинно-азотните реакции и образуването на утайки.

Видове

неутрализация

Силната киселина реагира със силна основа за получаване на разтворими соли и вода. Когато едно от двете - киселината или основата - е слабо, получената сол не е напълно йонизирана; тоест във водна среда, способна да хидролизира. По същия начин киселината или основата могат да бъдат неутрализирани със сол.

Горното отново може да бъде представено чрез химическото уравнение с буквите AXBY. Въпреки това, тъй като киселината на Брьонстед е посочена само от Н ⁺ и ОН ^- йони, те след това представляват буквите А и У:

HX + BOH => HOH + BX

Това химическо уравнение съответства на неутрализация, което е просто реакцията между HX киселина и ВОН база за производство на HOH (H ₂ O) и BX сол, която може или не може да бъде разтворим във вода.

Скелетът му може да варира в зависимост от стехиометричните коефициенти или естеството на киселината (ако е органична или неорганична).

утаяване

При този тип реакции един от продуктите е неразтворим в средата, обикновено водна и се утаява (твърдото вещество се утаява от останалата част от разтвора).

Схемата е следната: две разтворими съединения, AX и BY, се смесват и един от продуктите, AY или BX, се утаява, което ще зависи от правилата за разтворимост:

AX + BY => AY (s) + BX

AX + BY => AY + BX (s)

В случай, че и AY, и BX са неразтворими във вода, двойката йони, които представят най-силните електростатични взаимодействия, ще се утаи, което може да бъде отразено количествено в техните стойности на константи на разтворимост (Kps).

Въпреки това, в повечето реакции на утаяване, едната сол е разтворима, а другата се утаява. И двете реакции - неутрализация и утаяване - могат да възникнат в една и съща смес от вещества.

Примери

Пример 1

HCI (вод) + NaOH (воден) => H ₂ O (л) + NaCl (вод)

Каква реакция е това? Солната киселина реагира с натриев хидроксид, като генерира вода и натриев хлорид като следствие. Тъй като NaCl е много разтворим във водна среда и също се образува водна молекула, реакцията от Пример 1 е неутрализирана.

Пример 2

Cu (NO ₃) ₂ (вод) + Na ₂ S (вод) => CuS (и) + 2NaNO ₃ (воден)

В тази реакция не присъстват нито Н ^+, нито ОН ^- йонът, нито молекулата на водата от дясната страна на химичното уравнение.

Медният (II) нитрат или купричният нитрат обменя йони с натриев сулфид. Медният сулфид е неразтворим и се утаява за разлика от натриевия нитрат, разтворима сол.

МС (NO ₃) ₂ разтвор е синьо, докато Na ₂ S Разтворът е жълто. Когато и двете се смесват, цветовете изчезват и се утаява CuS, което е черно-твърдо вещество.

Пример 3

CH ₃ COOH (вод) + NaOH (воден) => СН ₃ COONa (вод) + H ₂ O (л)

Отново това е поредната реакция на неутрализация. Оцетната киселина реагира с натриев хидроксид, образувайки натриева ацетатна сол и водна молекула.

За разлика от пример 1, натриевият ацетат не е сол, която е напълно йонизирана, тъй като анионът е хидролизиран:

CH ₃ COO ^- (вод) + H ₂ O (л) <=> CH ₃ COOH (вод) + OH ^- (вод)

Пример 4

2HI (aq) + CaCO ₃ (s) => H ₂ CO ₃ (aq) + CaI ₂ (aq)

При тази реакция, която, макар да не изглежда неутрализирана, хидройодната киселина реагира напълно с варовика, за да генерира въглеродна киселина и калциев йодид. Освен това, отделянето на топлина (екзотермична реакция) разгражда въглеродна киселина във въглероден диоксид и вода:

H ₂ CO ₃ (aq) => CO ₂ (g) + H ₂ O (l)

Цялостната реакция е:

2HI (aq) + CaCO ₃ (s) => CO ₂ (g) + H ₂ O (l) + CaI ₂ (aq)

Също така, калциевият карбонат, основната сол, неутрализира хидройодната киселина.

Пример 5

AgNO ₃ (aq) + NaCl (aq) => AgCl (s) + NaNO ₃ (aq)

Сребърен нитрат обменя йони с натриев хлорид, като по този начин образува неразтворимата сол сребърен хлорид (белезникава утайка) и натриев нитрат.

Пример 6

2H ₃ PO ₄ (aq) + 3Ca (OH) ₂ (aq) => 6H ₂ O (l) + Ca ₃ (PO ₄) ₂ (s)

Фосфорната киселина се неутрализира от калциев хидроксид, като вследствие на това се образува неразтворимата сол калциев фосфат и шест мола водни молекули.

Това е пример за реакция на двойно заместване от двата вида: неутрализиране на киселината и утаяване на неразтворима сол.

Пример 7

K ₂ S (aq) + MgSO ₄ (aq) => K ₂ SO ₄ (aq) + MgS (s)

Калиевият сулфид реагира с магнезиев сулфат, обединявайки йони S ^2– и Mg ²⁺ в разтвор, образувайки неразтворимата сол на магнезиев сулфид и разтворимата сол на калиев сулфат.

Пример 8

Na ₂ S (вод) + HCI (вод) → NaCl (вод) + Н ₂ S (ж)

Натриевият сулфид неутрализира солната киселина, като генерира натриев хлорид и сероводород.

При тази реакция не се образува вода (за разлика от най-честите неутрализации), а неелектролитичната молекула сероводород, чиято миризма на гнили яйца е много неприятна. H ₂ S изпускани от разтвора в газообразна форма и останалите видове остават разтворени.

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Обучение, стр. 150-155.
2. Quimicas.net (2018). Примери за реакция на двойно заместване. Произведено на 28 май 2018 г. от: quimicas.net
3. Реакции на метатези. Произведено на 28 май 2018 г. от: science.uwaterloo.ca
4. Академия Хан. (2018). Реакции на двойно заместване. Произведено на 28 май 2018 г. от: khanacademy.org
5. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (8 май 2016 г.). Определение за реакция с двойна заместване. Произведено на 28 май 2018 г. от: thinkco.com