该置换反应的所有那些,其中化学物种移动到另一个的化合物之内。这种位移可以是简单的或两倍的,不同之处在于第一个是移动的元素,而第二个是两个化合物之间的“成对”变化。
这种类型的反应仅在某些条件下才可能:一种物质的氧化数必须为零或所有物质必须被电离。零氧化数是什么意思?这意味着该物种处于自然状态。
上述方法的一个非常说明性的例子是铜线和硝酸银溶液之间的反应。由于铜是处于自然状态的金属,因此其氧化数为零;在另一方面,银的是1(AG +),其位于与所述硝酸根离子一起溶解(NO 3 - )。
金属会释放电子,但是有些比其他的活泼。这意味着并非所有金属都容易生锈。由于铜比银更活泼,因此铜会向其提供电子,从而将其还原为自然状态,反映为覆盖铜线的银表面(上图)。
位移反应
简单
氢和金属的置换
上面的图像显示了按活性降序排列的列,突出显示了氢分子。高于此的那些金属将能够将其置换为非氧化性酸(HCl,HF,H 2 SO 4等),低于此的金属将完全不反应。
简单的置换反应可以通过以下通用方程式描述:
A + BC => AB + C
位移C,可以是H 2分子或另一种金属。若H 2是由H的还原形成的+离子(2H + + 2e中- =>ħ 2),则物种A必须-由于质量和能量的守恒-提供电子:它必须被氧化。
另一方面,如果A和C是金属物种,但C处于离子形式(M +),而A处于自然状态,则仅当A比C更具活性时,才会发生置换反应,从而迫使后者接受电子以还原为金属态(M)。
卤素取代
以相同的方式,卤素(F,Cl,Br,I,At)可以彼此移动,但随后又进行了一系列活动。对于这些活动,活动性随着人们进入7A组(或17组)而下降:I
例如,以下反应自然发生:
F 2(克)+ 2NaI(ac)=> 2NaF(ac)+ I 2(s)
但是,由于上述原因,这另一台产品不生产任何产品:
I 2(s)+ NaF(ac)=> X
在上述方程式中,X表示没有反应。
以此知识,可以预测卤素盐与纯元素的哪种混合物会产生产物。作为一个记忆,碘(挥发性紫色固体)不取代任何其他卤素,但别人做移动它时以离子形式(钠+我- )。
双
双重置换反应,也称为复分解反应,表示如下:
AB + CD => AD + CB
这次,不仅A取代了C,B也取代了D。仅当混合可溶性盐溶液并形成沉淀时,才会发生这种类型的置换。也就是说,AD或CB必须不溶且具有很强的静电相互作用。
例如,当混合KBr和AgNO 3的溶液时,这四个离子穿过介质,直到它们形成方程式的相应对:
KBr(水溶液)+ AgNO 3(水溶液)=> AgBr(s)+ KNO 3(水溶液)
的Ag +和Br -离子形成溴化银沉淀物,而ķ +和NO 3 -不能被布置成形成硝酸钾的晶体。
酸碱中和反应
当酸被碱中和时,会发生双重置换反应:
HCl(水溶液)+ NaOH(水溶液)=> NaCl(水溶液)+ H 2 O(l)
由于氯化钠是一种非常易溶于水的盐,因此不会形成沉淀,但会发生pH值变化,将其调整为接近7的值。
但是,在以下反应中,pH值的变化和沉淀物的形成同时发生:
H 3 PO 4(水溶液)+ 3Ca(OH)2 => Ca 3(PO 4)2(s)+ 3H 2 O(l)
磷酸钙不溶,沉淀为白色固体,而磷酸则用氢氧化钙中和。
例子
简单
Cu(s)+ 2AgNO 3(aq)=> Cu(NO 3)2(aq)+ 2Ag(s)
这是铜线的图像反应。如果您查看金属的一系列化学活性,您会发现铜位于银之上,因此可以置换它。
Zn(s)+ CuSO 4(aq)=> ZnSO 4(aq)+ Cu(s)
与其他反应相反,现在发生了相反的情况:随着铜作为金属沉淀,CuSO 4的蓝色溶液变得透明,同时金属锌分解成可溶性硫酸锌盐。
2Al(s)+ 3NiBr 2(ac)=> 2AlBr 3(ac)+ 3Ni(s)
同样,发生这种反应的原因是,在一系列化学活性中,铝高于镍。
Sn(s)+ H 2 SO 4(aq)=> SnSO 4(aq)+ H 2(g)
尽管锡与氢非常接近,但在这里置换氢。
2K(s)+ 2H 2 O(l)=> 2KOH(水溶液)+ H 2(g)
最后,在系列最高部分的那些金属是如此活泼,以至于它们甚至取代了水分子中的氢,从而产生了非常放热的(爆炸性的)反应。
双
Zn(NO 3)2(水溶液)+ 2NaOH(水溶液)=> Zn(OH)2(s)+ 2NaNO 3(水溶液)
虽然碱不中和任何的酸,所述OH -离子具有对锌更亲和力2+比NO 3 -离子; 因此,发生双重位移。
Cu(NO 3)2(aq)+ Na 2 S(aq)=> CuS(s)+ 2NaNO 3(aq)
该反应与前一个反应非常相似,不同之处在于两种化合物都是溶解在水中的盐。
参考文献
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