Double Substitution Reaction Types en voorbeelden

de dubbele substitutiereactie, van dubbele verplaatsing of metathese, is er een waarin een dubbele ionenwisseling plaatsvindt tussen twee verbindingen, zonder dat deze oxideren of reduceren. Het is een van de meest elementaire chemische reacties.

De nieuwe bindingen worden gevormd door de grote elektrostatische aantrekkrachten tussen de ionen. Ook begunstigt de reactie vooral de vorming van meer stabiele soorten, zoals het watermolecuul. De algemene chemische vergelijking voor de dubbele substitutiereactie wordt geïllustreerd in het onderste beeld.

De initiële verbindingen AX en BY reageren door "hun partners" uit te wisselen en vormen zo twee nieuwe verbindingen: AY en BX. Deze reactie vindt plaats als en alleen als A en Y meer verwant zijn dan A en B, of als de BX-koppelingen stabieler zijn dan die van BY. Omdat de reactie een eenvoudige uitwisseling van ionen is, wint of verliest geen van deze elektronen (redoxreactie).

Dus als A een ladingskation +1 in de verbinding AX is, zal het dezelfde lading +1 in de verbinding AY hebben. Hetzelfde geldt voor de rest van de "letters". Dit type reactie is de ondersteuning van zuur-base reacties en precipitaatvorming.

index

• 1 soorten
  • 1.1 Neutralisatie
  • 1.2 Neerslag
• 2 voorbeelden
  • 2.1 Voorbeeld 1
  • 2.2 Voorbeeld 2
  • 2.3 Voorbeeld 3
  • 2.4 Voorbeeld 4
  • 2.5 Voorbeeld 5
  • 2.6 Voorbeeld 6
  • 2.7 Voorbeeld 7
  • 2.8 Voorbeeld 8
• 3 referenties

type

tegenwerking

Een sterk zuur reageert met een sterke base om oplosbare zouten en water te produceren. Wanneer een van de twee - het zuur of de base - zwak is, is het geproduceerde zout niet volledig geïoniseerd; dat wil zeggen, in een waterig medium dat in staat is tot hydrolyse. Evenzo kan het zuur of de base worden geneutraliseerd met een zout.

Het bovenstaande kan opnieuw worden weergegeven door de chemische vergelijking met de letters AXBY. Omdat de Brønsted-zuurgraad echter alleen wordt aangegeven door de H-ionen⁺ en OH^-, deze komen om vervolgens de letters A en Y te vertegenwoordigen:

HX + BOH => HOH + BX

Deze chemische vergelijking komt overeen met neutralisatie, wat eenvoudig de reactie is tussen een HX-zuur en een BOH-base om HOH (H₂O) en het BX-zout, dat al dan niet oplosbaar is in water.

Uw skelet kan variëren volgens de stoichiometrische coëfficiënten of de aard van het zuur (organisch of anorganisch).

neerslag

Bij dit type reactie is een van de producten onoplosbaar in het medium, in het algemeen waterig, en precipiteert (de vaste stof stolt uit de rest van de oplossing).

Het schema is als volgt: twee oplosbare verbindingen, AX en BY, worden gemengd en een van de producten, AY of BX, neerslaat, die zal afhangen van de oplosbaarheidsregels:

AX + BY => AY (s) + BX

AX + BY => AY + BX (s)

In het geval dat zowel AY als BX onoplosbaar waren in water, zal dat paar ionen dat de sterkste elektrostatische interacties vertoont, precipiteren, hetgeen kwantitatief kan worden weerspiegeld in hun waarden van oplosbaarheidsconstanten (Kps).

Bij de meeste precipitatiereacties is één zout oplosbaar en neerslaat het andere. Zowel reactiesneutralisatie als precipitatie kunnen voorkomen in hetzelfde mengsel van stoffen.

Voorbeelden

Voorbeeld 1

HCl (ac) + NaOH (ac) => H₂O (l) + NaCl (ac)

Wat voor een reactie is dit? Zoutzuur reageert met natriumhydroxide, waardoor water en natriumchloride ontstaat. Omdat NaCl erg oplosbaar is in waterig medium, en ook een watermolecuul werd gevormd, is de reactie van voorbeeld 1 neutralisatie.

Voorbeeld 2

Cu (NO₃)₂(ac) + Na₂S (ac) => CuS (s) + 2NaNO₃(Aq)

In deze reactie is noch het H-ion aanwezig⁺ noch de OH^-, en het watermolecuul wordt niet waargenomen aan de rechterkant van de chemische vergelijking.

Koper (II) nitraat, of cuprinitraat, wisselt ionen uit met natriumsulfide. Kopersulfide is onoplosbaar, precipiterend, in tegenstelling tot natriumnitraat, oplosbaar zout.

De oplossing van Cu (NO₃)₂ het is blauw, terwijl die van Na₂S is geelachtig. Wanneer beide worden gemengd, verdwijnen de kleuren en precipieert de CuS, wat een zwartachtige vaste stof is.

Voorbeeld 3

CH₃COOH (ac) + NaOH (ac) => CH₃COONa (ac) + H₂O (l)

Nogmaals, dit is een andere neutralisatiereactie. Azijnzuur reageert met natriumhydroxide om het natriumacetaatzout en een watermolecuul te vormen.

In tegenstelling tot voorbeeld 1 is natriumacetaat geen zout dat volledig geïoniseerd is, omdat het anion wordt gehydrolyseerd:

CH₃COO^-(ac) + H₂O (l) <=> CH₃COOH (ac) + OH^-(Aq)

Voorbeeld 4

2HI (ac) + CaCO₃(s) => H₂CO₃(ac) + CaI₂(Aq)

In deze reactie, die hoewel het niet lijkt te neutraliseren, reageert hydrojodisch zuur volledig met de kalksteen om koolzuur en calciumjodide te genereren. Bovendien ontleedt het vrijkomen van warmte (exotherme reactie) koolzuur tot koolstofdioxide en water:

H₂CO₃(ac) => CO₂(g) + H₂O (l)

De globale reactie blijft als volgt:

2HI (ac) + CaCO₃(s) => CO₂(g) + H₂O (l) + CaI₂(Aq)

Ook neutraliseert calciumcarbonaat, basisch zout, hydriodinezuur.

Voorbeeld 5

AgNO₃(ac) + NaCl (ac) => AgCl (s) + NaNO₃(Aq)

Zilvernitraat wisselt ionen uit met natriumchloride en vormt zo het onoplosbare zout van zilverchloride (witachtig neerslag) en natriumnitraat.

Voorbeeld 6

2H₃PO₄(ac) + 3Ca (OH)₂(ac) => 6H₂O (l) + Ca₃(PO₄)₂(S)

Het fosforzuur wordt geneutraliseerd door het calciumhydroxide, waardoor het onoplosbare zoutcalciumfosfaat en zes mol watermoleculen worden gevormd.

Dit is een voorbeeld van een dubbele substitutiereactie van beide typen: de neutralisatie van het zuur en de precipitatie van een onoplosbaar zout.

Voorbeeld 7

K₂S (ac) + MgSO₄(ac) => K₂SW₄(ac) + MgS (s)

Kaliumsulfide reageert met magnesiumsulfaat, de S-ionen komen samen in oplossing^2- en Mg²⁺ om het onoplosbare zout magnesiumsulfide en het oplosbare zout kaliumsulfaat te vormen.

Voorbeeld 8

na₂S (ac) + HCl (ac) → NaCl (ac) + H₂S (g)

Natriumsulfide neutraliseert zoutzuur en produceert natriumchloride en waterstofsulfide.

In deze reactie vormt zich geen water (in tegenstelling tot de meest voorkomende neutralisaties), maar het niet-elektrolytische waterstofsulfidemolecuul, waarvan de geur van rotte eieren zeer onaangenaam is. De H₂S ontsnapt het oplossen in gasvormige vorm en de rest van de soort blijft opgelost.

referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie. (8e druk). CENGAGE Leren, p 150-155.
2. Quimicas.net (2018). Voorbeelden van dubbele vervangingsreactie. Opgehaald op 28 mei 2018, vanaf: quimicas.net
3. Metathesereacties. Opgehaald op 28 mei 2018, uit: science.uwaterloo.ca
4. Khan Academy. (2018). Dubbele vervangingsreacties. Opgehaald op 28 mei 2018, vanaf: khanacademy.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8 mei 2016). Dubbele vervangende reactie-definitie. Opgehaald op 28 mei 2018, uit: thoughtco.com