De verplaatsingsreacties zijn al die waarin een chemische soort een andere binnen een verbinding verdringt. Deze verplaatsing kan eenvoudig of dubbel zijn, met als verschil dat in het eerste het een element is dat wordt verplaatst, terwijl er in het tweede een verandering van "paren" is tussen twee verbindingen..
Dit soort reacties is alleen mogelijk onder bepaalde voorwaarden: een van de soorten moet een oxidatiegetal nul hebben of alle soorten moeten noodzakelijkerwijs geïoniseerd zijn. Wat betekent een oxidatiegetal nul? Het betekent dat de soort in zijn natuurlijke staat verkeert.
Een heel illustratief voorbeeld van de bovenstaande benadering is de reactie tussen een koperdraad en een zilvernitraatoplossing. Omdat koper een metaal is in zijn natuurlijke staat, is het oxidatiegetal nul; aan de andere kant is dat van zilver +1 (Ag+), die samen met nitraationen (NO3-.
Metalen geven elektronen op, maar sommige zijn actiever dan andere; Dit betekent dat niet alle metalen zo gemakkelijk roesten. Omdat koper actiever is dan zilver, doneert het zijn elektronen, waardoor het wordt teruggebracht tot zijn natuurlijke staat, gereflecteerd als een zilveren oppervlak dat de koperdraad bedekt (afbeelding hierboven).
Artikel index
De bovenste afbeelding toont een kolom in aflopende volgorde van activiteit, met de nadruk op het waterstofmolecuul. De metalen die daarboven zitten, kunnen het verdringen in de niet-oxiderende zuren (HCl, HF, HtweeSW4, etc.), en de onderstaande zullen helemaal niet reageren.
De eenvoudige verplaatsingsreactie kan worden beschreven door de volgende algemene vergelijking:
A + BC => AB + C
A vervangt C, wat het H-molecuul kan zijntwee of ander metaal. Ja Htwee wordt gevormd door de reductie van H-ionen+ (2H+ + 2e- => Htwee), dan moet soort A - vanwege het behoud van massa en energie - de elektronen leveren: het moet worden geoxideerd.
Aan de andere kant, als A en C metallische soorten zijn, maar C in de ionische vorm is (M.+) en A in zijn natuurlijke staat, dan zal de verplaatsingsreactie alleen plaatsvinden als A actiever is dan C, waardoor laatstgenoemde wordt gedwongen elektronen te accepteren om te reduceren tot zijn metallische toestand (M).
Op dezelfde manier kunnen halogenen (F, Cl, Br, I, At) met elkaar bewegen maar een andere reeks activiteiten volgen. Voor deze neemt de activiteit af naarmate men afdaalt door groep 7A (of 17): I De volgende reactie vindt bijvoorbeeld van nature plaats: F.twee(g) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + Itwee(s) Deze andere produceert echter geen producten om de redenen die zojuist zijn uitgelegd: iktwee(s) + NaF (ac) => X In de bovenstaande vergelijking betekent X dat er geen reactie is. Met deze kennis kan worden voorspeld welk mengsel van halogeenzouten met de zuivere elementen producten oplevert. Als vuistregel geldt dat jodium (een vluchtige paarse vaste stof) geen van de andere halogenen verdringt, maar de anderen verdringen het in ionische vorm (Na+ ik-. De dubbele verplaatsingsreactie, ook bekend als de metathesereactie, wordt als volgt weergegeven: AB + CD => AD + CB Deze keer vervangt niet alleen A C, maar ook B vervangt D. Dit type verplaatsing treedt alleen op wanneer oplossingen van oplosbare zouten worden gemengd en er zich een neerslag vormt; d.w.z. AD of CB moeten onoplosbaar zijn en sterke elektrostatische interacties hebben. Bijvoorbeeld bij het mengen van KBr- en AgNO-oplossingen3, de vier ionen bewegen zich door het medium totdat ze de overeenkomstige paren van de vergelijking vormen: KBr (ac) + AgNO3(ac) => AgBr (s) + KNO3(ac) Ag ionen+ en Br- vormen het zilverbromide-neerslag, terwijl K+ en nee3- kan niet worden gerangschikt om een kristal van kaliumnitraat te vormen. Wanneer een zuur wordt geneutraliseerd met een base, treedt een dubbele verplaatsingsreactie op: HCl (aq) + NaOH (aq) => NaCl (aq) + HtweeO (l) Hier wordt geen neerslag gevormd, aangezien natriumchloride een zeer oplosbaar zout in water is, maar er treedt een pH-verandering op die zich aanpast tot een waarde dichtbij 7. Bij de volgende reactie treden echter een verandering in pH en de vorming van een neerslag gelijktijdig op: H.3PO4(ac) + 3Ca (OH)twee => Ca.3(PO4twee(s) + 3HtweeO (l) Calciumfosfaat is onoplosbaar en slaat neer als een witte vaste stof, terwijl fosforzuur wordt geneutraliseerd met calciumhydroxide. Cu (s) + 2AgNO3(ac) => Cu (NO3twee(ac) + 2Ag (s) Dit is de beeldreactie van de koperdraad. Als je kijkt naar de reeks chemische activiteiten voor metalen, zul je zien dat koper boven zilver staat, dus het kan het verdringen. Zn (s) + CuSO4(ac) => ZnSO4(ac) + Cu (s) Bij deze andere reactie gebeurt het tegenovergestelde: nu de blauwachtige oplossing van CuSO4 wordt transparant als koper neerslaat als metaal en tegelijkertijd valt metallisch zink uiteen in oplosbaar zinksulfaatzout. 2Al (s) + 3NiBrtwee(ac) => 2AlBr3(ac) + 3Ni (s) Nogmaals, deze reactie vindt plaats omdat aluminium hoger is dan nikkel in de reeks chemische activiteiten. Sn (s) + HtweeSW4(ac) => SnSO4(ac) + Htwee(g) Hier verdringt tin waterstof, hoewel het er in de serie erg dicht bij staat. 2K (s) + 2HtweeO (l) => 2KOH (aq) + Htwee(g) Ten slotte zijn die metalen in het hoogste deel van de reeks zo reactief dat ze zelfs de waterstof in de watermoleculen verdringen, waardoor een zeer exotherme (en explosieve) reactie ontstaat.. Zn (GEEN3twee(aq) + 2NaOH (aq) => Zn (OH)twee(s) + 2NaNO3(ac) Hoewel de base geen zuren neutraliseert, wel de OH-ionen- voel meer affiniteit met Zntwee+ die ionen zijn dat NIET3-om deze reden treedt de dubbele verplaatsing op. Stempel3twee(ac) + NatweeS (ac) => CuS (s) + 2NaNO3(ac) Deze reactie lijkt erg op de vorige, met het verschil dat beide verbindingen zouten zijn die zijn opgelost in water..Dubbele
Zuur-base neutralisatiereactie
Voorbeelden
Gemakkelijk
Dubbele
Referenties
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.