Jakie są reakcje przemieszczenia?
Reakcja wypierania to taka, w której element lub grupa jest wypierana ze związku chemicznego przez inny element lub grupę. W reakcjach pojedynczego przemieszczenia element bardziej reaktywny wypiera element mniej reaktywny. W reakcjach podwójnego wypierania, które najczęściej zachodzą między wodnymi roztworami związków jonowych, dodatnio naładowane kationy i ujemnie naładowane aniony zamieniają się. Reakcja na ogół przebiega, ponieważ jeden z produktów jest nierozpuszczalny i wytrąca się w postaci stałej lub ewoluuje jako gaz, lub ponieważ reagentami są kwas i zasada, które zawsze wytwarzają sól i wodę.
Reakcje pojedynczego przemieszczenia obejmują zastąpienie metalu w soli metalem bardziej reaktywnym. Na przykład żelazo wyprze miedź z roztworu siarczanu miedzi, ponieważ jest bardziej reaktywna: Fe + CuSO 4 -> Cu + FeSO 4 . Ten rodzaj reakcji można zastosować do galwanizacji metali.
Metale bardziej reaktywne niż wodór wypierają go z kwasów. Na przykład, jeśli cynk zostanie dodany do kwasu chlorowodorowego, reakcja wytworzy chlorek cynku i wodór, ponieważ cynk jest bardziej reaktywny niż wodór: Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2. Metale mniej reaktywne niż wodór - na przykład miedź, ołów, srebro i złoto - nie wypierają go z kwasu.
Dobrze znana reakcja termitowa, w której sproszkowane aluminium stosuje się do wypierania metalu ze związku, zwykle tlenku, jest przykładem reakcji wypierania między ciałami stałymi. W swojej najczęstszej postaci żelazo powstaje w reakcji glinu z tlenkiem żelaza III: Fe 2 O 3 + 2 Al -> 2 Fe + Al 2 O 3 . Powstaje tyle ciepła, że żelazo uwalnia się jako biała gorąca ciecz; czasami jest stosowany jako metoda spawania ze sobą zepsutych torów kolejowych.
Reakcje przesunięcia między niemetalami są również powszechne. Przykładem jest wypieranie jodu z soli jodku przez chlor. Chlor jest bardziej reaktywny niż jod, więc jeśli gazowy chlor zostanie barbotowany do roztworu jodku sodu, zastąpi on jod: 2NaI + Cl2 -> 2NaCl + I2. Ta metoda jest stosowana do przemysłowej produkcji jodu.
Przykładem podwójnego wypierania jest reakcja roztworów chlorku baru i siarczanu sodu. Po zmieszaniu reagują one z wytworzeniem chlorku sodu i siarczanu baru. Ten ostatni jest nierozpuszczalny i tworzy osad: BaCl2 + Na2SO4 -> BaSO4 + 2NaCl. Roztwór chlorku baru można zatem zastosować do badania jonów siarczanowych.
Reakcje kwasowo-zasadowe są kolejną formą podwójnego wypierania. Są one również znane jako reakcje neutralizacji. Na przykład kwas chlorowodorowy i wodorotlenek sodu reagują, tworząc chlorek sodu i wodę: HCl + NaOH -> NaCl + H20.