Что такое реакции смещения?
Реакция замещения - это реакция, в которой элемент или группа вытесняются из химического соединения другим элементом или группой. В однократных реакциях смещения, чем больше реакционноспособный элемент вытесняет, тем менее реактивным. В реакциях двойного смещения, которые чаще всего происходят между водными растворами ионных соединений, положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы меняются местами. Реакция обычно протекает из-за того, что один из продуктов является нерастворимым и осаждается в виде твердого вещества или выделяется в виде газа, или потому, что реагенты представляют собой кислоту и основание, которые всегда образуют соль и воду.
Однократные реакции замещения включают замену металла в соли более реакционноспособным металлом. Например, железо вытеснит медь из раствора сульфата меди, потому что он более реакционноспособен: Fe + CuSO 4 -> Cu + FeSO 4 . Этот тип реакции может быть использован для металлизации.
Металлы, которые более химически активны, чем водород, вытеснят его из кислот. Например, если цинк добавляется в соляную кислоту, в результате реакции образуются хлорид цинка и водород, поскольку цинк более реакционноспособен, чем водород: Zn + 2HCl -> ZnCl 2 + H2. Металлы, которые менее химически активны, чем водород, например медь, свинец, серебро и золото, не вытеснят его из кислоты.
Хорошо известная реакция термитов, в которой порошкообразный алюминий используется для вытеснения металла из соединения, обычно оксида, является примером реакции вытеснения между твердыми веществами. В своей наиболее распространенной форме железо получают реакцией алюминия с оксидом железа III: Fe 2 O 3 + 2Al -> 2Fe + Al 2 O 3 . Так много тепла выделяется, что железо выделяется в виде белой горячей жидкости; это иногда используется как метод сварки сломанных рельсовых путей.
Реакции смещения между неметаллами также распространены. Примером является вытеснение йода из йодидной соли хлором. Хлор более реактивен, чем йод, поэтому, если газообразный хлор барботируют в раствор йодида натрия, он вытеснит йод: 2NaI + Cl 2 -> 2NaCl + I 2 . Этот метод используется для промышленного производства йода.
Примером двойного вытеснения является реакция растворов хлорида бария и сульфата натрия. Когда они смешиваются, они реагируют с образованием хлорида натрия и сульфата бария. Последний нерастворим и образует осадок: BaCl 2 + Na 2 SO 4 -> BaSO 4 + 2NaCl. Таким образом, раствор хлорида бария можно использовать для проверки сульфат-ионов.
Кислотно-основные реакции являются еще одной формой двойного вытеснения. Они также известны как реакции нейтрализации. Например, соляная кислота и гидроксид натрия будут реагировать с образованием хлорида натрия и воды: HCl + NaOH -> NaCl + H 2 O.