kimyəvi reaksiyalarqeyri-üzvi kimyaredoksstexiometriya
Tək Dəyişdirmə vs İkiqat Dəyişdirmə
Kimyəvi yerdəyişmə reaksiyaları proses zamanı elementlərin yerini dəyişməsinə görə təsnif edilir. Tək bir əvəzetmə reaksiyası bir elementin birləşmədən digərini sıxışdırmasını əhatə etsə də, ikiqat əvəzetmə reaksiyası iki tamamilə yeni maddə əmələ gətirmək üçün effektiv şəkildə "dəyişən tərəfdaşlar" olan iki birləşməni əhatə edir.
Seçilmişlər
Tək bir əvəzləmənin baş verib-verməyəcəyini təxmin etmək üçün Fəaliyyət Seriyası qrafiki tələb olunur.
İkiqat əvəzetmə reaksiyaları çox vaxt çöküntü əmələ gəlməsini əhatə edir.
Neytrallaşdırma (turşu + əsas) ikiqat əvəzlənmənin spesifik bir formasıdır.
Yalnız tək bir əvəzləmə atomların oksidləşmə dərəcəsindəki dəyişikliyi əhatə edir.
Tək Dəyişdirmə nədir?
Mövcud kimyəvi birləşmədə bir sərbəst elementin oxşar bir elementi əvəz etdiyi reaksiya.
A + BC → AC + B ümumi kimyəvi sxemini izləyir.
Adətən təmiz metal və sulu duz məhlulu arasında baş verir.
Daha reaktiv elementin daha az reaktiv elementi əvəz etdiyi "Fəaliyyət Seriyası" tərəfindən idarə olunur.
Həmişə oksidləşmə dərəcələrində dəyişiklik olur və bu da onu bir növ Redoks reaksiyasına çevirir.
Adətən hidrogen qazının sərbəst buraxılması və ya yeni bir metalın örtülməsi ilə nəticələnir.
İkiqat dəyişdirmə nədir?
İki fərqli ion birləşməsinin kationları və anionlarının yerlərini dəyişdiyi reaksiya.
AB + CD → AD + CB-nin ümumi kimyəvi sxemini izləyir.
Adətən iki həll olmuş ion duzu arasında sulu məhlulda baş verir.
Əsas hərəkətverici qüvvələr bərk çöküntü, qaz və ya suyun əmələ gəlməsidir.
Tək əvəzlənmədən fərqli olaraq, elementlərin oksidləşmə dərəcələrində adətən heç bir dəyişiklik olmur.
Turşular və əsaslar arasındakı neytrallaşdırma reaksiyaları ümumi bir alt tipdir.
Müqayisə Cədvəli
Xüsusiyyət
Tək Dəyişdirmə
İkiqat dəyişdirmə
Ümumi Formula
A + BC → AC + B
AB + CD → AD + CB
Reaktivlərin təbiəti
Bir element və bir birləşmə
İki ion birləşmə
Hərəkətverici Qüvvə
Nisbi Reaktivlik (Fəaliyyət Seriyası)
Həllolma və Sabitlik (Yağış)
Redoks Statusu
Həmişə Redoks reaksiyası
Adətən Redoks reaksiyası olmur
Ümumi Məhsullar
Saf element və duz
Çöküntü, qaz və ya su
Tipik mühit
Maye məhlulda bərk metal
İki maye bir-birinə qarışıb
Ətraflı Müqayisə
Mübadilə Mexanizmi
Tək bir əvəzetmə reaksiyasında, solo rəqqasın bir cütlüyü kəsərək bir partnyoru götürüb digər rəqqası tək qoyduğunu düşünün. İkiqat əvəzetmədə bu, daha çox iki cütlüyün eyni anda partnyorlarını dəyişdirərək iki yeni cütlük yaratdığı kvadrat rəqsə bənzəyir. Əsas fərq, elementin reaksiyanı təkbaşına, yoxsa əvvəlcədən mövcud olan molekulun bir hissəsi olaraq başlatmasıdır.
Reaktivliyin həllolmaya qarşı rolu
Tək əvəzetmə güc mübarizəsidir; Sink kimi bir metal yalnız Sink "daha güclü" və ya kimyəvi cəhətdən daha aktiv olduqda Misi əvəz edə bilər. İkiqat əvəzetmə kimin daha aktiv olduğuna əhəmiyyət vermir; bu, ionların məhluldan düşən və bu ionları rəqs meydançasından effektiv şəkildə çıxaran həll olunmayan bərk maddə əmələ gətirmək "istəyi" ilə idarə olunur.
Oksidləşmə və Elektron Transferi
Tək əvəzetmə zamanı elektronlar əslində təmiz elementdən əvəz etdiyi iona fiziki olaraq ötürülür və yüklərini dəyişir. İkiqat əvəzetmə zamanı ionlar sadəcə fiziki yaxınlıqlarını yenidən təşkil edirlər. Fərdi ionların yükləri adətən əvvəldən axıra qədər eyni qaldığı üçün bunlar ümumiyyətlə elektron ötürmə (redoks) reaksiyaları hesab edilmir.
Nəticənin Müəyyən Edilməsi
Tək bir əvəzetmə reaksiyasını bərk metalın yoxa çıxmasını və ya təmiz elementin sərbəst buraxılması zamanı qaz qabarcıqlarının əmələ gəlməsini axtararaq müəyyən edə bilərsiniz. İkiqat əvəzetmə çox vaxt şəffaf məhlulun qəfil bulanıqlaşması ilə müəyyən edilir ki, bu da iki şəffaf mayenin qarışığından yeni, həll olmayan bərk məhsulun - çöküntünün - əmələ gəldiyini göstərir.
Üstünlüklər və Eksikliklər
Tək Dəyişdirmə
Üstünlüklər
+Saf elementlər istehsal edir
+Diaqramlarla asanlıqla proqnozlaşdırıla bilən
+Elektrokaplama üçün faydalıdır
+Hidrogen qazı yaradır
Saxlayıcı
−Reaktiv zəif olduqda baş verməyəcəkdir
−Yüksək dərəcədə ekzotermik ola bilər
−Metal/turşu cütləri ilə məhdudlaşır
−Təmiz başlanğıc elementləri tələb edir
İkiqat dəyişdirmə
Üstünlüklər
+Suda sürətlə əmələ gəlir
+Suyun təmizlənməsi üçün faydalıdır
+Sabit çöküntülər əmələ gətirir
+pH balansı üçün vacibdir
Saxlayıcı
−Həllolma qabiliyyətini proqnozlaşdırmaq daha çətindir
−Saf elementlər vermir
−İki maye reaktiv tələb edir
−Məhsulları süzgəcdən keçirmək çox vaxt çirklidir
Yaygın yanlış anlaşılmalar
Əfsanə
Tərkib hissələrini qarışdırsanız, həmişə tək bir əvəzetmə reaksiyası baş verəcək.
Həqiqət
Bu, yalandır. Bu, yalnız Aktivlik Seriyasındakı tək element birləşmədəki elementdən daha yüksək olduqda baş verir. Məsələn, gümüş Misi əvəz edə bilməz, çünki mis daha “aktivdir” və öz bağını daha möhkəm saxlayır.
Əfsanə
İkiqat əvəzetmə reaksiyaları enerji yaradır.
Həqiqət
İstilik buraxa bilsələr də, bu reaksiyalar əslində sistemin entropiyasının azalması və ya su kimi sabit məhsulların əmələ gəlməsi ilə idarə olunur. Bunlar yalnız xam enerji istehsalı ilə deyil, həm də son tənzimləmənin sabitliyi ilə bağlıdır.
Əfsanə
İkiqat əvəzləmə zamanı çöküntülər sadəcə stəkanda olan "kir"dir.
Həqiqət
Çöküntü özünəməxsus xüsusiyyətlərinə malik tamamilə yeni bir kimyəvi birləşmədir. O, qiymətli bir piqment, dərman və ya sənaye istehsalında istifadə olunan kimyəvi maddə ola bilər; sadəcə suda həll olunmur.
Əfsanə
Hidrogen həmişə əvəzetmə reaksiyalarının məhsuludur.
Həqiqət
Hidrogen yalnız bir metal turşu ilə reaksiyaya girdikdə tək əvəzetmə reaksiyalarında əmələ gəlir. Bir çox digər tək əvəzetmələrdə isə bir bərk metal sadəcə digərini əvəz edir və heç bir qaz buraxmır.
Tez-tez verilən suallar
Fəaliyyət Seriyası nədir?
Fəaliyyət Seriyası, reaktivliyinə görə sıralanan metalların siyahısıdır. Tək bir əvəzetmə reaksiyasında bir metal yalnız bu siyahıda daha yüksəkdə olduqda başqa bir metalı əvəz edə bilər. Alimlərə reaksiyanın fiziki olaraq mümkün olub-olmadığını deyən kimyəvi dünyanın "seçim qaydasıdır".
İkiqat əvəzetmə reaksiyasının baş verdiyini necə müəyyən edə bilərəm?
Üç əsas əlamət var: çöküntünün əmələ gəlməsi (mayedə bərk cismin əmələ gəlməsi), qazın (qabarcıqların) əmələ gəlməsi və ya suyun əmələ gəlməsi (bu, adətən turşu-qələvi reaksiyası zamanı temperaturun dəyişməsinə səbəb olur).
Pas əvəzedici reaksiyadırmı?
Xeyr, pas, dəmir və oksigenin birləşərək dəmir oksidi əmələ gətirdiyi sintez (və ya kombinasiya) reaksiyasıdır. Əvəzetmə reaksiyaları, xüsusən də birləşmələr daxilində elementlərin və ya ionların dəyişmə nöqtələrini əhatə edir.
Turşu-qələvi reaksiyasında turşudan çıxan H+ ionu əsasdan çıxan metal kationu ilə yerini dəyişir. H+ OH- ilə birləşərək H2O (su) əmələ gətirir, metal və qalan turşu hissəsi isə duz əmələ gətirir. Bu mükəmməl partnyor dəyişməsi ikiqat əvəzetmə modelinə tam uyğundur.
Qeyri-metallar tək dəyişdirmə edə bilərmi?
Bəli. Xlor kimi halogenlər birləşmədə Brom və ya Yodu əvəz edə bilər. Metallar kimi, halogenlər üçün də reaktivlik seriyası mövcuddur; məsələn, Flüor "ən güclüdür" və duz məhlulundakı istənilən digər halogeni əvəz edə bilər.
İkiqat əvəzetmədə "xalis ion tənliyi" nədir?
Xalis ion tənliyi "tamaşaçı ionlarını" - həll olmuş və dəyişməz qalanları - nəzərə almır və yalnız bərk, qaz və ya su əmələ gətirmək üçün birləşən ionlara diqqət yetirir. Bu, reaksiyanın əsl "təsirini" göstərir.
Temperatur bu reaksiyalara təsir edirmi?
Temperatur hər ikisinin sürətinə təsir göstərir. Daha yüksək temperatur tək əvəzlənmənin daha sürətli baş verməsinə səbəb olur. İkiqat əvəzlənmədə temperatur məhsulların həllolma qabiliyyətini də dəyişə bilər və su onu həll olmaq üçün kifayət qədər isti olarsa, çöküntünün əmələ gəlməsinin qarşısını ala bilər.
Bu reaksiyalar gündəlik həyatda istifadə olunurmu?
Əlbəttə. Tək əvəzetmə batareyalarda və filizlərdən metal çıxarmaq üçün istifadə olunur. İkiqat əvəzetmə mədə turşusunu neytrallaşdırmaq üçün antasidlərdə və çirkab sularının təmizlənməsində zəhərli ağır metalları bərk çöküntülərə çevirərək çıxarmaq üçün istifadə olunur.
Reaksiyada çöküntü və ya qaz olmazsa nə baş verir?
Əgər iki ion məhlulu qarışdırsanız və heç bir bərk, qaz və ya su əmələ gəlməzsə, heç bir kimyəvi reaksiya baş verməz. Siz sadəcə eyni suda birlikdə üzən dörd fərqli iondan ibarət "şorba" yaratmısınız.
Hansını balanslaşdırmaq daha çətindir?
İkiqat əvəzetmə tənliklərini balanslaşdırmaq çox vaxt daha asandır, çünki poliatom ionları (məsələn, sulfat və ya nitrat) dəyişdirmə zamanı adətən tək bir vahid kimi birlikdə qalır. Tək əvəzetmə tək elementin və yeni birləşmənin yüklərinin düzgün balanslaşdırılmasını təmin etmək üçün daha çox diqqət tələb edir.
Hökm
Tək bir elementi reagent kimi gördükdə tək bir əvəzetmə reaksiyasını təyin edin. İki fərqli məhlulu qarışdırarkən bərk çöküntü və ya suyun əmələ gəlməsini gözlədikdə ikiqat əvəzetmə reaksiyasına baxın.