Almashinish reaksiyalari

Almashinish reaksiyasi, shuningdek, qoʻsh almashinish reaksiyasi yoki metatezis reaksiyasi – ikkita ion birikmaning oʻz qismlarini oʻzaro almashib yangi birikmalar hosil qilishi. Almashinish reaksiyasining umumiy sxemasi quyidagicha koʻrinishga ega:

Siz reaksiyada kation yoki anionlar oʻzaro almashar ekan deb oʻylashingiz mumkin, ammo ikkalasi ham almashmaydi, reaksiya soʻngida siz boshlangʻich moddalarga ega boʻlasiz. Almashinish reaksiyasi uchun erituvchi odatda suv hisoblanadi, reagent va moddalar esa odatda ion birikmalar hisoblanadi, shuningdek, ular kislota yoki asos boʻlishi ham mumkin.

Almashinish reaksiyasiga misol:

Bu misolda ${\text{Ba}}^{2+}$‍ va ${\text{Na}}^{+}$‍ kation, ${\text{Cl}}^{-}$‍ va ${\text{SO}}_4^{2-}$‍ esa anion hisoblanadi. Agar biz anion yoki kationlarni almashtirsak, biz mahsulot sifatida ${\text{BaSO}}_4$‍ va $\text{NaCl}$‍ ga ega boʻlamiz.

Agar siz qonuniyatini oʻrganib olsangiz, almashinish reaksiyalarini aniqlash juda oson. Reaksiya sodir boʻlishini oldindan aniqlash qiyinroq; almashinish reaksiyalarining baʼzi keng tarqalgan turlarini bilib olsak, aniqlashimiz osonlashadi. Bu maqolada choʻktirish va neytrallanish reaksiyalarini koʻrib chiqamiz.

Choʻktirish reaksiyasi bu – ikkita suvda eriydigan ion birikmaning suvda erimaydigan yangi ion birikmani hosil qilishi. Qoʻrgʻoshin (II) nitrati va kaliy yodidi oʻrtasidagi reaksiya bunga misol boʻla oladi. Ikkala birikma ham suvda yaxshi eriydigan va shaffof, rangsiz eritmalar hosil qilishi mumkin boʻlgan, oq qattiq moddalardir. Siz bu ikki shaffof eritmani qoʻshganingizda quyidagi reaksiyaga guvoh boʻlasiz:

Biz ikkita shaffof eritmadan jozibador oltinrang qattiq modda hosil qildik! Real hayotda sizning reaksion kolbangiz quyidagi suratdagi kabi koʻrinadi.

Suvda erimaydigan mahsulot choʻkma deb ataladi. Reaksiyadan soʻng eritmada qolgan erituvchi va erigan moddalar supernatant yoki supernat deb ataladi. Biz choʻkma tushish reaksiyasi sodir boʻlishini oldindan bilish uchun eruvchanlik qoidasidan foydalanishimiz mumkin. Qattiq choʻkma hosil boʻlishi reaksiyani toʻgʻri yoʻnalishda borishga undovchi kuch hisoblanadi.

Neytrallanish reaksiyalari bu – kislota va asos oʻrtasida sodir boʻladigan almashinish reaksiyalarining bir turi. Quyida neytrallanish reaksiyasiga misol keltirilgan:

Suvli neytrallanish reaksiyasi natijasida odatda suv va tuz deb ataladigan, yangi ion birikmasi hosil boʻladi. Neytrallanish reaksiyasini aniqlashda eng qiyini bu – sizning reagentlaringiz kislota va asos ekanini isbotlashdir. Neytrallanish reaksiyasi ekanini bilganingizdan soʻng, reaksiya toʻgʻri yoʻnalishda ketishini aniqlash uchun reagentlaringiz kuchli kislota va/yoki kuchli asos ekanini aniqlashingizga toʻgʻri keladi.

Ehtimol, siz qiziqarli neytrallanish reaksiyani oʻz qoʻlingiz bilan bajarib koʻrishni xohlarsiz: ichimlik sodasi, yaʼni natriy gidrokarbonat – ${\text{NaHCO}}_3$‍ va sirka kislota – ${\text{CH}}_3\text{COOH}(s.e)$‍ reaksiyasi natijasida karbonat kislota – ${\text{H}}_2{\text{CO}}_3$‍ va natriy atsetat – ${\text{NaCH}}_3\text{COO}$‍ hosil boʻlishini koʻrishni istarsiz. Agar siz bu reaksiyani uy sharoitida sinab koʻrsangiz, karbonat kislota pufakchalar chiqarib – karbonat angidrid gazi va suvga parchalanganini koʻrasiz va neytrallanish reaksiyasi gaz hosil boʻlishi bilan ham borishi mumkinligini bilib olasiz!

Almashinish reaksiyalarini molekulyar, toʻliq ionli yoki qisqa ionli tenglamalar koʻrinishida yozilishi mumkinligiga eʼtibor bering. Bu boʻlimda biz faqat molekulyar tenglamalarni yozamiz, balki siz tenglamaning boshqa shakllari qanday yozilishi bilan tanishishni istarsiz.

Keling, bizga reaksiya mahsulotlari nomaʼlum boʻlgan misolni koʻrib chiqamiz:

Dastlab biz almashishi lozim boʻlgan kation va anionlarni aniqlab olamiz. ${\text{H}}^{+}$‍ va ${\text{Ba}}^{2+}$‍ kationlar, ${\text{SO}}_4^{2-}$‍ va ${\text{OH}}^{-}$‍ esa anionlar hisoblanadi. Anionlarning oʻzaro almashinishi natijasida ${\text{H}}_2\text{O}$‍ va ${\text{BaSO}}_4$‍ mahsulotlari hosil boʻladi:

Bizning almashinish reaksiyamiz, shuningdek, neytrallanish reaksiyasi ham hisoblanadi, chunki sulfat kislota – kuchli kislota, bariy gidroksid – kuchli asos bilan taʼsirlashyapti. Mahsulotimiz bariy sulfatning agregat holati qanday? Agar biz eruvchanlik qoidalarimizni tekshirsak, bariy sulfat erimasligini va eritmadan choʻkmaga tushishini koʻramiz. Bu esa reaksiyamiz choʻktirish reaksiyasi hisoblanishini ham anglatadi! Demak, ${\text{BaSO}}_4$‍ dan keyin $(q)$‍ belgini qoʻyib, tenglamamizni toʻliq qilamiz.

Biz hali yakunlamadik. Bizning reaksiyamiz tenglashtirilmagan, chunki strelkaning ikkala tomonida vodorod va kislorod atomlarining soni bir xil emas. ${\text{H}}_2\text{O}$‍ ni $2$‍ ga koʻpaytirib tenglashgan molekulyar tenglamaga ega boʻlamiz.

Almashinish reaksiyasi anion yoki kationlarini almashtiradigan ikki ion birikma oʻrtasida sodir boʻladi. Choʻkma va neytrallanish reaksiyalari almashinish reaksiyalarining keng tarqalgan turlari hisoblanadi. Choʻktirish (choʻkma tushish) reaksiyalarida ikkita suvda eriydigan reagentidan erimaydigan mahsulot hosil boʻladi va erish qoidasidan foydalanib, choʻktirish reaksiyasini aniqlashimiz mumkin. Neytrallanish reaksiyasi reagentlar sifatida kislota va asos olinganda sodir boʻladi va odatda reaksiyada kuchli kislota va/yoki kuchli asos ishtirok etadi.