이중 치환 , 이중 치환 또는 복분해 반응은 이들의 산화 또는 환원되지 않고 이중 이온 교환은, 두 화합물 사이에 발생하는 일이다. 가장 기본적인 화학 반응 중 하나입니다.
새로운 결합은 이온 사이의 큰 정전기 인력에 의해 형성됩니다. 마찬가지로, 반응은 가장 안정적인 종, 주로 물 분자의 형성을 선호합니다. 아래 이미지는 이중 치환 반응에 대한 일반적인 화학 방정식을 보여줍니다.
초기 화합물 AX와 BY는 "그들의 파트너"를 교환하여 반응하여 AY와 BX라는 두 가지 새로운 화합물을 형성합니다. 이 반응은 A와 Y가 A와 B보다 더 관련이 있거나 BX 결합이 BY보다 더 안정적인 경우에만 발생합니다. 반응은 단순한 이온 교환이므로 이온이 전자를 얻거나 잃지 않습니다 (산화 환원 반응).
따라서 A가 화합물 AX에서 +1 전하를 가진 양이온이면 화합물 AY에서 동일한 +1 전하를 갖습니다. 나머지 "문자"도 마찬가지입니다. 이러한 유형의 반응은 산-염기 반응 및 침전물의 형성을 지원합니다.
종류
중립화
강산은 강염기와 반응하여 용해성 염과 물을 생성합니다. 산 또는 염기 중 하나가 약하면 생성 된 염이 완전히 이온화되지 않습니다. 즉, 가수 분해 할 수있는 수성 매질에서. 마찬가지로, 산 또는 염기는 염으로 중화 될 수 있습니다.
위의 내용은 AXBY라는 문자가있는 화학 방정식으로 다시 나타낼 수 있습니다. 그러나, 브 뢴스 테드 산성도 때문에 H 만 표시 + 와 OH - 이온 이 다음 문자 A 및 Y를 나타내는 올 :
HX + BOH => HOH + BX
단순히 HX 산과 HOH (H 생산하는 BOH베이스 사이의 반응이다 중화이 화학 수식의 대응, (2) 또는 물에 용해되지 않을 수있다 O) 및 BX 염.
그 골격은 화학 양 론적 계수 또는 산의 특성 (유기 또는 무기 인 경우)에 따라 달라질 수 있습니다.
침적
이러한 유형의 반응에서 생성물 중 하나는 매질에 불용성이며 일반적으로 수성이며 침전됩니다 (고체는 나머지 용액에서 침전 됨).
계획은 다음과 같습니다. 두 개의 가용성 화합물 AX 및 BY가 혼합되고 제품 중 하나 인 AY 또는 BX가 침전되며 용해도 규칙에 따라 달라집니다.
AX + BY => AY (초) + BX
AX + BY => AY + BX (초)
AY와 BX가 모두 물에 녹지 않는 경우 가장 강한 정전기 상호 작용을 나타내는 이온 쌍이 침전되어 용해도 상수 (Kps) 값에 정량적으로 반영 될 수 있습니다.
그러나 대부분의 침전 반응에서 하나의 염은 용해되고 다른 하나는 침전됩니다. 두 반응 (중화 및 침전)은 동일한 물질 혼합물에서 발생할 수 있습니다.
예
예 1
HCl (수성) + NaOH (수성) => H 2 O (l) + NaCl (수성)
이것은 어떤 반응입니까? 염산은 수산화 나트륨과 반응하여 결과적으로 물과 염화나트륨을 생성합니다. NaCl은 수성 매질에 매우 용해되고 물 분자도 형성되기 때문에 실시 예 1의 반응은 중화 반응 중 하나이다.
예 2
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2NaNO 3 (aq)
어느 H + 나 OH는 - 이온이 반응에 존재 하고, 둘 화학 수식의 오른쪽에있는 물 분자는 없다.
질산 구리 (II) 또는 질산 구리는 이온을 황화 나트륨과 교환합니다. 구리 황화물은 용해성 염인 질산 나트륨과 달리 불용성이며 침전됩니다.
Cu (NO 3 ) 2 용액 은 푸르스름한 반면 Na 2 S 용액 은 황색을 띤다. 둘 다 혼합되면 색상이 사라지고 CuS가 침전되어 검은 색 고체입니다.
예제 3
CH 3 COOH (수성) + NaOH (수성) => CH 3 COONa (수성) + H 2 O (l)
다시 말하지만 이것은 또 다른 중화 반응입니다. 아세트산은 수산화 나트륨과 반응하여 아세트산 나트륨 염과 물 분자를 형성합니다.
예 1과 달리 아세트산 나트륨은 음이온이 가수 분해되기 때문에 완전히 이온화 된 염이 아닙니다.
CH 3 COO - (수성) + H 2 O (l) <=> CH 3 COOH (수성) + OH - (수성)
예 4
2HI (수성) + CaCO 3 (초) => H 2 CO 3 (수성) + CaI 2 (수성)
이 반응에서는 중화되지 않는 것처럼 보이지만 요오드화 수소산이 석회암과 완전히 반응하여 탄산과 칼슘 요오드화물을 생성합니다. 또한 열의 발생 (발열 반응)은 탄산을 이산화탄소와 물로 분해합니다.
H 2 CO 3 (수성) => CO 2 (g) + H 2 O (l)
전반적인 반응은 다음과 같습니다.
2HI (aq) + CaCO 3 (s) => CO 2 (g) + H 2 O (l) + CaI 2 (aq)
또한 염기성 염인 탄산 칼슘은 요오드 산을 중화시킵니다.
예 5
AgNO 3 (수성) + NaCl (수성) => AgCl (s) + NaNO 3 (수성)
질산은은 염화나트륨과 이온을 교환하여 불용성 염화은 (백색 침전)과 질산 나트륨을 형성합니다.
예제 6
2H 3 PO 4 (수성) + 3Ca (OH) 2 (수성) => 6H 2 O (l) + Ca 3 (PO 4 ) 2 (s)
인산은 수산화칼슘에 의해 중화되어 불용성 인산 칼슘과 6 몰의 물 분자를 형성합니다.
이것은 산의 중화와 불용성 염의 침전이라는 두 가지 유형의 이중 치환 반응의 예입니다.
예제 7
K 2 S (수성) + MgSO 4 (수성) => K 2 SO 4 (수성) + MgS (s)
황화 칼륨은 황산 마그네슘과 반응하여 용액에서 S 2– 및 Mg 2+ 이온 을 결합하여 불용성 황화 마그네슘 염과 가용성 황산 칼륨 염을 형성합니다.
예 8
Na 2 S (수성) + HCl (수성) → NaCl (수성) + H 2 S (g)
황화 나트륨은 염산을 중화시켜 염화나트륨과 황화수소를 생성합니다.
이 반응에서 물은 (가장 일반적인 중화와 달리) 형성되지 않지만 썩은 계란 냄새가 매우 불쾌한 비 전해 분자 황화수소가 형성됩니다. H 2 S는 용액에서 기체 형태로 빠져 나가고 나머지 종은 용해 된 상태로 남아 있습니다.
참고 문헌
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. 화학. (8 판). CENGAGE Learning, 150-155 쪽.
- Quimicas.net (2018). 이중 치환 반응의 예. 2018 년 5 월 28 일 검색 : quimicas.net
- 복분해 반응. 2018 년 5 월 28 일 검색 : science.uwaterloo.ca
- 칸 아카데미. (2018). 이중 대체 반응. 2018 년 5 월 28 일 검색 : khanacademy.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2016 년 5 월 8 일). 이중 대체 반응 정의. 2018 년 5 월 28 일에 검색 됨 : thoughtco.com