תגובות חילופיות פשוטות בין לבין מתכות הם תופעות כימיות אשר יכול להתרחש רק כאשר א חומר פשוט, שחייבת להיות מתכת, מונח באותה מיכל כמו a חומר מורכב.
באופן מקובל, תגובת חילוף פשוטה בין מתכות זה נקרא גם תגובת עקירה. הסיבה לכך היא שהמתכת (A) של החומר הפשוט משנה את מיקומה עם הקטיון (Y) של החומר המרוכב (YC), כפי שהוא מיוצג במשוואה הגנרית הבאה:
A + YC → AC + Y
אולם, ה תגובת חילוף פשוטה בין מתכות מתרחש רק אם החומר המתכתי הפשוט הוא יותר אלקטרופוזיטיביכלומר תגובתי יותר מהקטיון הקיים במתחם.
כדי לעזור, להלן תוכנית המכילה את הסדר היורד של אלקטרופוזיטיביות של היסודות הכימיים העיקריים המשתתפים בתגובות חילופי פשוטות בין מתכות:
בסדר יורד של אלקטרופוזיביות, אנו מדגישים את המתכות האצילות
לפי הסדר הזה, לאלמנט הליתיום יש את החשמל הגבוה ביותר, ואילו לאלמנט הזהב יש את הנמוך ביותר. כל היסודות הנמצאים מתחת למימן נקראים מתכות אצילות.
הערה: מתכות אצילות הן כאלה שיש להן אנרגיה נמוכה מאוד, כלומר יכולת התגובה הכימית של מתכות אלה מוגבלת מאוד. באופן כללי, מטאל אצילי יוכל רק לעקור מטאל אצילי אחר.
דוגמה ראשונה: תגובה בין נחושת מתכתית לחומצה הידרוכלורית.
תַחַת(ים) + HCl → לא קורה
זֶה תגובת החלפה פשוטה זה לא קורה מכיוון שאלומיניום הוא יסוד מתכתי שהוא פחות אלקטרו-חיובי מהקטיון הנתרן הקיים בחומר המרוכב, ולכן אינו מסוגל לעקור אותו.
דוגמה שנייה: תגובה בין אלומיניום מתכתי לנתרן ברומיד (NaBr).
אל(ים) + NaBr → לא קורה
זֶה תגובת החלפה פשוטה זה גם לא קורה מכיוון שאלומיניום הוא יסוד מתכתי שהוא פחות אלקטרו-חיובי מאשר קטיון נתרן (Na+), שנמצא בתרכובת, מה שגורם לו לא להיות מסוגל לעקור אותו.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
דוגמה שלישית: תגובה בין אשלגן ונחושת סולפט II.
K + CuSO4 →
זֶה תגובת החלפה פשוטה זה קורה מכיוון שאשלגן הוא יסוד מתכתי חשמלי יותר מנחושת. לפיכך, אשלגן מחליף את הנחושת ויוצר את השינויים הבאים:
- הפיכת נחושת לחומר הפשוט Cu;
- היווצרות המלח הנקרא אשלגן גופרתי (K2רק4), הנובע מהאיחוד של אשלגן (שיש לו מטען +1, כיוון שהוא שייך למשפחת ה- IA) עם אניון הסולפט (SO4-2).
להלן המשוואה המאוזנת המייצגת תהליך זה:
2K(ים) + CuSO4 → Cu(ים) + K2רק4
דוגמה 4: תגובה בין מגנזיום מתכתי וברזל כלורי III.
Mg + FeCl3 →
ה תגובת החלפה פשוטה זה קורה מכיוון שמגנזיום הוא יסוד מתכתי חשמלי יותר מאשר ברזל. לפיכך, מגנזיום עוקר ברזל ויוצר את השינויים הבאים:
- הפיכת ברזל לחומר הפשוט Fe;
- היווצרות המלח הנקרא מגנזיום כלורי (MgCl2), הנובע מהאיחוד של מגנזיום (שיש לו מטען +2, שכן הוא שייך למשפחת IIA) עם אניון הכלוריד (Cl-1).
המשוואה המאוזנת הבאה מייצגת את התהליך הזה:
3 מ"ג(ים) + 2 FeCl3 → 2 Fe(ים) + 3 MgCl2
דוגמה 5: תגובה בין אלומיניום לחומצה גופרתית.
זֶה תגובת החלפה פשוטה הסיבה לכך היא שאלומיניום הוא יסוד מתכתי חשמלי יותר מאשר מימן. לפיכך, אלומיניום מחליף מימן ויוצר את השינויים הבאים:
- הפיכת מימן לחומר הפשוט גז מימן (H2);
- היווצרות המלח הנקרא אלומיניום סולפט [אל2(רק4)3], כתוצאה מאיחוד האלומיניום (שיש לו מטען +3, כמו ממשפחת IIIA) עם אניון הסולפט (SO4-2 ).
להלן המשוואה המאוזנת המייצגת תהליך זה:
2 אל(ים) + 3 ח '2רק4 → 3 ח2 (גרם) + אל2(רק4)3
על ידי. דיוגו לופס דיאס
האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:
DAYS, דיוגו לופס. "תגובות חילופי יחיד בין מתכות"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-simples-troca-entre-metais.htm. גישה אליו ב -28 ביוני 2021.
