ماهو تفاعل الاستبدال الكيميائي المزدوج

تفاعل الاستبدال المزدوج ، هو تفاعل كيميائي حيث يتبادل مركبين أيونيين متفاعلين ، أيونات لتشكيل مركبين منتجين جديدين ، لهما نفس الأيونات ، وتسمى تفاعلات الاستبدال المزدوجة أيضًا ، تفاعلات الإزاحة المزدوجة أو تفاعلات metathesis ، ويعد التحييد ، و


هطول الأمطار


، وتشكيل الغاز أنواع من تفاعلات الاستبدال المزدوج.

ردود الفعل الكيميائي المزدوجة

يحدث تفاعل الاستبدال عندما تقوم العناصر بتبديل الأماكن في المركبات ، ويتضمن هذا النوع من التفاعل أيونات (نسخ ذرات مشحونة كهربائيًا) ، ومركبات أيونية ، هذه المركبات التي يتم فيها الاحتفاظ بأيونات موجبة من المعدن ، و


الأيونات


السالبة من اللافلزية معًا بواسطة روابط أيونية ، وبشكل عام ، يستبدل العنصر الأكثر تفاعلًا عنصرًا أقل تفاعلًا ، ويتم تحرير العنصر الأقل تفاعلًا من المركب.[1]

تأخذ ردود الفعل المزدوجة الشكل:

A B-   C D- → A D-   C B


وفي هذا النوع من التفاعل ، تقوم الكاتيونات الموجبة الشحنة ، والأنيونات ذات الشحنة السالبة للمفاعلات ، بتبادل أماكن (إزاحة مزدوجة) ، لتشكيل منتجين جديدين  ، ويعرف أيضًا باسم تفاعل metathesis ، أو تفاعل استبدال مزدوج.

أمثلة على تفاعلات الاستبدال المزدوجة

ردة الفعل :

AgNO3   NaCl → AgCl   NaNO3

هو رد فعل بديل مزدوج ، وقد استبدلت الفضة أيون النتريت ، بأيون كلوريد الصوديوم ، ومثال آخر : هو التفاعل بين كبريتيد الصوديوم ، وحمض الهيدروكلوريك ، لتكوين كلوريد الصوديوم ، وكبريتيد الهيدروجين :

Na2S   HCl → NaCl   H2S

أنواع تفاعلات النزوح المزدوج

هناك ثلاث فئات من تفاعلات  metathesis: التحييد ، الترسيب ، تفاعلات تكوين الغاز.

تفاعل المعادلة

تفاعل المعادلة ، هو تفاعل الحمض القاعدي ، الذي ينتج محلولًا مع درجة حموضة محايدة.

تفاعل الترسيب

تفاعل الترسيب ، هو تفاعل مركبين مع منتج صلب يسمى راسب، والراسب إما قابل للذوبان بشكل طفيف ، أو غير قابل للذوبان في الماء.

تفاعل تكوين الغاز

تفاعل تكوين الغاز ، هو الذي ينتج غازًا كمنتج ، كالمثال السابق ، والذي أنتج فيه كبريتيد الهيدروجين ، كان تفاعل تكوين غاز.

تفاعلات الترسيب والتحييد

عادةً ما يكون التعرف على تفاعلات الاستبدال المزدوجة أمرًا بسيطًا إلى حد ما ، فبمجرد التعرف على النمط ، فتوقع ما إذا كان التفاعل الذي سيحدث قد يكون أكثر صعوبة ، ويساعدك على التعرف على بعض الأنواع الشائعة من تفاعلات الاستبدال المزدوجة.[2]

تفاعل الترسيب

هو عندما يشكل مركبان أيونيان مائيان مركبًا أيونيًا جديدًا ، غير قابل للذوبان في الماء ، أحد الأمثلة هو التفاعل بين نترات الرصاص (II) ، ويوديد البوتاسيوم ، فكلا المركبين عبارة عن مواد صلبة بيضاء ، ويمكن إذابتها في الماء ، لعمل حلول واضحة عديمة اللون ، وعند دمج الحلين الواضحين ، تحصل على رد الفعل التالي :

Pb(NO)2(aq)+2KI(aq)→


2KNO3


​


(


aq


)


+


PbI2


​


(


s


)

هنا قد صنعنا مادة صلبة ذهبية جميلة ، من حلين واضحين.

ويسمى مركب المنتج غير القابل للذوبان الراسب ، وتسمى مكونات المذيب والمذابة في التفاعل المادة الطافية أو الطافية ، كما يمكننا استخدام قواعد الذوبان للتنبؤ ، بما إذا كان رد فعل هطول الأمطار سيحدث ، وتشكيل راسب صلب هو القوة الدافعة ، التي تجعل رد الفعل يمضي في الاتجاه الأمامي.

تفاعلات التحييد

تفاعلات التحييد هي نوع من تفاعل الاستبدال المزدوج ، الذي يحدث بين الحمض والقاعدة ، وفيما يلي مثال لرد فعل معادل :

HF(aq)+NaOH(aq) →H2​O+NaF(aq)

acid


+


base


→


H2


​


O


+


salt

ينتج تفاعل التحييد المائي بشكل عام الماء ، ومركب أيوني جديد يسمى أيضًا الملح ، وأصعب جزء في تحديد تفاعل معادلة ، هو إدراك أن لديك حمض ، وقاعدة للمواد المتفاعلة ، فبمجرد أن تعرف أن لديك رد فعل معادل ، يمكنك بشكل عام ، توقع حدوث التفاعل في الاتجاه الأمامي ، طالما كان لديك حمض قوي و / أو قاعدة قوية كمفاعل.

هطول الأمطار

تذوب الكثير من المركبات الأيونية في الماء ، وتتحلل إلى أيونات فردية ،


ولكن عندما يجد أيونان بعضهما البعض ، يشكلان مركبًا غير قابل للذوبان ، ويسقطان فجأة من المحلول ، فيما يسمى تفاعل هطول الأمطار.

تفاعلات الاستبدال الكيميائي المفردة

يحدث تفاعل استبدال واحد ، عندما يستبدل عنصر واحد آخر في مركب واحد ، ومواد البداية هي دائمًا عناصر نقية ، مثل معدن الزنك النقي ، أو غاز الهيدروجين ، بالإضافة إلى مركب مائي ، وعندما يحدث تفاعل الاستبدال ، سيتم إنشاء مركب مائي جديد ، وعنصر نقي مختلف كمنتجات. [3]

ويظهر النمط العام لتفاعل استبدال واحد أدناه ، وهذا النوع من التفاعل له المعادلة العامة :

A + BC → B + AC

في هذه المعادلة ، يمثل A عنصرًا أكثر تفاعلية ، ويمثل BC المركب الأصلي ، وأثناء التفاعل ، يحل A محل B ، مكونًا مركب المنتج AC ، ويطلق العنصر الأقل تفاعلًا B.

كما يحدث مثال لتفاعل استبدال واحد ، عندما يتفاعل البوتاسيوم (K) ، مع الماء (H2O) ، ليتكون مركب صلب عديم اللون ، يسمى هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) ، ويتم تحرير غاز الهيدروجين (H2) ، ومعادلة التفاعل هي:

2


K + 2H2O → 2KOH + H2

ففي هذا التفاعل ، يحل أيون البوتاسيوم ، محل إحدى ذرات الهيدروجين ، في كل جزيء من الماء ، والبوتاسيوم هو معدن قلوي من المجموعة 1 ، شديد التفاعل ، لذا فإن تفاعله مع الماء متفجر.

كيف تختلف تفاعلات الاستبدال الفردية والمزدوجة

إحدى الطرق التي تختلف فيها ، هي أن تفاعل الاستبدال الواحد ، يتضمن مركبًا متفاعلًا واحدًا ، بينما يتضمن تفاعل الاستبدال المزدوج ، مركبين متفاعلين.