Աղի փոխանակման ռեակցիա

Աղի փոխանակման ռեակցիա, քիմիական գործընթաց, որը իրականանում է փոխազդող ելանյութերում հին կապերի խզմամբ և նոր կապերով վերջնանյութերի առաջացմամբ։ Այս ռեակցիան ներկայացված է ընդհանուր սխեմայով.

$\mathrm{A}\mathrm{B}+\mathrm{C}\mathrm{D}⟶\mathrm{A}\mathrm{D}+\mathrm{C}\mathrm{B}$

$\stackrel{+1}{\mathrm{A}\mathrm{g}}\stackrel{-1}{\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3}+\stackrel{+1}{\mathrm{H}}\stackrel{-1}{\mathrm{C}\mathrm{l}}\to \stackrel{+1}{\mathrm{H}}\stackrel{-1}{\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3}+\stackrel{+1}{\mathrm{A}\mathrm{g}}\stackrel{-1}{\mathrm{C}\mathrm{l}(\mathrm{v})}$

Տիպիկ օրինակներն են օքսիսաղերի միջև ռեակցիաները, ինչպիսիք են՝ հիդրոհալաթթուները և մետաղների հիդրօքսիդները.

$𝑎𝑏\mathrm{A}{\phantom{A}}_{𝑥}(\mathrm{B}\mathrm{O}{\phantom{A}}_{𝑦}){\phantom{A}}_{𝑧}+𝑥𝑧\mathrm{C}{\phantom{A}}_{𝑎}\mathrm{D}{\phantom{A}}_{𝑏}⟶𝑏𝑥\mathrm{A}{\phantom{A}}_{𝑎}\mathrm{D}{\phantom{A}}_{𝑧}+𝑎𝑧\mathrm{C}{\phantom{A}}_{𝑥}(\mathrm{B}\mathrm{O}{\phantom{A}}_{𝑦}){\phantom{A}}_{𝑏}$

Մեկ այլ դասական օրինակ են լուծույթում օքսիսաղների միջև ռեակցիաները.

$𝑎𝑏\mathrm{A}{\phantom{A}}_{𝑥}(\mathrm{B}\mathrm{O}{\phantom{A}}_{𝑝}){\phantom{A}}_{𝑦}+𝑥𝑦\mathrm{C}{\phantom{A}}_{𝑎}(\mathrm{D}\mathrm{O}{\phantom{A}}_{𝑞}){\phantom{A}}_{𝑏}⟶𝑏𝑥\mathrm{A}{\phantom{A}}_{𝑎}(\mathrm{D}\mathrm{O}{\phantom{A}}_{𝑞}){\phantom{A}}_{𝑦}+𝑎𝑦\mathrm{C}{\phantom{A}}_{𝑥}(\mathrm{B}\mathrm{O}{\phantom{A}}_{𝑝}){\phantom{A}}_{𝑏}$

Միացությունների միջև կապը կարող է լինել կամ իոնային կամ կովալենտ: Դասականորեն, այս ռեակցիաները հանգեցնում են մեկ վերջնանյութի:

Հին գրականության մեջ հաճախակի է հանդիպում կրկնակի լուծում տերմինը։ Կրկնակի տարրալուծում օգտագործվում է, երբ նյութերից գոնե մեկը չի լուծվում լուծիչում, քանի որ լիգանդի կամ իոնների փոխանակումը տեղի է ունենում ռեակտիվ նյութի պինդ վիճակում։ Օրինակ.

AX(aq) + BY(s) → AY(aq) + BX(s).

Ռեակցիաների տեսակներ

Փոխանակում

Աղի հակաիոնների փոխանակման սովորական տեխնիկա է: Ռեակտիվների ընտրությունը իրականանում է լուծելիության գծապատկերով կամ ըստ էներգիայի: HSAB տեսությունը կարող է օգտագործվել նաև փոխանակման ռեակցիայի վերջնանյութը կանխատեսելու համար:

Փոխանակման ռեակցիաները օգտագործվում է օրգանական լուծիչներում լուծվող աղեր ստանալու համար: Պատկերավոր է նատրիումի պերրենատի փոխակերպումը տետրաբուտիլամոնիումի աղի։

NaReO₄ + N(C₄H₉)₄Cl → N(C₄H₉)₄[ReO₄] + NaCl

Ջրային լուծույթից առաջանում է տետրաբուտիլամոնիումի աղը: Այն լուծելի է դիքլորմեթանում։

Աղի փոխանակման ռեակցիան կարող է իրականացվել ոչ ջրային լուծույթում, որը ցույց է տրված ֆերոցենիումի տետրաֆտորոբորատի փոխակերպմամբ ավելի ճարպալուծ աղի, որը պարունակում է տետրակիս(պենտաֆտորոֆենիլ)բորատ անիոն։

[Fe(C₅H₅)₂]BF₄ + NaB(C₆F₅)₄ → [Fe(C₅H₅)₂]B(C₆F₅)₄ + NaBF₄

Երբ ռեակցիան անցկացվում է դիքլորմեթանում, NaBF4 աղը նստում է, իսկ B(C6F5)4 աղը մնում է լուծույթում:

Փոխանակման ռեակցիաները կարող են առաջանալ երկու անօրգանական աղերի միջև, երբ մեկ ելանյութը ջրում անլուծելի է: Օրինակ, արծաթի նիտրատի և կոբալտի հեքսամին քլորիդի խառնուրդից առաջանում են կոբալտային համալիրի նիտրատային աղը և արծաթի քլորիդ․

3 Կաղապար:Chem + [Co(NH₃)₆]Cl₃ → 3 AgCl + [Co(NH₃)₆](NO₃)₃

Փոխանակման ռեակցիաների տեղի ունենալու համար ռեակտիվները չպետք է միշտ լուծելի լինեն: Օրինակ, բարիումի թիոցիանատը ձևավորվում է ջրի մեջ պղնձի(I) թիոցիանատը և բարիումի հիդրօքսիդը եռացնելիս.

Կաղապար:Chem + 2Կաղապար:Chem → Կաղապար:Chem + 2CuOH

Ալկիլացում

Մետաղական կոմպլեքսները ալկիլացվում են աղի փոխանակման ռեակցիաների միջոցով: Պատկերավոր է տիտանոցենի երկքլորիդի մեթիլացումը պետասիս ռեակտիվը ստանալու համար։

(C₅H₅)₂TiCl₂ + 2 ClMgCH₃ → (C₅H₅)₂Ti(CH₃)₂ + 2 MgCl₂

Վերջնանյութը սովորաբար նստվածք է:

Չեզոքացման ռեակցիա

Չեզոքացման ռեակցիան փոխանակման ռեակցիայի տեսակ է: Չեզոքացման ռեակցիան տեղի է ունենում, երբ թթուն փոխազդում է հիմքի հավասար քանակության հետ: Այս ռեակցիան սովորաբար առաջացնում է աղ: Օրինակ՝ աղաթթուն փոխազդում է երկնատրիումի երկաթի տետրակարբոնիլիհետ՝ առաջացնելով երկաթի դիհիդրիդ։

Թթվի և կարբոնատային կամ բիկարբոնատային աղի փոխազդեցությունից ստացվում է կարբոնաթթու, որն ինքնաբերաբար քայքայվում է ածխաթթու գազի և ջրի: Ռեակցիոն խառնուրդից ածխաթթու գազի արտազատումը հանգեցնում է ռեակցիայի ավարտին:

Փոխանակման ռեակցիա առանց աղի

Ի տարբերություն աղի փոխանակման ռեակցիաների, որոնք պայմանավորված են պինդ աղերի առաջացմամբ, աղազուրկ միացություններ են, որոնք պայմանավորված են սիլիլ հալոգենիդների ձևավորմամբ, առանց աղի փոխանակման ռեակցիաներն ընթանում են են միատարր։