واکنش‌های تراساختی در محلول‌های آبی

سیمای کلیپذیر در آب، شامل یون‌های آبپوشیده است ( گرچه فرمول کامل $A g C l_{(s)}$ انحلال پذیر به کار می‌رود ).

$A g^{+} + N O_{3}^{-} + N a^{+} + C l^{-} \to A g C l_{(s)} + N a^{+} + N O_{3}^{-}$

برخورد یون‌های $A g^{+}$ و $C l^{-}$ منجر به تشکیل AgCl می‌شود که انحلال ناپذیر است و از محلول خارج می‌گردد ( ترکیب انحلال ناپذیری که به این ترتیب تشکیل می‌شود، رسوب، و فرایند را رسوب گیری می نامیم ) . سدیم نیترات فراوردهٔ دیگری است که در آب انحلال پذیر است و به صورت یون‌های آبپوشیده در محلول باقی می‌ماند . اگر یون‌های تماشاگر در دو طرف معادله را که در واکنش شرکت نمی‌کنند را، حذف کنیم، به فرم یونی خالص معادلهٔ زیر می‌رسیم :

$A g^{+} + C l^{-} \to A g C l_{(s)}$

معادلهٔ بالا کلی‌ترین شکل واکنش است . این معادله به ما می‌گوید که از مخلوط کردن محلول هر نمک انحلال پذیر $A g^{+}$ و محلول هر نمک انحلال پذیر $C l^{-}$ ، رسوب انحلال پذیر AgCl تشکیل می‌شود .

حال فرض کنید محلول‌های NaCl و $N H_{4} N O_{3}$ را مخلوط کنیم . معادلهٔ یونی واکنش به شکل زیر خواهد بود :

$N a^{+} + C l^{-} + N H_{4}^{-} + N O_{3}^{-} \to N a^{+} + C l^{-} + N H_{4}^{-} + N O_{3}^{-}$

تمام مواد درگیر در واکنش در آب انحلال پذیرند . اگر یون‌های مشترک را از معادله حذف کنیم، چیزی باقی نخواهد ماند . بنابراین واکنشی رخ نخواهد داد . این رخداد را معمولاً به صورت زیر نمایش می‌دهند :

$N a^{+} + C l^{-} + N H_{4}^{-} + N O_{3}^{-} \to N . R .$

علاوه بر تشکیل نمک انحلال پذیر، دلالیل دیگری نیز برای انجام واکنش تراساختی وجود دارد . واکنش ناشی از مخلوط کردن محلول هیدروکلریک اسید و یک محلول سدیم سولفید را در نظر بگیرید :

$2 H C l + N a_{2} S \to H_{2} S + 2 N a C l$

معادلهٔ یونی خالص :

$2 H^{+} + S^{2 -} \to H_{2} S$

در این واکنش برخورد یون‌های $H^{+}$ و $S^{2 -}$ منجر به تشکیل گاز $H_{2} S$ می‌شود که فقط اندکی انحلال پذیر است و محلول را ترک می‌کند . در سومین نوع واکنش تراساختی، یک الکترولیت ضعیف به وجود می‌آید . الکترولیت‌های ضعیف انحلال پذیر، در محلول آبی، به‌طور کامل یونیده نمی‌شود . این مواد، عمدتاً به صورت مولکولی باقی می‌مانند . واکنش خنثی سازی اسید ـ باز نمونه‌ای از این نوع واکنش هاست :

$H C l + N a O H \to H_{2} O + N a C l$

معادلهٔ یونی خالص :

$H^{+} + O H^{-} \to H_{2} O$

علت وقوع این واکنش، تشکیل مولکول‌های آب از یون‌های $H^{+}$ و $O H^{-}$ است؛ آب یک الکترولیت صعیف است .

عوامل مؤثر در واکنش‌های تراساختی

به این ترتیب واکنش‌های تراسختی در مواردی رخ می‌دهند که یک رسوب، یک گاز یا یک الکترولیت ضعیف تشکیل شود . در معادله‌های یونی این واکنش‌ها :

یک نمک انحلال پذیر به وسیلهٔ فرمول یون‌های تشکیل دهندهٔ ترکیب نشان داده می‌شود .
یک ترکیب انحلال ناپذیر یا اندکی انحلال پذیر با فرمول کامل ترکیب و با نماد (s) مشخص می‌شود .
یک گاز انحلال ناپذیر یا اندکی انحلال پذیر، با فرمول مولکولی گاز و با نماد (g) نمایش داده می‌شود .
یک الکترولیت ضعیف، با فرمول مولکولی ترکیب نمایش داده می‌شود . الکترولیت‌های ضعیف، در محلول‌های آبی تا حدودی به یون‌های مربوط تفکیک می‌شوند، اما عمدتاً به صورت مولکولی وحود دارند .

نوشتن معادلهٔ واکنش‌های تراساختی

برای این کار باید قواعد زیر را بکار ببریم :

1. قواعد انحلال پذیری : برای آشنایی بیشتر با این امر به مواد انحلال پذیر در آب رجوع شود .

2. گازها : گازهایی که معمولاً در واکنش‌های تراسختی تشکیل می‌شوند در زیر آمده‌اند :

$H_{2} S$ تمام سولفیدها ( نمک‌های $S^{2 -}$ در مجاورت اسید، گاز $H_{2} S$ و نمک به وجود می‌آورند .
$C O_{2}$ تمام کربنات‌ها در مجاورت اسید، گاز کربن دی اکسید، آب و نمک تشکیل می‌دهند .
$S O_{2}$ تمام سولفیت‌ها در مجاورت اسید، گاز $S O_{2}$ ، آب و نمک تشکیل می‌دهند .
$N H_{3}$ تمام نمک‌های آمونیوم در مجاورت هیدروکسیدهای قوی انحلال پذیر، در اثر گرما واکنش می‌دهند و گاز آمونیاک، آب و نمک به وجود می‌آورند .

3. الکترولیت‌های ضعیف : قواعد سادهٔ زیر در مورد این ترکیبات صادق است :

اسید ها : به جز 7 اسید قوی، بقیهٔ اسیدها الکترولیت ضعیف هستند .
بازها : هیدروکسیدهای انحلال پذیر ( هیدروکسیدهای مربوط به عناصر $B a^{2 +}$ و IA ) و هیدروکسیدهایی که انحلال پذیری خوبی دارند ( هیدروکسیدهای مربوط به $C a^{2 +}$ و $S r^{2 +}$ ) الکترولیت‌های قوی هستند . اغلب هیدروکسیدهای دیگر، انحلال ناپذیرند .
نمک ها : اغلب نمک‌های معمولی، الکترولیت‌های قوی هستند .
آب : آب، الکترولیت ضعیفی است .

یک نکته

واکنش‌های تراسختی در غیاب آب نیز انجام می‌شوند . برای مثال :

$C a F_{2} + H_{2} S O_{4} \to C a S O_{4} + 2 H F$

که با گرم کردن مواد واکنش دهنده، اسیدهای مربوط ( HF که در آب انحلال پذیرند ) به صورت گاز خارج می‌شوند .

منبع

شیمی عمومی ( جلد اول )، چارلز مورتیمر، دکتر عیسی یاوری، نشر علوم دانشگاهی، تهران، 1375، ISBN 964-6186-30-0

واکنش‌های تراساختی در محلول‌های آبی

فهرست

عوامل مؤثر در واکنش‌های تراساختی

نوشتن معادلهٔ واکنش‌های تراساختی

یک نکته

منبع

منوی ناوبری

واکنش‌های تراساختی در محلول‌های آبی

عوامل مؤثر در واکنش‌های تراساختی

نوشتن معادلهٔ واکنش‌های تراساختی

یک نکته

منبع

منوی ناوبری

جستجو