Reações de deslocamento: simples, duplas e exemplos

As reacções de deslocamento são todos aqueles em que uma espécie química viaja para outro dentro de um composto. Esse deslocamento pode ser simples ou duplo, diferindo em que no primeiro é um elemento que se move, enquanto no segundo há uma troca de “pares” entre dois compostos.

Esses tipos de reações são possíveis apenas sob certas condições: uma das espécies deve ter um número de oxidação igual a zero ou todas precisam necessariamente ser ionizadas. O que significa um número de oxidação zero? Isso significa que a espécie está em seu estado natural.

Reações de deslocamento: simples, duplas e exemplos 1

Um exemplo muito ilustrativo da abordagem acima é a reação entre um fio de cobre e uma solução de nitrato de prata. Como o cobre é um metal em seu estado natural, seu número de oxidação é zero; por outro lado, a prata é +1 (Ag + ), que se dissolve ao lado dos íons nitrato (NO 3 ).

Os metais desistem de elétrons, mas alguns são mais ativos que outros; Isso significa que nem todos os metais se oxidam com tanta facilidade. Como o cobre é mais ativo que a prata, ele doa seus elétrons, reduzindo-o ao seu estado natural, refletido como uma superfície de prata que cobre o fio de cobre (imagem acima).

Reações de deslocamento

Simples

Deslocamento de hidrogênio e metais

Reações de deslocamento: simples, duplas e exemplos 2

A imagem acima mostra uma coluna em ordem decrescente de atividade, destacando a molécula de hidrogênio. Esses metais que estão acima deste pode mover-se em não – ácidos oxidante (HCl, HF, H 2 SO 4 , etc), e aqueles que são abaixo irá não reagem de todo.

A reação de deslocamento simples pode ser descrita pela seguinte equação geral:

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A + BC => AB + C

A desloca-se para C, que pode ser a molécula de H 2 ou outro metal. Se H 2 é formado por redução dos iões de H + (2H + + 2e => H 2 ), em seguida, a espécie A-obrigatória para a conservação de massa e energia devem proporcionar os electrões para oxidar.

Por outro lado, se A e C são espécies metálicas, mas C está na forma iônica (M + ) e A em seu estado natural, a reação de deslocamento ocorrerá apenas se A for mais ativo que C, forçando o último aceitar os elétrons para reduzir ao seu estado metálico (M).

Mudança de halogênio

Da mesma maneira, os halogênios (F, Cl, Br, I, At) podem se mover entre si, mas seguindo outra série de atividades. Para estes, a atividade diminui à medida que desce através do grupo 7A (ou 17): I <Br <Cl <F. Isso significa que o flúor é capaz de substituir qualquer um dos outros halogênios, mas não acontece o mesmo com o iodo.

Por exemplo, a seguinte reação ocorre naturalmente:

F 2 (g) + 2NaI (ac) => 2NaF (ac) + I 2 (s)

No entanto, este não produz nenhum produto pelos motivos expostos:

I 2 (s) + NaF (ac) => X

Na equação anterior, X significa que não há reação.

Com esse conhecimento, pode-se prever qual mistura de sais de halogênio com elementos puros origina produtos. Como regra mnemônica, o iodo (sólido volátil púrpura) não substitui nenhum dos outros halogênios, mas os outros o substituem quando está na forma iônica (Na + I ).

Duplo

A reação de duplo deslocamento, também conhecida como reação de metátese, é representada da seguinte forma:

AB + CD => AD + CB

Desta vez, não apenas A desloca C, mas também B desloca D. Esse tipo de deslocamento ocorre somente quando soluções de sais solúveis são misturadas e um precipitado é formado; isto é, AD ou CB deve ser insolúvel e ter fortes interações eletrostáticas.

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Por exemplo, ao misturar soluções de KBr e AgNO 3 , os quatro íons se movem pelo meio para formar os pares correspondentes da equação:

KBr (ac) + AgNO 3 (ac) => AgBr (s) + KNO 3 (ac)

Os íons Ag + e Br formam o precipitado do brometo de prata, enquanto K + e NO 3 não podem ser ordenados para dar origem a um cristal de nitrato de potássio.

Reação de neutralização ácido-base

Quando um ácido é neutralizado com uma base, ocorre uma reação de duplo deslocamento:

HCl (aq) + NaOH (aq) => NaCl (aq) + H 2 O (l)

Nenhum precipitado é formado aqui, uma vez que o cloreto de sódio é um sal muito solúvel em água, mas ocorre uma alteração no pH, que é ajustada para um valor próximo a 7.

No entanto, na reação a seguir, uma alteração no pH e a formação de um precipitado ocorrem simultaneamente:

H 3 PO 4 (ac) + 3Ca (OH) 2 => Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) + 3H 2 O (l)

O fosfato de cálcio é insolúvel, precipitando como um sólido branco, enquanto o ácido fosfórico é neutralizado com hidróxido de cálcio.

Exemplos

Simples

Cu (s) + 2AgNO 3 (ac) => Cu (NO 3 ) 2 (ac) + 2Ag (s)

Esta é a reação da imagem do fio de cobre. Se a série de atividades químicas dos metais for observada, será constatado que o cobre está acima da prata, para que possa substituí-lo.

Zn (s) + CuSO 4 (aq) => ZnSO 4 (aq) + Cu (s)

Com esta outra reacção o inverso é verdadeiro agora azul solução de CuSO 4 torna-se transparente como o cobre precipita sob a forma de metal, enquanto que o metal zinco desintegra no sal solúvel de sulfato de zinco.

2Al (s) + 3NiBr 2 (ac) => 2AlBr 3 (ac) + 3Ni (s)

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Novamente, essa reação ocorre porque o alumínio está acima do níquel na série de atividades químicas.

Sn (s) + H 2 SO 4 (aq) => SnSO 4 (aq) + H 2 (g)

Aqui o estanho substitui o hidrogênio, embora esteja muito próximo disso na série.

2K (s) + 2H 2 O (l) => 2KOH (aq) + H 2 (g)

Finalmente, os metais que estão na parte mais alta da série são tão reativos que deslocam até o hidrogênio das moléculas de água, gerando uma reação muito exotérmica (e explosiva).

Duplo

Zn (NO 3 ) 2 (ac) + 2NaOH (ac) => Zn (OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (ac)

Embora a base é não neutralizar qualquer ácido, os iões OH são mais afinidade para o Zn 2+ iões NO 3 ; por esse motivo, ocorre deslocamento duplo.

Cu (NO 3 ) 2 (ac) + Na 2 S (ac) => CuS (s) + 2NaNO 3 (ac)

Essa reação é muito semelhante à anterior, com a diferença de que ambos os compostos são sais dissolvidos em água.

Referências

  1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. Química (8a ed.). Aprendizagem CENGAGE, p 145-150.
  2. Toby Hudson (3 de abril de 2012). Precipitação de prata em cobre. [Figura]. Retirado de: commons.wikimedia.org
  3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 de maio de 2018). O que é uma reação de deslocamento em química? Retirado de: thoughtco.com
  4. amrita.olabs.edu.in,. (2011). Reação de deslocamento único. Retirado de: amrita.olabs.edu.in
  5. Byju’s (15 de setembro de 2017). Reações de deslocamento. Retirado de: byjus.com
  6. Tipos de reações químicas: reações de deslocamento simples e duplo. Retirado de: jsmith.cis.byuh.edu

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