5.6: Ennustaa Tuotteiden Kemiallisia Reaktioita

Osa uistin kemia on, että asiat eivät aina mene niin kuin odottaa. Suunnittelet reaktion, ennakoit tuotteet ja aika usein tulokset hämmästyttävät sinua! Harjoituksessa yritetään siis selvittää, mitä on muodostunut, miksi ja johtaako havaintosi muihin hyödyllisiin yleistyksiin. Ensimmäinen askel tässä löytöprosessissa on ennakoida tai ennustaa tuotteita, jotka todennäköisesti muodostuvat tietyssä kemiallisessa reaktiossa., Tässä kuvailemamme ohjeet ennustavat tarkasti useimpien yksinkertaisten kemiallisten reaktioiden luokkien tuotteet. Kun kokemuksesi kemiasta kasvaa, alat kuitenkin arvostaa odottamatonta!

Tässä yksinkertainen synteesi reaktioita, joissa reaktio elementtejä, kuten alumiini -, metalli reagoi kloorin kanssa kaasu, tuotteen tulee olla yksinkertainen yhdiste, joka sisältää molemmat elementit. Tässä tapauksessa on helpointa harkita yhteisiä maksuja, että elementit hyväksyvät ioneina ja rakentaa tuotteesi sen mukaisesti. Alumiini on ryhmä III-alkuaine ja muodostaa tyypillisesti + 3-ionin., Kloori, joka on ryhmä VII, hyväksyy yhden elektronin ja muodostaa monoanionin. Laskemalla nämä ennusteet yhteen, tuote on todennäköisesti AlCl3. Jos alumiinimetallin ja kloorikaasun annetaan reagoida, kiinteä AlCl3 on vallitseva tuote.

2 Al (s) + 3 Cl2 (g) → 2 AlCl3 (s)

synteesi reaktio, johon liittyy ei-metallien kanssa vetykaasua ja bromia voidaan lähestyä samoin. Tuote sisältää molemmat elementit. Vety, ryhmä I, muodostaa yhden valenssielektronin ja muodostaa yhden kovalenttisen sidoksen. Bromiinilla, ryhmä VII: llä, on seitsemän valenssielektronia ja se muodostaa yhden kovalenttisen sidoksen., Todennäköinen tuote on siis HBr, jossa vedyn ja bromin välillä on yksi kovalenttinen sidos.

H2 (g) + Br2 (g) < → 2 HBr (g)

yhden-vaihto reaktio, muista, että (yleensä) metallit korvaavat metalleja ja epämetalleja korvaa ei-metallit. Reaktio välillä lyijy(IV) kloridi ja fluoria kaasu -, fluori korvaa klooria, mikä yhdiste, välillä johtaa ja fluoria ja tuotannon alkuaine klooria. Lyijyä voidaan pitää reaktiossa ”katsojana” ja tuotteena on todennäköisesti lyijy(IV) fluoridi., Täydellinen yhtälö on esitetty alla.

PbCl4 (s) + 2 F2 (g) → PbF4 (s) + 2 Cl2 (g)

single-vaihto reaktioita, jonka metallien (tai hiili tai vety) on tarkoitus korvata metalleja, ensin pitäisi tarkistaa activity sarja nähdä, jos reaktio on odotettavissa. Muista, että metallit voivat korvata vain itseään vähemmän aktiivisia metalleja (oikealla taulukossa). Jos reaktion ennustetaan tapahtuvan, käytä samoja yleisiä ohjeita kuin edellä. Esimerkiksi kiinteä rauta reagoi vesipitoisen rikkihapon (H2SO4) kanssa., Tässä reaktiossa pohditaan, syrjäyttääkö rauta vedyn ja muodostaako se vetykaasua. Aktiviteettisarjan perusteella näemme, että vety on raudan oikealla puolella, mikä tarkoittaa, että reaktion odotetaan tapahtuvan. Seuraavaksi järkeilemme, että rauta korvaa vedyn, mikä johtaa rautasulfaatin muodostumiseen, jossa sulfaatti on ”katsoja” – ioni. Vetykaasun muodostuminen edellyttää hapetusluvun muutosta vedyssä +1: stä nollaan., Kaksi vetyatomia on tämän vuoksi alennettava (vähentää hapettumista numero) ja kaksi elektronia tarvitaan vähennys on peräisin rautaa. Raudan varaus on siis todennäköisimmin +2 (se lähtee liikkeelle nollasta ja luovuttaa kaksi elektronia vetykäsille). Lopputuote on siis todennäköisimmin rauta (II) sulfaatti. Täydellinen yhtälö on esitetty alla.

Fe (s) + H2SO4 (aq) → FeSO4 (aq) + H2 (g)

Hajoaminen reaktioita ovat kaikkein vaikea ennustaa, mutta on olemassa joitakin yleisiä suuntauksia, jotka ovat hyödyllisiä., Esimerkiksi suurin osa metallikarbonaateista hajoaa kuumennettaessa metallioksidiksi ja hiilidioksidiksi.

NiCO3 (s) → NiO (s) + CO2 (g)

Metallinen vety karbonaatit myös hajoavat kuumennettaessa antaa metalli-karbonaatti, hiilidioksidia ja vettä.

2 NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g)

Lopulta, paljon happea sisältävät yhdisteet hajoavat kuumennettaessa tuottaa happea kaasu-ja ”muita yhdisteitä”. Näiden yhdisteiden tunnistaminen ja ymmärtäminen siitä, miksi ja miten ne muodostuvat, on yksi kemian haasteista., Joitakin esimerkkejä:

H2O2 (aq) → O2 (g) + H2O (l)

2 HgO (s) → O2 (g) + 2 Hg (l)

2 KClO3 (s) → 3 O2 (g) + 2 KCl (s)

mahdollisia tuotteita double-vaihto reaktioita on helppo ennustaa; anionit ja kationit yksinkertaisesti vaihtaa. Muista kuitenkin, että yhden tuotteen on saostuttava, muuten kemiallista reaktiota ei ole tapahtunut. Lyijy(II) nitraatin ja kaliumjodidin välisessä reaktiossa tuotteiden ennustetaan olevan lyijy(II) jodidia ja kaliumnitraattia., Ei redox tapahtuu, ja tuote, lyijy jodidi, saostuu liuoksesta, koska kirkas keltainen kiinteä. Seuraavassa jaksossa käsitellään kysymystä siitä, miten tällaisen liukoisuustrendin ennustaa.

Pb(NO3)2 (aq) + 2 KI(aq)< → PbI2 (s) + 2 KNO3 (aq)