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置换反应

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置換反應又稱單置換反應,是指一種元素化合物的離子根與一種離子化合物發生的反應,狹義氧化還原反應是置換反應的一種,且必為廣義的氧化還原反應。在反應中,關鍵在於還原性氧化性的強弱,還原性氧化性強的物質與相對較弱的物質進行置換。置换反应是无机化学反应的基本类型之一,指一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应。

這就是反應的通式,其中:

A 和 B 代表不同金屬(或等可以產生陽離子元素),而 C 為陰離子
A 和 B 代表鹵素,而 C 是陽離子[1]


一个简单的置换反应例子
一个简单的置换反应例子


上面是一个置换反应的例子,反应前后各元素氧化態可能改变。
在置換反應中,只會有正離子負離子的其中一方進行置換,沒有進行反應的離子為旁觀離子。上面的例子中硫酸根旁觀離子

反应式

在置換反應中,一般可以有兩種化學式,一種是標準的化學方程式,另一種是離子化學式(半化學式)。

基於旁觀離子並沒有進行化學反應,因此在化學方程式中省略旁觀離子的部份,並得出離子化學式。因此,離子化學式的左右兩方也帶有相同的電荷。

例子

假使A和B的離子電荷為2+,X為2-。

  • 化學式:
    • 實例:
  • 離子化學式:
    • 實例:

置換條件

發生反應的條件主要是看金屬的活性序,且一定發生在水中(狹義氧化還原反應不一定)。活性序排在前面的金屬可以與排在後面的金屬置換,因為排在愈前面的金屬愈容易失去電子。當水溶液中的離子化合物不止一種時,則會先和活性序較後面的金屬離子反應,如果活性序是排在能與直接反應的金屬,則包括水分子中的離子在內。

以下是金屬活動性順序簡表: K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au。 其中10號氫是過渡元素,它前面的可以置換出氫(有例外),它後面的則不行。 也就是說:氫前面的可以和酸反應生成氫氣,而氫後面的基本不和酸反應,就算反應也不生成氫氣。

狹義氧化還原與置換反應的比較

狹義氧化還原反應一定有的參與,而置換反應則不用。

(加熱會使反應加速)

上面為狹義氧化還原反應的例子

參考資料

  1. ^ Single Replacement Reactions. Chemistry LibreTexts. 2016-06-27. (原始内容存档于2021-12-06) (英语). 

参见