تفاعل تبادل الأملاح

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

تفاعل تبادل الأملاح (ويُسمى أيضاً تفاعل الإحلال المزدوج أو التحلل المزدوج ) هو نوع من التفاعلات الكيميائية التي يتبادل فيها مركبان أيونيان في محلول مائي أيوناتهما المكونة لتكوين مركبين جديدين. غالباً ما يكون أحد هذين المركبين الجديدين راسباً أو غازاً أو إلكتروليتاً ضعيفاً ، مما يدفع التفاعل إلى الأمام.

AB + CD -> AD + CB
الزراعة+1لا3-1+ح+1Cl-1→ح+1لا3-1+الزراعة+1Cl↓-1{\displaystyle {\overset {+1} {\color {Orange} {\ce {Ag}}}}} {\overset {-1} {\color {Blue} {\ce {NO3}}}} + {\overset {+1} {\color {Green} {\ce {H}}}} {\overset {-1} {\color {Magenta} {\ce {Cl}}}}\rightarrow {\overset {+1} {\color {Green} {\ce {H}}}} {\overset {-1} {\color {Blue} {\ce {NO3}}}} + {\overset {+1} {\color {Orange} {\ce {Ag}}}} {\overset {-1} {\color {أرجواني} {\ce {Cl(v)}}}}}

في الأدبيات القديمة، يشيع استخدام مصطلح التحلل المزدوج . ويُستخدم هذا المصطلح تحديدًا عندما لا تذوب إحدى المادتين على الأقل في المذيب ، حيث يحدث تبادل الليجاند أو الأيون في الحالة الصلبة للمتفاعل. على سبيل المثال:

AX(aq) + BY(s) → AY(aq) + BX(s).

أنواع التفاعلات

مبادلة الأيونات المضادة

يُعدّ تبادل الأملاح تقنية شائعة لتبادل الأيونات المضادة . ويتم اختيار المواد المتفاعلة بناءً على مخطط الذوبانية أو طاقة الشبكة البلورية . كما يمكن استخدام نظرية HSAB للتنبؤ بنواتج تفاعل التبادل.

تُستخدم عملية تبادل الأملاح غالبًا للحصول على أملاح قابلة للذوبان في المذيبات العضوية. ومن الأمثلة على ذلك تحويل بيررينات الصوديوم إلى ملح رباعي بوتيل الأمونيوم : [ 1 ]

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

يترسب ملح رباعي بوتيل الأمونيوم من المحلول المائي. وهو قابل للذوبان في ثنائي كلورو الميثان .

يمكن إجراء تفاعل تبادل الأملاح في محلول غير مائي، كما يتضح من تحويل رباعي فلوروبورات الفيروسينيوم إلى ملح أكثر محبة للدهون يحتوي على أنيون رباعي (خماسي فلورو فينيل) بورات : [ 2 ]

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

عندما يتم إجراء التفاعل في ثنائي كلورو الميثان ، يترسب الملح NaBF 4 ويبقى الملح B(C 6 F 5 ) 4 - في المحلول.

يمكن أن تحدث تفاعلات الإحلال المزدوج بين ملحين غير عضويين عندما يكون أحد الناتجين غير قابل للذوبان في مذيب التفاعل. على سبيل المثال، يؤدي ترسيب كلوريد الفضة من خليط من نترات الفضة وكلوريد سداسي أمين الكوبالت إلى إنتاج ملح النترات لمركب الكوبالت.

3 نترات الفضة3 + [Co(NH3)6]Cl3→ 3 AgCl + [Co(NH3)6](NO3)3

لا يشترط أن تكون المواد المتفاعلة شديدة الذوبان لحدوث تفاعلات الإحلال المزدوج. على سبيل المثال، يتكون ثيوسيانات الباريوم عند غلي معلق من ثيوسيانات النحاس الأحادي وهيدروكسيد الباريوم في الماء.

Ba(OH)2 + 2CuCNS →Ba(CNS)2 + 2CuOH

الآليات

تم الكشف عن آلية تفاعلات تبادل الأملاح القائمة على الفضة باستخدام AgCB₁₁H₁₂ ، الذي يحتوي على أنيون كاربوران ضعيف التنسيق. مع IrCl(CO)(PPh₃ ) ₂ ( مركب فاسكا )، يكون الناتج عبارة عن مُضاف برابطة Ir-Ag. في المقابل، يُنتج AgClO₄ ببساطة Ir (ClO₄ ) (CO)(PPh₃ ) ₂ . لوحظ وجود المركب الوسيط Fe ( Cp ) (CO) ₂I · Ag( B₁₁CH₁₂ ) في تفاعل AgCB₁₁H₁₂ مع ( C₅H₅ )Fe( CO ) ₂I . [ 3 ]

الألكلة

تُؤلكل المعقدات المعدنية عبر تفاعلات تبادل الأملاح. ومن الأمثلة التوضيحية على ذلك مثيلة ثنائي كلوريد التيتانوسين للحصول على كاشف بيتاسيس : [ 4 ]

(C 5 H 5 ) 2 TiCl 2 + 2 ClMgCH 3 → (C 5 H 5 ) 2 Ti(CH 3 ) 2 + 2 MgCl 2

يترسب المنتج الملحي عادةً من مذيب التفاعل.

تفاعل التعادل

تفاعل التعادل هو نوع من تفاعلات الإحلال المزدوج. يحدث تفاعل التعادل عندما يتفاعل حمض مع كمية مساوية من قاعدة . ينتج عن هذا التفاعل عادةً ملح. على سبيل المثال، يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع رباعي كربونيل الحديد ثنائي الصوديوم لإنتاج ثنائي هيدريد الحديد.

2 حمض الهيدروكلوريك + Na 2 الحديد (CO) 4 → 2 كلوريد الصوديوم + H 2 الحديد (CO) 4

ينتج عن تفاعل حمض مع ملح الكربونات أو البيكربونات حمض الكربونيك ، الذي يتحلل تلقائيًا إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. ويؤدي انطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون من خليط التفاعل إلى إتمام التفاعل. على سبيل المثال، يتضمن تفاعل "البركان" الشائع في المعارض العلمية تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع كربونات الصوديوم .

2 حمض الهيدروكلوريك + Na2CO3 → H2CO3 + 2NaCl
H₂CO₃ → H₂O + CO₂​​​

تفاعل تبادل الميثاتيسيس الخالي من الملح

على عكس تفاعلات تبادل الأملاح، التي تُحفزها عملية ترسيب الأملاح الصلبة، توجد تفاعلات اختزال خالية من الأملاح ، تُحفزها عملية تكوين هاليدات السيليل. تحدث تفاعلات تبادل الأملاح الخالية من الأملاح بشكل متجانس. [ 5 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ JR Dilworth, W. Hussain, AJ Hutson, C. Tetrahalo Oxorhenate Anions" Inorganic Syntheses 1997, volume 31, pages 257–262. doi : 10.1002/9780470132623.ch42
  2. ↑ ج . لو براس، هـ. جياو، و. إي. ماير، ف. هامبل، وج. أ. جلاديسز، "تخليق، وبنية بلورية، وتفاعلات معقد ميثيل الرينيوم ذي 17 إلكترون تكافؤ [(η⁵ -C₅Me₅)Re(NO)(P(4-C₆H₄CH₃)₃ ) ( CH₃ ) ] ⁺ B ( 3,5 -C₆H₃( CF₃ ) ₂ ) ₄⁻ : مقارناتتجريبيةوحسابية للترابط مع معقدات الميثيل والميثيليدين ذات 18 إلكترونًا"، مجلة الكيمياء العضوية المعدنية، 2000 ،المجلد 616، 54-66. doi : 10.1016/S0022-328X(00)00531-3
  3. ↑ ليستون، ديفيد جيه؛ لي، يونغ جا؛ شيدت، دبليو روبرت؛ ريد، كريستوفر أ. (1989). "ملاحظات حول تفاعلات تبادل أملاح الفضة مع الأنيونات ذات التنسيق الضعيف جدًا". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 111 (17): 6643-6648 . Bibcode : 1989JAChS.111.6643L . doi : 10.1021/ja00199a025 .
  4. ↑ باياك، جيه إف؛ هيوز، دي إل؛ كاي، دي؛ كوتريل، آي إف؛ فيرهوفن، تي آر (2002). "ثنائي ميثيل تيتانوسين" . التخليق العضوي . 79 : 19{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link ) .
  5. ↑ ماشيما، كازوشي (2020). "مركبات ألفا-دييمين النشطة للأكسدة والاختزال للمعادن الانتقالية المبكرة: من الترابط إلى التحفيز". نشرة الجمعية الكيميائية اليابانية . 93 (6): 799-820 . doi : 10.1246/bcsj.20200056 .