置换反应

置换反应又称单置换反应,是指一种元素化合物的离子根与一种离子化合物发生的反应,狭义氧化还原反应是置换反应的一种,且必为广义的氧化还原反应。在反应中,关键在于还原性氧化性的强弱,还原性氧化性强的物质与相对较弱的物质进行置换。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。

这就是反应的通式,其中:

A 和 B 代表不同金属(或等可以产生阳离子元素),而 C 为阴离子
A 和 B 代表卤素,而 C 是阳离子[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态可能改变。
在置换反应中,只会有正离子负离子的其中一方进行置换,没有进行反应的离子为旁观离子。上面的例子中硫酸根旁观离子

反应式

在置换反应中,一般可以有两种化学式,一种是标准的化学方程式,另一种是离子化学式(半化学式)。

基于旁观离子并没有进行化学反应,因此在化学方程式中省略旁观离子的部分,并得出离子化学式。因此,离子化学式的左右两方也带有相同的电荷。

例子

假使A和B的离子电荷为2+,X为2-。

  • 化学式: 
    • 实例: 
  • 离子化学式: 
    • 实例: 

置换条件

发生反应的条件主要是看金属的活性序,且一定发生在水中(狭义氧化还原反应不一定)。活性序排在前面的金属可以与排在后面的金属置换,因为排在愈前面的金属愈容易失去电子。当水溶液中的离子化合物不止一种时,则会先和活性序较后面的金属离子反应,如果活性序是排在能与直接反应的金属,则包括水分子中的离子在内。

以下是金属活动性顺序简表: K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au。 其中10号氢是过渡元素,它前面的可以置换出氢(有例外),它后面的则不行。 也就是说:氢前面的可以和酸反应生成氢气,而氢后面的基本不和酸反应,就算反应也不生成氢气。

狭义氧化还原与置换反应的比较

狭义氧化还原反应一定有的参与,而置换反应则不用。

   

   

 (加热会使反应加速)

上面为狭义氧化还原反应的例子

参考资料

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

参见