واکنش‌های تراساختی در محلول‌های آبی

سیمای کلیپذیر در آب، شامل یون‌های آبپوشیده است ( گرچه فرمول کامل $AgCl_{(s)}$ انحلال پذیر به کار می‌رود ).

$Ag^{+}+NO_{3}^{-}+Na^{+}+Cl^{-}\to AgCl_{(s)}+Na^{+}+NO_{3}^{-}$

برخورد یون‌های $Ag^{+}$ و $Cl^{-}$ منجر به تشکیل AgCl می‌شود که انحلال ناپذیر است و از محلول خارج می‌گردد ( ترکیب انحلال ناپذیری که به این ترتیب تشکیل می‌شود، رسوب، و فرایند را رسوب گیری می نامیم ) . سدیم نیترات فراوردهٔ دیگری است که در آب انحلال پذیر است و به صورت یون‌های آبپوشیده در محلول باقی می‌ماند . اگر یون‌های تماشاگر در دو طرف معادله را که در واکنش شرکت نمی‌کنند را، حذف کنیم، به فرم یونی خالص معادلهٔ زیر می‌رسیم :

$Ag^{+}+Cl^{-}\to AgCl_{(s)}$

معادلهٔ بالا کلی‌ترین شکل واکنش است . این معادله به ما می‌گوید که از مخلوط کردن محلول هر نمک انحلال پذیر $Ag^{+}$ و محلول هر نمک انحلال پذیر $Cl^{-}$ ، رسوب انحلال پذیر AgCl تشکیل می‌شود .

حال فرض کنید محلول‌های NaCl و $NH_{4}NO_{3}$ را مخلوط کنیم . معادلهٔ یونی واکنش به شکل زیر خواهد بود :

$Na^{+}+Cl^{-}+NH_{4}^{-}+NO_{3}^{-}\to Na^{+}+Cl^{-}+NH_{4}^{-}+NO_{3}^{-}$

تمام مواد درگیر در واکنش در آب انحلال پذیرند . اگر یون‌های مشترک را از معادله حذف کنیم، چیزی باقی نخواهد ماند . بنابراین واکنشی رخ نخواهد داد . این رخداد را معمولاً به صورت زیر نمایش می‌دهند :

$Na^{+}+Cl^{-}+NH_{4}^{-}+NO_{3}^{-}\to N.R.$

علاوه بر تشکیل نمک انحلال پذیر، دلالیل دیگری نیز برای انجام واکنش تراساختی وجود دارد . واکنش ناشی از مخلوط کردن محلول هیدروکلریک اسید و یک محلول سدیم سولفید را در نظر بگیرید :

$2HCl+Na_{2}S\to H_{2}S+2NaCl$

معادلهٔ یونی خالص :

$2H^{+}+S^{2-}\to H_{2}S$

در این واکنش برخورد یون‌های $H^{+}$ و $S^{2-}$ منجر به تشکیل گاز $H_{2}S$ می‌شود که فقط اندکی انحلال پذیر است و محلول را ترک می‌کند . در سومین نوع واکنش تراساختی، یک الکترولیت ضعیف به وجود می‌آید . الکترولیت‌های ضعیف انحلال پذیر، در محلول آبی، به‌طور کامل یونیده نمی‌شود . این مواد، عمدتاً به صورت مولکولی باقی می‌مانند . واکنش خنثی سازی اسید ـ باز نمونه‌ای از این نوع واکنش هاست :

$HCl+NaOH\to H_{2}O+NaCl$

معادلهٔ یونی خالص :

$H^{+}+OH^{-}\to H_{2}O$

علت وقوع این واکنش، تشکیل مولکول‌های آب از یون‌های $H^{+}$ و $OH^{-}$ است؛ آب یک الکترولیت صعیف است .

عوامل مؤثر در واکنش‌های تراساختی[ویرایش]

به این ترتیب واکنش‌های تراسختی در مواردی رخ می‌دهند که یک رسوب، یک گاز یا یک الکترولیت ضعیف تشکیل شود . در معادله‌های یونی این واکنش‌ها :

یک نمک انحلال پذیر به وسیلهٔ فرمول یون‌های تشکیل دهندهٔ ترکیب نشان داده می‌شود .
یک ترکیب انحلال ناپذیر یا اندکی انحلال پذیر با فرمول کامل ترکیب و با نماد (s) مشخص می‌شود .
یک گاز انحلال ناپذیر یا اندکی انحلال پذیر، با فرمول مولکولی گاز و با نماد (g) نمایش داده می‌شود .
یک الکترولیت ضعیف، با فرمول مولکولی ترکیب نمایش داده می‌شود . الکترولیت‌های ضعیف، در محلول‌های آبی تا حدودی به یون‌های مربوط تفکیک می‌شوند، اما عمدتاً به صورت مولکولی وحود دارند .

نوشتن معادلهٔ واکنش‌های تراساختی[ویرایش]

برای این کار باید قواعد زیر را بکار ببریم :

1. قواعد انحلال پذیری : برای آشنایی بیشتر با این امر به مواد انحلال پذیر در آب رجوع شود .

2. گازها : گازهایی که معمولاً در واکنش‌های تراسختی تشکیل می‌شوند در زیر آمده‌اند :

$H_{2}S$ تمام سولفیدها ( نمک‌های $S^{2-}$ در مجاورت اسید، گاز $H_{2}S$ و نمک به وجود می‌آورند .
$CO_{2}$ تمام کربنات‌ها در مجاورت اسید، گاز کربن دی اکسید، آب و نمک تشکیل می‌دهند .
$SO_{2}$ تمام سولفیت‌ها در مجاورت اسید، گاز $SO_{2}$ ، آب و نمک تشکیل می‌دهند .
$NH_{3}$ تمام نمک‌های آمونیوم در مجاورت هیدروکسیدهای قوی انحلال پذیر، در اثر گرما واکنش می‌دهند و گاز آمونیاک، آب و نمک به وجود می‌آورند .

3. الکترولیت‌های ضعیف : قواعد سادهٔ زیر در مورد این ترکیبات صادق است :

اسید ها : به جز 7 اسید قوی، بقیهٔ اسیدها الکترولیت ضعیف هستند .
بازها : هیدروکسیدهای انحلال پذیر ( هیدروکسیدهای مربوط به عناصر $Ba^{2+}$ و IA ) و هیدروکسیدهایی که انحلال پذیری خوبی دارند ( هیدروکسیدهای مربوط به $Ca^{2+}$ و $Sr^{2+}$ ) الکترولیت‌های قوی هستند . اغلب هیدروکسیدهای دیگر، انحلال ناپذیرند .
نمک ها : اغلب نمک‌های معمولی، الکترولیت‌های قوی هستند .
آب : آب، الکترولیت ضعیفی است .