Sách giáo khoa Hóa học 8, bài 33 đã định nghĩa rất rõ rằng thế nào là phản ứng thế. Theo đó: “Phản ứng thế là phản ứng hóa học giữa đơn chất và hợp chất, trong đó nguyên tử của đơn chất thay thế nguyên tử của một nguyên tố khác trong hợp chất”.
Có thể bạn quan tâm
Vậy, phản ứng thế là phản ứng gì? Hiểu một cách đơn giản nhất, hãy tưởng tượng bạn có một nhóm bạn đang chơi trò chơi “đổi chỗ”. Một bạn từ bên ngoài (đơn chất) muốn tham gia trò chơi và sẽ đổi chỗ với một bạn đang chơi (nguyên tố trong hợp chất). Cụ thể, ta có phản ứng thế như sau: Kẽm (Zn) + axit clohydric (HCl) → kẽm clorua (ZnCl2) + hydro (H2)
Bạn đang xem: Phản ứng thế là gì? Ví dụ và bài tập thực hành
Sản phẩm chính của phản ứng thế là gì? Tuy thuộc vào điều kiện phản ứng mà ta có sản phẩm chính khác nhau, một số quy tắc mà bạn có thể ghi nhớ, bao gồm:
Ví dụ phản ứng thế:
Zn + 2HCL → ZnCl2 + H2
Trong phản ứng trên ta có đơn chất kẽm (Zn) phản ứng với hợp chất chất (axit HCL). Sau phản ứng, nguyên tử của đơn chất là Zn đã thay thế hidro trong hợp chất.
Nói đến phản ứng thế, ta nhắc đến phản ứng thế trong hóa hữu cơ và phản ứng thế trong hóa học vô cơ.
Phản ứng thế trong hóa học vô cơ luôn có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố. Bản chất của phản ứng thế là một phản ứng hóa học, trong đó một nguyên tố có hoạt động hóa học mạnh hơn sẽ thay thế cho các nguyên tố có hoạt động hóa học yếu hơn trong các hợp chất của nguyên tố này, với điều kiện cụ thể về nhiệt độ và áp suất.
Phương trình phản ứng minh họa: A + BX -> AX + B
Phản ứng thế trong các hợp chất hữu cơ được chia thành 3 loại chính, đó là:
Phản ứng thế ái lực điện tử: Phản ứng thế ái lực điện tử (SE) là một loại phản ứng thế đặc biệt xảy ra trong hóa học hữu cơ, trong đó một tác nhân ái điện tử (E+) tấn công vào một vòng benzen (hoặc hợp chất thơm khác) và thay thế cho một nhóm thế (Y) ban đầu.
Phản ứng thế ái lực hạt nhân: Phản ứng thế ái lực hạt nhân (SN) là một loại phản ứng thế xảy ra trong hóa học hữu cơ, trong đó một tác nhân ái nucleophile (Nu-) tấn công vào một chất nền (R-X) và thay thế cho nhóm thế (X) ban đầu.
Phản ứng thế gốc: Phản ứng thế gốc là một loại phản ứng thế đặc biệt xảy ra trong hóa học hữu cơ, trong đó một gốc tự do (R•) tấn công vào một phân tử (RX) và thay thế cho một nhóm thế (X) ban đầu.
Đây là dạng phản ứng thường gặp ở các hydrocacbon no, ký hiệu là S. Đây là dạng phản ứng dây chuyền và muốn khơi mào phản ứng, chúng ta cần phải chiếu sáng hoặc cho thêm các chất dễ phân hủy thành gốc tự do hoạt động vào.
Trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp, nhiều khi người ta cần dùng khí hidro. Vậy điều chế hidro phản ứng thế như thế nào?
“Trong phòng thí nghiệm, khí hidro được điều chế bằng cách cho axit (HCl hoặc H2SO4 loãng) tác dụng với kim loại kẽm (hoặc sắt hay nhôm)”. (Sách giáo khoa Hóa học 8, NXB Giáo dục Việt Nam).
Cụ thể quá trình điều chế như sau:
Cho một mảnh kẽm hoặc 2, 3 hạt kẽm (Zn) vào ống nghiệm.
Rót 2 – 3 ml dung dịch axit clohidric (HCl) vào ống nghiệm đó.
Tiến hành đậy ống nghiệm lại bằng một nút cao su có ống dẫn khí xuyên qua. Sau khi khử độ tinh khiết, khẳng định dòng khí hidro không có lẫn khí oxi. Lúc này, chúng ta đưa que đom đóm còn tàn đỏ vào đầu ống dẫn khí và thấy que đóm cháy.
Xem thêm : Đỗ xe ô tô không có tín hiệu báo bị phạt bao nhiêu tiền?
Nhỏ tiếp một giọt dung dịch trong ống nghiệm lên mặt kính đồng hồ và đem cô cạn quan sát hiện tượng ta thấy:
Xuất hiện các bọt khí trên bề mặt mảnh kẽm rồi thoát ra khỏi chất lỏng sau đó mảnh kẽm tan dần.
Que đóm đóm còn tàn đỏ được đưa vào đầu ống dẫn khí, khí thoát ra không làm cho than hồng bùng cháy nữa.
Đưa que đóm đang cháy vào đầu ống dẫn khí, khí thoát ra sẽ cháy được trong không khí với ngọn lửa màu xanh nhạt, đó chính là khí hidro.
Tiến hành cô cạn một giọt dung dịch, ta sẽ thu được một chất rắn màu trắng đó là kẽm clorua (ZnCl2).
Ta có phương trình hóa học điều chế Hidro trong phòng thí nghiệm như sau:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Lưu ý: Có thể thay thế HCl bằng H2SO4 loãng; Zn bằng Fe hoặc Al.
Trường hợp muốn điều chế hidro trong phòng thí nghiệm với một lượng lớn hơn, ta tiến hành các bước như sau:
Đổ dung dịch axit HCl loãng vào phễu.
Mở khóa cho dung dịch axit từ phễu chảy xuống lọ và tác dụng với kẽm.
Thu khí hiđro vào ống nghiệm bằng cách: Hiđro đẩy nước ra khỏi ống nghiệm hoặc hiđro đẩy không khí ra khỏi ống nghiệm.
Trong công nghiệp, người ta điều chế khí hidro (H2) bằng 3 cách:
Điện phân nước.
Dùng than khử oxi của nước (H2O) trong lò khí than.
Điều chế H2 từ khí tự nhiên, khí dầu mỏ.
Dưới đây là 2 dạng phản ứng thế mà bạn sẽ thường gặp trong các đề kiểm tra trung học phổ thông.
Phản ứng thế halogen của ankan là dạng bài tập phổ biến trong chương Ankan – Hóa học 11. Dạng bài tập này yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức về tính chất hóa học của ankan để giải quyết các vấn đề liên quan đến phản ứng thế halogen của ankan.
Cấu trúc dạng bài tập:
Phương pháp giải:
Phản ứng thế hidrocacbon là dạng bài tập phổ biến trong chương Hidrocacbon – Hóa học 11. Dạng bài tập này yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức về tính chất hóa học của hidrocacbon để giải quyết các vấn đề liên quan đến phản ứng thế hidrocacbon.
Cấu trúc dạng bài tập:
Phương pháp giải (các bước thực hiện tương tự dạng 1):
Xem thêm : Tuổi Giáp Thân hợp với tuổi nào trong làm ăn, tình yêu và hôn nhân
Xem thêm: Nguyên tử là gì? Nguyên tử được cấu tạo bởi những hạt nào?
Những bài tập xoay quanh phản ứng thế dưới đây được Monkey tổng hợp từ sách giáo khoa Hóa học 8 và gợi ý đáp án để các bạn học sinh dễ dàng ôn tập.
Những phản ứng hóa học nào dưới đây có thể được dùng để điều chế hidro trong phòng thí nghiệm?
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2.
2H2O → 2H2 + O2.
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2.
Gợi ý đáp án:
Dựa vào nội dung bài học về điều chế hidro phản ứng thế ở trên ta có thể nhận thấy dễ dàng thí nghiệm số 1 và số 3 được dùng để điều chế hidro trong phòng thí nghiệm. Ở đây, hiđro được điều chế từ Zn hoặc Al tác dụng HCl hoặc H2SO4 loãng.
Trong phòng thí nghiệm hóa học có các kim loại kẽm và sắt, dung dịch HCl và axit H2SO4.
1/ Viết các phương trình hóa học có thể điều chế hiđro;
2/ Phải dùng bao nhiêu gam kẽm, bao nhiêu gam sắt để điều chế được 2.24 lít khí hiđro (đktc)?
Gợi ý đáp án:
1/ Viết phương trình hóa học có thể điều chế hidro:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2.
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2.
Fe + H2SO4 → FeSO4+ H2.
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.
2/ Tính khối lượng gam Zn, Fe
Ta có: nH2 = 2.24/22.4 = 0.1 mol
Khối lượng Fe cần dùng (mFe) = 56.0,1 = 5,6g.
Khối lượng Zn cần dùng (mZn) = 65.0,1 = 6,5g.
Dưới đây là một số ứng dụng của phản ứng thế đang được áp dụng nhiều trong đời sống hiện đại:
Hy vọng, bài viết trên đây đã giúp các bạn ôn tập hiệu quả về phản ứng thế cũng như biết cách điều chế hidro phản ứng thế trong phòng thí nghiệm cũng như trong công nghiệp. Các bạn đừng quên ghé đọc website Monkey thường xuyên để tham khảo thêm nhiều kiến thức hóa học hữu ích khác nhé!
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp
This post was last modified on %s = human-readable time difference 05:15
Con số may mắn hôm nay 6/11/2024 theo năm sinh: Con số nào giúp bạn…
Tử vi thứ Tư ngày 6/11/2024 của 12 con giáp: Hổ kiêu ngạo, Ngựa nhiệt…
Tổ tiên báo hiệu: Đúng 10 ngày nữa con 3 tuổi sẽ rơi vào hố…
Hướng dẫn cách làm 12 con giáp rung động để tình yêu luôn nồng nàn
Lập Đồng 2024 là ngày mấy? Đón mùa đông lạnh giá, ai được Thần Tài…
Vận mệnh người tuổi Ngọ theo ngày sinh: Bạn có tham vọng không?