Реакції обміну

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Метатеза.

Реа́кція о́бміну, реа́кція ме́тате́зи — хімічна реакція між двома сполуками, при якій проходить обмін між обома реагентами реакційними групами чи йонами. ${\displaystyle {\ce {A{-}B + C{-}D -> A{-}D + C{-}B}}}$

Неорганічна хімія

У неорганічній хімії під час реакції обміну, наприклад, обмінюються катіони двох солей своїми аніонами : ${\displaystyle {\ce {AgNO_3(aq) + NaCl(aq) -> AgCl(s) + NaNO_3(aq)}}}$

При заміні нітрат-йонів на йони Хлору у водному розчині випадає осад хлориду срібла.

Відбувається між кислотами і солями, кислотами і лугами(розчинними основами),кислотами і основними оксидами.

Синтез силоксанів

Силоксанами називають клас неорганічних сполук, які складіються із ланцюгів -Si-O-Si-O з бічними ланцюгами радикала R -. У ролі радикала виступає атом Нідрогену або органічна сполука, що має функціональні групи.

Реакція синтезу силоксанів належать до реакції обміну, наприклад щоб отримати силоксанову функціональну групу необхідно гідролізувати хлорид кремнію:

2R3Si-Cl+ H2O=R3Si - O-SiR3 + H2O^[1]

Силоксанова функціональна група

Реакції йонного обміну

Реакції, які проходять в розчинах електролітів також відносяться до обмінних, їх особливість полягає у тому, що в результаті реакції має утворитися малодисоціовані речовини, осад чи газуваті сполуки, наприклад:

${\displaystyle {\ce {Na2SO4 + BaCl2= BaSO4 v + 2NaCl}}}$ (молекулярне рівняння)

${\displaystyle {\ce {2Na+ + SO4^2- +Ba^2+ + 2Cl- = BaSO4 v + 2Na+ + 2Cl-}}}$ (повне йонне рівняння)

Органічна хімія

У органічній хімії у реакції метатезису беруть участь радикали. Реакцію вперше спостерігав у 1950 роках при полімеризації етилену Карл Ціглер. Роботи Іва Шовена з Інституту Нафти Франції розкривають механізм цих реакцій та їх застосування в індустрії.

Реакція використовується в індустріальному масштабі (наприклад, корпорацією Royal Dutch Shell у Shell Higher Olefin Process) вже з 70 років 20 ст.

Проведення складніших органічних синтезів стало можливим із розробкою у 1990 роках стабільних каталізаторів Робертом Граббсом та Річардом Шроком.

Нарівні з проведенням реакцій у нафтохімії завдяки новим каталізаторам стало можливим проведення складних кільцевих реакцій метатезису^[2] (RCM, ring closing metathesis) при синтезі складних циклічних сполук для виробництва гормонів, антибіотиків, феромонів, гербіцидів. Роберт Граббс, Річард Шрок та Ів Шовен у 2005 році за їхні роботи з хімії комплексів металкарбенів та їх застосування в каталітичних олефінових реакціях метатезису удостоєні Нобелівської премії з хімії.

Гідроліз імінів

При гідролізі, іміни утворюють карбоксильні сполуки і аміни:

R₂C=NR¹ + H₂O → R₂C=O + R¹NH₂

Реакція нейтралізації

Одним із прикладів реакції обміну є реакція нейтралізації.

Під час реакції кислота обмінюється компонентами із основою, наприклад :

${\displaystyle {\ce {HCl + NaOH=NaCl + H2O}}}$

Цю реакцію використовують під час надання домедичної допомоги при хімічних опіках, наприклад - при опіках лугом використовують слабкий розчин оцтової кислоти.

Посилання

• Alois Fürstner: Eine stille Revolution — die Metathese von Alkenen und Alkinen(нім.)