변위 반응: 정의, 유형, 예, 응용

변위 반응 단일 치환 반응이라고도 알려진 은 화합물에서 한 원소가 다른 원소를 대체하는 화학 반응입니다. 이 반응에서는 반응성이 낮은 원소가 반응성이 더 큰 원소나 금속으로 대체되어 새로운 물질이 형성됩니다.

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이 기사에서는 변위 반응, 단일 변위 반응 및 이중 변위 반응을 그 예와 함께 논의합니다.

내용의 테이블

변위 반응이란 무엇입니까?
변위 반응의 예
반응성 시리즈
변위 반응의 유형
단일 변위 반응
이중 변위 반응

변위 반응이란 무엇입니까?

반응 중에 반응성이 더 큰 원자가 반응도가 낮은 원자를 대체하거나 대체하여 새로운 물질을 형성하는 반응을 치환 반응이라고 합니다. 금속과 비금속 모두 치환 반응에 참여할 수 있지만 금속은 다른 금속만 대체할 수 있고 비금속은 비금속만 대체할 수 있습니다.

치환반응에서는 단 하나의 원자만 치환되므로 치환반응이라고도 한다. 단일 교체 반응 .

배우다,

화학 반응
화학 반응의 유형

변위 반응 정의

변위 반응은 반응성이 더 큰 원소가 반응성이 덜한 원소를 대신하는 화학 반응입니다. 이러한 유형의 반응에는 금속과 비금속이 모두 포함됩니다. 이는 단일 교체 또는 교환 반응으로도 알려져 있습니다.

변위 반응 방정식

변위 반응의 일반적인 형태는 다음과 같이 간단하게 작성할 수 있습니다.

A + CD → AD + C

위 반응에서 A는 C보다 반응성이 크므로 여기서 치환 반응이 발생했습니다.

변위 반응의 예

다음은 다양한 유형의 변위 반응과 관련된 몇 가지 예입니다.

Mg + 2HCl → MgCl₂+ H₂
아연 + CuSO₄→ ZnSO₄+ 와
Cl₂+ 2NaBr→ 2NaCl + Br₂
CH₄+ Cl₂→ CH_삼Cl + HCl

이러한 반응은 화학 반응에 참여하는 원소의 종류에 따라 더 분류됩니다. 아래에 설명되어 있습니다.

금속 치환 반응

일부 금속은 다른 금속보다 반응성이 높으므로 금속 치환 반응이 발생합니다. 금속 치환 반응에서는 반응성이 높은 금속이 반응성이 낮은 금속을 대체하여 새로운 염을 형성합니다.

금속의 반응성은 반응성 계열에서의 위치에 따라 설명할 수 있습니다. 위에 위치한 금속은 아래에 있는 다른 모든 금속보다 반응성이 더 높습니다. 금속 치환 반응의 예는 다음과 같습니다.

아연 + CuSO ₄ → ZnSO ₄ + 와

위의 반응에서 아연은 구리보다 반응성이 더 큰 금속이므로 황산구리 용액에서 구리를 대체합니다.

다음은 금속 치환 반응의 몇 가지 예입니다.

Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(수용성) + H₂(g)
2Al(들) + 철₂영형_삼(들) → 알₂영형_삼(들) + 2Fe(들)

할로겐 치환 반응

할로겐 치환 반응은 화합물에서 반응성이 덜한 할로겐화물이 반응성이 더 높은 할로겐으로 대체될 때 발생합니다. 치환 반응에서 반응성이 더 높은 할로겐 원자는 반응성이 덜한 할로겐 이온을 산화시켜 할로겐 이온이 전자를 잃고 할로겐 원자를 형성하게 합니다. 할로겐 원자는 전자를 얻어 환원되는 할로겐화물 이온을 형성합니다.

할로겐 치환 반응의 예는 다음과 같습니다.

Cl ₂ + 2Kl → 2KCl + l ₂

할로겐 치환 반응의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

에프₂(g) + 2 NaI(aq) → 2 NaF(aq) + I₂(에스)
브르₂(aq) + CaCl₂(aq) → CaBr₂(수용성) + Cl₂(g)

수소 치환 반응

수소 치환 반응에서는 산의 수소가 활성 금속으로 대체됩니다. 많은 금속은 산과 빠르게 반응하며 반응성이 커서 물의 수소를 대체할 수 있습니다. 이 반응의 생성물은 금속 수산화물과 수소 기체이다.

수소 치환 반응의 예는 다음과 같습니다.

2K+2H ₂ O → 2KOH + H ₂

수소 치환 반응의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(수용성) + H₂(g)
CaH₂(들) + 2H₂O(l) → Ca(OH)₂(수용성) + 2H₂(g)

반응성 시리즈

반응성 계열은 반응성이 높은 것부터 낮은 것 순으로 나열한 일련의 금속입니다. 이는 A가 계열에서 더 높을 경우 용액에서 금속 A가 다른 금속 B를 대체하는 단일 치환 반응의 생성물을 결정하는 데 사용됩니다.

금속은 반응성 계열에서 아래에 나열된 금속을 대체할 수 있지만 그 위에 나열된 금속은 대체할 수 없습니다. 예를 들어, 아연은 구리보다 더 활동적이며 용액에서 구리 이온을 대체할 수 있습니다. 다음과 같은 반응이 일어날 것입니다:

Zn(들) + Cu ²⁺ → 아연 ²⁺ (수용성) + Cu(들)

그러나 은은 구리보다 반응성이 낮기 때문에 용액에서 구리 이온을 대체할 수 없습니다.

배우다, 반응성 시리즈

변위 반응 다이어그램

변위 반응의 다이어그램은 다음과 같습니다.

위의 반응을 보다 효율적으로 이해하기 위해 간단한 실험을 고려해 보겠습니다.

필요한 재료

실험에 필요한 재료는 다음과 같습니다.

시험관
철 못
구리 황산염 용액

이론

반응성 계열에 따르면, 반응성이 높은 금속이 반응성이 적은 금속을 대체합니다. 철은 구리와 비교할 때 반응성 계열에서 구리보다 위에 위치합니다. 따라서 반응성이 더 큰 철은 반응성이 덜한 금속(구리)을 대체하는 경향이 있습니다.

절차

실험을 수행하려면 다음 단계를 따르세요.

시험관을 씻고 말리십시오.
시험관 안에 청색황산구리용액 30mL를 넣는다.
쇠못을 CuSO에 담그세요₄시험관에 약 15분 동안 담가둔다.
CuSO의 청색 강도를 관찰하십시오.₄시험관에서 실험을 하기 전과 후입니다. 다음과 같은 반응이 일어날 것입니다:

Fe(들) + CuSO ₄ (aq) → FeSO ₄ (수용성) + Cu(들)
0

관찰

CuSO에 쇠못을 넣으면₄용액에서 철은 황산동 용액에서 구리를 대체하여 황산제1철 용액을 형성합니다. 갈적색의 구리 금속 층이 쇠못에 쌓입니다.

실험	전에	후에
CuSO의 색상₄	파란색	녹색
철 못의 색깔	은빛 회색	갈색을 띤 빨간색 코팅

변위 반응의 유형

변위 반응은 크게 두 가지 유형으로 분류됩니다.

단일 변위 반응
이중 변위 반응

단일 변위 반응

단일 치환 반응(Single Displacement Reaction)은 화합물의 한 원소가 다른 원소로 치환되는 반응입니다. 이 반응은 특정 유형의 산화 환원 화학 반응입니다. 이 반응에서는 색의 변화가 관찰되지만, 이 반응에서는 침전물이 형성되지 않습니다. 이 반응은 한 요소의 변위만을 포함하므로 단일 교체 반응이라고도 합니다.

단일 치환 반응의 일반적인 형태는 다음과 같습니다.

A + BC → B + AC

단일 변위 반응 정의

단일 치환 반응은 이온이나 원소가 화합물 밖으로 이동하는 일종의 산화 환원 화학 반응입니다. 즉, 화합물의 한 원소가 다른 원소로 대체됩니다.

단일 치환 반응 예

염소가 브롬화나트륨과 반응하면 염화나트륨과 브롬이 생성됩니다. 이 반응은 다음과 같습니다.

Cl ₂ (aq) + 2NaBr(aq) → NaCl + Br ₂ (수용성)

이 반응에서 브롬은 염소로 대체되어 염화나트륨이 생성됩니다.

단일 치환 반응의 두 가지 추가 예는 다음과 같습니다.

Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(수성) + H₂(g)
2K(들) + 2H₂O(l) → 2KOH(aq) + H₂(g)

이중 변위 반응

이중 치환 반응(Double Displacement Reaction)은 두 화합물이 원소를 교환하여 두 개의 새로운 화합물이 형성되는 반응입니다. 이 반응에서는 반응물 중 하나의 양이온이 다른 반응물의 음이온과 반응하면 침전물이 형성됩니다.

이중 치환 반응의 일반적인 형태는 다음과 같습니다.

AB + CD → AD + CB

이중 변위 반응 정의

두 화합물 사이에서 이온이 교환되어 두 개의 새로운 화합물이 생성되는 화학반응을 화학반응이라고 합니다. 이중 변위 반응 .

이 반응에서는 두 번의 치환이 일어나므로 이중 치환 반응이라고 합니다. 이중 치환 반응 또는 염 복분해 반응이라고도 합니다.

이중 치환 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

이중 변위 반응 예

염화바륨 용액을 황산나트륨 용액과 혼합하면 황산바륨과 염화나트륨이 생성됩니다. 이 반응은 다음과 같습니다.

자바의 역방향 문자열

이미 ₂ 그래서 ₄ + BaCl ₂ → 바SO ₄ + 2NaCl

이 반응에서는 황산나트륨과 염화바륨 사이에서 황산염과 염화물 이온이 교환되어 황산바륨과 염화나트륨이 형성됩니다. 이 반응으로 인해 흰색 황산바륨 침전물이 형성됩니다.

다음은 이중 치환 반응의 몇 가지 예입니다.

AgNO_삼(aq) + NaCl (aq) → AgCl(s) + NaNO_삼(수용성)
HCl(aq) + KOH(aq) → KCl(aq) + H₂오(엘)

단일 변위와 이중 변위 반응의 차이점

단일 변위와 이중 변위 반응의 차이점은 다음과 같습니다.

측면	단일 변위 반응	이중 변위 반응
정의	단일 치환 반응에서는 단일 원소가 화합물의 반응성이 낮은 원소를 대체합니다.	이중 치환 반응에서는 두 화합물이 원소를 교환하여 두 개의 새로운 화합물을 형성합니다.
일반 공식	AB + C → A + 기원전	AB + CD → AC + BD
침전물의 형성	이 반응에서는 색은 변하지만 침전물은 생기지 않습니다.	이 반응에서는 침전물이 형성됩니다.
애플리케이션	전해정련, 금속 추출 내 모니터 크기는 얼마야?	산-염기 중화, 연수화
예	아연 + CuSO₄→ ZnSO₄+ 와	AgNO_삼+ NaCl → AgCl + NaNO_삼

변위 반응의 응용

변위 반응은 화학에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있으며 그 중 일부는 다음과 같습니다.

변위 반응은 광석에서 금속을 추출하는 데 사용됩니다.

알루미늄이 산화물에서 철을 대체하는 테르밋 용접에 사용됩니다.

산-염기 중화 또한 이 반응의 중요한 적용입니다.

변위 반응은 탄소가 산화물에서 철을 대체하는 강철 형성에도 사용됩니다.

또한 수소가스 생산에도 사용됩니다.

이 반응은 금속의 부식 방지에도 도움이 됩니다.

변위 반응은 화염 측광에도 사용할 수 있습니다.

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변위 반응: FAQ

변위 반응이란 무엇입니까? 두 가지 예를 들어보세요.

반응성이 낮은 원소가 반응성이 더 큰 원소로 대체되는 반응을 치환 반응이라고 합니다. 변위 반응의 두 가지 예는 다음과 같습니다.

Fe + CuSO₄→ FeSO₄+ 와

아연 + FeSO₄→ ZnSO4 + Fe

변위 반응의 법칙은 무엇입니까?

치환 반응의 규칙은 화합물에서 반응성이 더 높은 원소가 반응성이 덜한 원소를 대체한다는 것입니다.

이중 치환 반응의 5가지 예는 무엇입니까?

이중 치환 반응의 예는 다음과 같습니다.

Mg + Cu(NO_삼)₂→ Mg(NO_삼)₂+ 와

AgNO_삼+ NaCl → AgCl + NaNO_삼

HCl + KOH → KCl + H₂영형

이미₂그래서₄+ BaCl₂→ 바SO₄+ 2NaCl

아연 + 2 HCl → ZnCl₂+ H₂

단일 치환 반응이란 무엇입니까?

단일 치환 반응은 화합물에서 하나의 원소가 유사하지만 반응성이 덜한 원소를 대체하는 반응입니다.

변위 반응의 일반적인 형태는 무엇입니까?

치환반응의 일반적인 형태는 다음과 같다.

A + CD → AD + C