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

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

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 .

## یک نکته

واکنش‌های تراسختی در غیاب آب نیز انجام می‌شوند . برای مثال :

CaF_2 + H_2 SO_4 \to CaSO_4 + 2HF

که با گرم کردن مواد واکنش دهنده، اسیدهای مربوط ( HF که در آب انحلال پذیرند ) به صورت گاز خارج می‌شوند .

## منبع

* شیمی عمومی ( جلد اول )، چارلز مورتیمر، دکتر عیسی یاوری، نشر علوم دانشگاهی، تهران، 1375، ISBN 964-6186-30-0

رده:شیمی تجزیه