Vad är en utbytesreaktion?
I en utbytesreaktion tränger ett grundämne undan ett annat grundämne ur en förening och tar dess plats. Den allmänna formen är AB + C → A + CB. När du till exempel lägger en järnspik i blå koppar(II)sulfatlösning täcks spiken av rödaktig koppar: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
Du kan förutsäga om reaktionen sker utifrån reaktiviteten. Simulatorn visar alltid de två serierna nedan på skärmen.
| Serie | Från mest till minst reaktiv |
|---|---|
| Metaller | K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H2), Cu, Ag, Au |
| Halogener | F2, Cl2, Br2, I2 |
Fyra regler för utbytesreaktioner
- Metall och salt. En metall högre upp i serien tränger undan en metall längre ner ur dess saltlösning: Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu. Det omvända fungerar inte: koppar kan inte tränga undan zink.
- Metall och syra. En metall över väte tränger undan väte ur en syra: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑. Koppar, silver och guld reagerar inte på det här sättet. Salpetersyra följer inte regeln: den frigör inte väte när den reagerar med metaller.
- Metall och vatten. Kalium, natrium och kalcium reagerar med kallt vatten, och magnesium reagerar med varmt vatten. Vid de här reaktionerna frigörs väte.
- Halogen och salt. En mer reaktiv halogen tränger undan en mindre reaktiv ur dess salt: Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br2.
Testa spänningsserien i appen Nalukh chem
Välj ett grundämne och en förening och kontrollera om reaktionen sker. Den här simulatorn ingår när du har full tillgång. Appen är gratis att ladda ner, och 2 kapitel och 5 simulatorer är öppna utan registrering.
Hur använder du simulatorn?
- Välj läget Metaller eller Halogen högst upp.
- Tryck på ett grundämne i panelen Spänningsserien till vänster. Vätelinjen är markerad mitt i metallernas serie.
- Tryck på en förening i området uppe till höger. Läget Metaller har två syror, vatten och sex salter, och läget Halogen har fyra salter.
- Läs resultatet högst upp på kortet: ✓ Reaktion sker eller ✕ Ingen reaktion.
- Om reaktionen sker visas Reaktionsformel i ord och Reaktionsformel (balanserad). Under dem står orsaken och regeln.
Uppgifter att prova i simulatorn
- Titta på reaktionen mellan zink och koppar(II)sulfat, och välj sedan koppar och zinksulfat. Den ena reaktionen sker och den andra inte. Förklara varför med hjälp av serien.
- Välj saltsyra och tryck på metallerna uppifrån och ner. Från och med koppar sker ingen reaktion: det här är vätelinjen.
- Välj vatten och jämför kalium, magnesium och koppar. Hitta skillnaden i förklaringarna.
- I läget Halogen väljer du natriumfluorid och testar de fyra halogenerna. Ingen reaktion sker, eftersom ingen halogen kan tränga undan fluor.
Så skiljer sig simulatorn från verkliga experiment
Simulatorn bedömer bara utifrån platsen i serien. I ett verkligt experiment ska du tänka på följande.
- I vattenlösning reagerar kalium, natrium och kalcium först med vattnet. När du tillsätter dem till koppar(II)sulfatlösning bildas därför ingen koppar, utan en ljusblå fällning av Cu(OH)2.
- I lösning reagerar fluor först med vattnet, så i skolan testar man med klor, brom och jod. Klorvatten färgar kaliumbromidlösning orange och kaliumjodidlösning brungul.
- Ett svårlösligt salt bildas på blyets yta och bromsar dess reaktion med syror.
