RPCVvM9o4oGYP

Exchange reactions - single and double exchange

Laboratory equipment
Source: domena publiczna.

Link to the lesson

Before you start you should know
  • that synthesis and analysis are examples of chemical reactions;

  • synthesis (coupling) is a reaction whereby two or more substances result in only one more – more complex substance;

  • analysis (decomposition) is a reaction that results in at least two others from one compound substance;

  • digits written before symbols and substance formulas in the chemical reaction equations are stoichiometric coefficients.

You will learn
  • to explain what exchange reactions are;

  • to recognize exchange reactions based on their equations;

  • to describe chemical experiments, including: glass and laboratory equipment, chemical reagents, apparatus design;

  • to formulate observations and conclusions from experience;

  • to obey OHS rules when performing chemical experiments.

R1D4ViS1VlViU
nagranie dźwiękowe abstraktu

Oxide reduction reaction as an example of the exchange reaction

Task 1

„Reaction of copper(II) oxide with carbon”
In the test, copper(II) oxide in solid form was mixed together with a charcoal in powder form in a test tube. The tube was heated in the flame of the burner, resulting in a rusty (red‑orange) coating on the surface of the mixture. Formulate a research question and hypothesis. Write down your observations and conclusions. Complete the reaction equation.

RIwXOKmJm0vcc
Mixture of copper(II) oxide and carbon.
RCwrVJLnvh6JZ
Orange-red copper coating.
R1I1hmFRnA9QK
Fill in the reaction equation. Dostępne opcje do wyboru: cztery, ce o, ce o dwa, ce u, ce u ce o trzy, trzy, dwa. Reakcja: dwa ce u o dodać ce strzałka w prawo uzupełnij uzupełnij dodać uzupełnij
RXLDRsryY0MX3
Analysis of the experiment: "Reaction of copper(II) oxide with carbon”. Research question (Uzupełnij). Hypothesis (Uzupełnij). Observations (Uzupełnij). Conclusions (Uzupełnij).

The reaction of combining the substance with oxygen as well as the transformation in which the oxide undergoes „deoxidation” are examples of as an example of reduction‑oxidation (redox) reaction. All the reactions learned in this module, as a result of which metal was formed from the metal oxide, are examples of redox reactions. The metal oxide is reduced to the metal and substance that receives oxygen from a metal oxide becomes oxidised. That substance is called reducing agent or reductant.

Równanie pierwsze: tlenek ołowiu dwa reaguje z węglem strzałka w prawo powstaje ołów i tlenek węgla cztery, czyli dwa pe be o dodać c strzałka w prawo dwa pe be dodać c o dwa. Równanie drugie: tlenek żelaza trzy dodać tlenek węgla dwa strzałka w prawo powstaje żelazo i dwutlenek węgla, czyli ef e dwa o trzy dodać trzy c o strzałka w prawo dwa ef e dodać trzy c o dwa. Równanie trzecie: tlenek miedzi dwa dodać węgiel strzałka w prawo miedź dodać dwutlenek węgla, czyli dwa ce u o dodać c strzałka w prawo dwa ce u dodać c o dwa. Równanie czwarte: tlenek żelaza trzy dodać glin strzałka w prawo żelazo dodać tlenek glinu, czyli ef e dwa o trzy dodać dwa a el strzałka w prawo dwa ef e dodać a el dwa o trzy. Równanie piąte: tlenek miedzi dwa dodać wodór strzałka w prawo miedź dodać woda, czyli ce u o dodać ha dwa strzałka w prawo ce u dodać ha dwa o.ównanie pierwsze: tlenek ołowiu dwa reaguje z węglem strzałka w prawo powstaje ołów i tlenek węgla cztery, czyli dwa pe be o dodać c strzałka w prawo dwa pe be dodać c o dwa. Równanie drugie: tlenek żelaza trzy dodać tlenek węgla dwa strzałka w prawo powstaje żelazo i dwutlenek węgla, czyli ef e dwa o trzy dodać trzy c o strzałka w prawo dwa ef e dodać trzy c o dwa. Równanie trzecie: tlenek miedzi dwa dodać węgiel strzałka w prawo miedź dodać dwutlenek węgla, czyli dwa ce u o dodać c strzałka w prawo dwa ce u dodać c o dwa. Równanie czwarte: tlenek żelaza trzy dodać glin strzałka w prawo żelazo dodać tlenek glinu, czyli ef e dwa o trzy dodać dwa a el strzałka w prawo dwa ef e dodać a el dwa o trzy. Równanie piąte: tlenek miedzi dwa dodać wodór strzałka w prawo miedź dodać woda, czyli ce u o dodać ha dwa strzałka w prawo ce u dodać ha dwa o.
Równanie pierwsze: tlenek ołowiu dwa reaguje z węglem strzałka w prawo powstaje ołów i tlenek węgla cztery, czyli dwa pe be o dodać c strzałka w prawo dwa pe be dodać c o dwa. Równanie drugie: tlenek żelaza trzy dodać tlenek węgla dwa strzałka w prawo powstaje żelazo i dwutlenek węgla, czyli ef e dwa o trzy dodać trzy c o strzałka w prawo dwa ef e dodać trzy c o dwa. Równanie trzecie: tlenek miedzi dwa dodać węgiel strzałka w prawo miedź dodać dwutlenek węgla, czyli dwa ce u o dodać c strzałka w prawo dwa ce u dodać c o dwa. Równanie czwarte: tlenek żelaza trzy dodać glin strzałka w prawo żelazo dodać tlenek glinu, czyli ef e dwa o trzy dodać dwa a el strzałka w prawo dwa ef e dodać a el dwa o trzy. Równanie piąte: tlenek miedzi dwa dodać wodór strzałka w prawo miedź dodać woda, czyli ce u o dodać ha dwa strzałka w prawo ce u dodać ha dwa o.ównanie pierwsze: tlenek ołowiu dwa reaguje z węglem strzałka w prawo powstaje ołów i tlenek węgla cztery, czyli dwa pe be o dodać c strzałka w prawo dwa pe be dodać c o dwa. Równanie drugie: tlenek żelaza trzy dodać tlenek węgla dwa strzałka w prawo powstaje żelazo i dwutlenek węgla, czyli ef e dwa o trzy dodać trzy c o strzałka w prawo dwa ef e dodać trzy c o dwa. Równanie trzecie: tlenek miedzi dwa dodać węgiel strzałka w prawo miedź dodać dwutlenek węgla, czyli dwa ce u o dodać c strzałka w prawo dwa ce u dodać c o dwa. Równanie czwarte: tlenek żelaza trzy dodać glin strzałka w prawo żelazo dodać tlenek glinu, czyli ef e dwa o trzy dodać dwa a el strzałka w prawo dwa ef e dodać a el dwa o trzy. Równanie piąte: tlenek miedzi dwa dodać wodór strzałka w prawo miedź dodać woda, czyli ce u o dodać ha dwa strzałka w prawo ce u dodać ha dwa o.

In metallurgy, coal is often used to reduce metal oxides. Its sources are relatively cheap and easily accessible. However, it can only reduce some metal oxides. These include, for example, oxides of: zinc, iron, lead, copper. These oxides, heated with carbon, are reduced to free elements, while the carbon is oxidized. However, many metal oxides can not be reduced with carbon. Other methods are used to obtain pure elements.

Single and double exchange reactions

It stands out among the exchange reactions single exchange reactionssingle exchange reactionsingle exchange reactions and double‑exchange reactionsdouble‑exchange reactiondouble‑exchange reactions. The first type, a single exchange reaction, is a transformation in which two substrates (element and chemical compound) are transformed into two products (new simple and complex substance). Its course can be described by the following scheme:

compound1 + element1 element2 + compound2

Równanie pierwsze: tlenek cynku dodać węgiel strzałka w prawo cynk dodać tlenek węgla dwa, czyli zet en o dodać c strzałka w prawo zet en dodać c o. Równanie drugie: tlenek żelaza trzy dodać glin strzałka w prawo żelazo dodać tlenek glinu, czyli ef e dwa o trzy dodać dwa a el strzałka w prawo dwa ef e dodać a el dwa o trzy. Równanie trzecie: tlenek krzemu cztery dodać magnez strzałka w prawo krzem dodać tlenek magnezu, czyli es i o dwa dodać dwa em gie strzałka w prawo es i dodać dwa em gie o.
Równanie pierwsze: tlenek cynku dodać węgiel strzałka w prawo cynk dodać tlenek węgla dwa, czyli zet en o dodać c strzałka w prawo zet en dodać c o. Równanie drugie: tlenek żelaza trzy dodać glin strzałka w prawo żelazo dodać tlenek glinu, czyli ef e dwa o trzy dodać dwa a el strzałka w prawo dwa ef e dodać a el dwa o trzy. Równanie trzecie: tlenek krzemu cztery dodać magnez strzałka w prawo krzem dodać tlenek magnezu, czyli es i o dwa dodać dwa em gie strzałka w prawo es i dodać dwa em gie o.

The second group are the double exchange reactions. They occur when two complex substances are transformed into two new chemical compounds. The diagram below illustrates the course of a double exchange reaction:compound1 + compound2compound3 + compound4

Równanie pierwsze: chlorek sodu dodać azotan pięć srebra strzałka w prawo azotan pięć sodu dodać chlorek srebra, czyli en a ce el dodać a gie en o trzy strzałka w prawo en a en o trzy dodać a gie ce el strzałka w dół. Równanie drugie: chlorek baru dodać siarczan sześć sodu strzałka w prawo siarczan sześć baru dodać chlorek sodu, czyli be a ce el dwa dodać en a es o cztery strzałka w prawo be a es o cztery strzałka w dół dodać dwa en a ce el.
Równanie pierwsze: chlorek sodu dodać azotan pięć srebra strzałka w prawo azotan pięć sodu dodać chlorek srebra, czyli en a ce el dodać a gie en o trzy strzałka w prawo en a en o trzy dodać a gie ce el strzałka w dół. Równanie drugie: chlorek baru dodać siarczan sześć sodu strzałka w prawo siarczan sześć baru dodać chlorek sodu, czyli be a ce el dwa dodać en a es o cztery strzałka w prawo be a es o cztery strzałka w dół dodać dwa en a ce el.
Task 2

Before looking at the „Reaction of silver nitrate with potassium chloride”, formulate a research question and hypothesis. Write down your observations and conclusions.

R1NAmg7g6k2Qd
Analysis of the experiment: "Reaction of silver nitrate with potassium chloride". Research question (Uzupełnij). Hypothesis (Uzupełnij). Observations (Uzupełnij). Conclusions (Uzupełnij).
RPGUJkw9SuSfj
Reaction of silver nitrate with potassium chloride. Nagranie video przedstawia połączenie w probówce substancji ka ce el z a gie en o trzy, w czasie którego tworzy się jednolita mlecznobiała substancja.
R1y4HyxiUr2JM
Exercise 1
Complete the following chemical equation. Dostępne opcje do wyboru: ha dwa o, ha dwa es o dwa, dwa, jeden, ha dwa es o cztery. Reakcja: be a ce el dwa dodać uzupełnij strzałka w prawo be a es o cztery dodać uzupełnij ha ce el
R16EmW0aUrV9p
Exercise 2
Complete the following chemical equation. Dostępne opcje do wyboru: ka dwa en o dwa, jeden, ka dwa es, dwa. Reakcja: uzupełnij dodać em gie nawias en o trzy dwa razy wzięte strzałka w prawo uzupełnij ka en o trzy dodać em gie es

Summary

  • In addition to the analysis and synthesis reaction, there is a third type of reaction – exchange reaction.

  • The exchange reaction is a transformation during which the components exchange between the reacting substances takes place. It runs according to the scheme:
    substance1 + substance2product1 + product2.

  • The exchange reactions can be divided into two groups: single exchange reactions and double exchange reactions.

  • The single exchange reaction is a transformation, during which two substrates (element and chemical compound) are transformed into two products (new simple and complex substance).

  • The double exchange reaction is a transformation, during which two compound substances are transformed into two chemical compounds.

  • The reduction‑oxidation (redox) reaction is an example of an exchange reaction.

R1SORW60OsV9n1
Grafika przedstawiająca tablicę szkolną, na której znajdują się zdania do dokończenia. Finish selected sentences. 1 It was easy for me (uzupełnij). 2 It was difficult for me (uzupełnij). 3 Today I learned (uzupełnij). 4 I understood that (uzupełnij). 5 It surprised me (uzupełnij).
Source: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Homework
Task 3.1

Using any materials (for example, plasticine, chestnuts, blocks, etc.), perform a model showing the course of the single exchange and double exchange reactions.

Keywords

reduction, exchange reaction, double exchange reaction

RA7VvMHQ5TKFQ
Exercise 3
Match the pairs: English words with Polish definition. reduction reaction (reduction) Możliwe odpowiedzi: 1. przemiana chemiczna, podczas której z co najmniej dwóch substratów powstają co najmniej dwa produkty, 2. przemiana, podczas której dwie substancje złożone (związki chemiczne) przekształcają się w dwie nowe substancje złożone (związki chemiczne), 3. przemiana chemiczna, podczas której substancja złożona (tlenek) oddaje tlen (współczesną interpretację tego pojęcia poznacie w trakcie nauki chemii w zakresie rozszerzonym), 4. przemiana, podczas której dwa substraty (pierwiastek i związek chemiczny) przekształcają się w co najmniej dwa produkty (nową substancję prostą i złożoną) exchange reaction Możliwe odpowiedzi: 1. przemiana chemiczna, podczas której z co najmniej dwóch substratów powstają co najmniej dwa produkty, 2. przemiana, podczas której dwie substancje złożone (związki chemiczne) przekształcają się w dwie nowe substancje złożone (związki chemiczne), 3. przemiana chemiczna, podczas której substancja złożona (tlenek) oddaje tlen (współczesną interpretację tego pojęcia poznacie w trakcie nauki chemii w zakresie rozszerzonym), 4. przemiana, podczas której dwa substraty (pierwiastek i związek chemiczny) przekształcają się w co najmniej dwa produkty (nową substancję prostą i złożoną) double‑exchange reaction Możliwe odpowiedzi: 1. przemiana chemiczna, podczas której z co najmniej dwóch substratów powstają co najmniej dwa produkty, 2. przemiana, podczas której dwie substancje złożone (związki chemiczne) przekształcają się w dwie nowe substancje złożone (związki chemiczne), 3. przemiana chemiczna, podczas której substancja złożona (tlenek) oddaje tlen (współczesną interpretację tego pojęcia poznacie w trakcie nauki chemii w zakresie rozszerzonym), 4. przemiana, podczas której dwa substraty (pierwiastek i związek chemiczny) przekształcają się w co najmniej dwa produkty (nową substancję prostą i złożoną) single exchange reaction Możliwe odpowiedzi: 1. przemiana chemiczna, podczas której z co najmniej dwóch substratów powstają co najmniej dwa produkty, 2. przemiana, podczas której dwie substancje złożone (związki chemiczne) przekształcają się w dwie nowe substancje złożone (związki chemiczne), 3. przemiana chemiczna, podczas której substancja złożona (tlenek) oddaje tlen (współczesną interpretację tego pojęcia poznacie w trakcie nauki chemii w zakresie rozszerzonym), 4. przemiana, podczas której dwa substraty (pierwiastek i związek chemiczny) przekształcają się w co najmniej dwa produkty (nową substancję prostą i złożoną)

Glossary

reduction reaction (reduction)
reduction reaction (reduction)
RdfRRvx75RSrA
nagranie dźwiękowe słówka

reakcja utleniania‑redukcji (redox) – proces, w którym następuje wymiana elektronów między substancją utleniającą a substancją redukującą, na skutek czego atomy pierwiastków biorących udział w reakcji zmieniają swój stopień utlenienia

exchange reaction
exchange reaction
RrYz3ZvGHltTs
nagranie dźwiękowe słówka

reakcja wymiany – przemiana chemiczna, podczas której z co najmniej dwóch substratów powstają co najmniej dwa produkty

double‑exchange reaction
double‑exchange reaction
RTVVo6Ii7mmsp
nagranie dźwiękowe słówka

reakcja wymiany podwójnej – przemiana, podczas której dwie substancje złożone (związki chemiczne) przekształcają się w dwie nowe substancje złożone (związki chemiczne)

single exchange reaction
single exchange reaction
RfAOnZvptC0nW
nagranie dźwiękowe słówka

reakcja wymiany pojedynczej – przemiana, podczas której dwa substraty (pierwiastek i związek chemiczny) przekształcają się w co najmniej dwa produkty (nową substancję prostą i złożoną)