Chapter 5 · Types of reactions (2)Textbook pages 99–102

Double Decomposition and Displacement Reactions ദ്വിവിഘടന രാസപ്രവർത്തനം · ആദേശ രാസപ്രവർത്തനം

Two more families of reactions. In a double decomposition two compounds swap partners – their ions change places, like two dancing couples exchanging partners. In a displacement reaction an element pushes another element out of its compound and takes its place. You will make a white precipitate, follow the ions as they swap, hear (virtually!) the “pop” of hydrogen, weld a rail with thermite, fill in Tables 5.3 and 5.4 and then test yourself in the classifier.

📖 What you need

Combination (A + B → AB) and decomposition (AB → A + B) – page 4.
Ionic compounds are made of ions: NaCl = Na⁺ and Cl⁻; AgNO₃ = Ag⁺ and NO₃⁻; H₂SO₄ = 2H⁺ and SO₄²⁻ (Chemistry Chapter 4, ions and valency).
↓ after a formula = a precipitate അവക്ഷിപ്തം (an insoluble solid that separates out); ↑ = a gas given off.

1. Sodium chloride + silver nitrate (Fig 5.4)

ഒരു ടെസ്റ്റ് ട്യൂബിൽ 2-3 mL സോഡിയം ക്ലോറൈഡ് (NaCl) ലായനി എടുക്കുക. അതിലേക്ക് 2-3 mL സിൽവർ നൈട്രേറ്റ് (AgNO₃) ലായനി ചേർക്കുക. എന്താണ് നിരീക്ഷിച്ചത്? – Take 2–3 mL of sodium chloride (NaCl) solution in a test tube. Add 2–3 mL of silver nitrate (AgNO₃) solution. What do you observe?

⚠ Silver nitrate stains skin and clothes black and harms the eyes. Use only a few drops, under your teacher's supervision, with goggles; wash your hands afterwards.

🧪 Virtual lab · adding silver nitrate to salt solution

Question (page 99). എന്താണ് നിരീക്ഷിച്ചത്? What did you observe?

The clear solution at once turns milky white; a white precipitate forms and slowly settles at the bottom of the test tube (Fig 5.4).

ഈ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ രാസസമവാക്യം ചുവടെ നൽകിയിരിക്കുന്നത് പരിശോധിക്കുക. – Examine the chemical equation of this reaction given below.

NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃

Questions (pages 99–100).

പ്രവർത്തനഫലമായി ലഭിച്ച അവക്ഷിപ്തം (precipitate) ഏത് ഉൽപന്നത്തിന്റേതാണെന്ന് പറയാമോ? (ചിത്രം 5.4) Which product is the precipitate formed in the reaction? (Fig 5.4)

അഭികാരകങ്ങളിലൊന്നായ സോഡിയം ക്ലോറൈഡിൽ, സോഡിയം അയോണുമായി ചേർന്നിരിക്കുന്ന അയോൺ ഏതാണ്? In the reactant sodium chloride, which ion is joined to the sodium ion?

ഉണ്ടായ ഉൽപന്നങ്ങളിൽ ഏത് ലോഹ അയോണുമായാണ് ക്ലോറൈഡ് അയോൺ ചേർന്നിരിക്കുന്നത്? In the products, the chloride ion is joined to which metal ion?

രണ്ടാമത്തെ അഭികാരകമായ സിൽവർ നൈട്രേറ്റിലെ നൈട്രേറ്റ് അയോൺ ഉൽപന്നത്തിൽ ഏത് ലോഹ അയോണിനോടൊപ്പമാണ് ചേർന്നിരിക്കുന്നത്? The nitrate ion of the second reactant, silver nitrate, is joined to which metal ion in the product?

1. The precipitate is silver chloride, AgCl (white).
2. In NaCl the sodium ion is joined to the chloride ion, Cl⁻.
3. In the products the chloride ion is joined to the silver ion, Ag⁺ (AgCl).
4. The nitrate ion of silver nitrate is joined to the sodium ion, Na⁺ (NaNO₃).
സോഡിയം ക്ലോറൈഡും സിൽവർ നൈട്രേറ്റും തമ്മിലുള്ള പ്രവർത്തനത്തിൽ അയോണുകളെ പരസ്പരം വച്ചു മാറുകയാണ് ചെയ്തത്. – In the reaction between sodium chloride and silver nitrate the ions were exchanged.

💃 Ion-swap viewer – watch the partners change

Reaction

⭐ Key idea 3 (textbook page 100)

രണ്ട് സംയുക്തങ്ങൾ തമ്മിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ അയോണുകളെ പരസ്പരം വച്ചുമാറി പുതിയ രണ്ട് സംയുക്തങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്ന തരം പ്രവർത്തനത്തെ ദ്വിവിഘടന രാസപ്രവർത്തനം (double decomposition reaction) എന്ന് പറയുന്നു.

When two compounds react, the type of reaction in which they exchange ions to form two new compounds is called a double decomposition reaction ദ്വിവിഘടന രാസപ്രവർത്തനം. Pattern: AB + CD → AD + CB.

📚 Three kinds of double decomposition (side box, page 100) ദ്വിവിഘടന രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെ മൂന്നു വിധത്തിൽ തരംതിരിക്കാം.

Precipitation reactions അവക്ഷിപ്തരൂപീകരണ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ – ലായനിയിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുക്കാനാകുന്ന അലേയ (insoluble) സംയുക്തങ്ങൾ ആണ് അവക്ഷിപ്തങ്ങൾ. Precipitates are insoluble compounds that can be separated from the solution.
MgCl₂ + H₂SO₄ → MgSO₄↓ + 2HCl
Gas-forming reactions വാതകരൂപീകരണ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ – a gas is one of the products.
CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
Reactions in which at least one product is a compound that does not separate into ions ഉൽപന്നങ്ങളിൽ, ഒന്നെങ്കിലും അയോണുകളായി വേർതിരിക്കപ്പെടാത്ത സംയുക്തം ഉണ്ടാകുന്ന പ്രവർത്തനങ്ങൾ. Neutralisation നിർവീരീകരണം – an acid and a metal hydroxide base react to give water and a salt – is an example.
HCl + NaOH → NaCl + H₂O

🔭 Go further

Write the book's example in the exam. In a real laboratory, magnesium sulphate dissolves quite well in water, so a precipitate appears only from very concentrated solutions. Silver chloride (AgCl), barium sulphate (BaSO₄) and lead iodide (PbI₂) are precipitates you can always see. In the gas-forming reaction the ions first give H₂CO₃, which at once breaks up into H₂O and CO₂.

2. Which ions change partners?

ചുവടെ നൽകിയിരിക്കുന്ന രാസസമവാക്യം പരിശോധിച്ച് ഏതൊക്കെ അയോണുകളാണ് സംയുക്തങ്ങൾ പരസ്പരം വച്ചുമാറുന്നതെന്ന് തിരിച്ചറിയുക. – Examine the equation below and identify which ions the compounds exchange.

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl

The positive ions that swap partners are…

BaCl₂ = Ba²⁺ + 2Cl⁻; H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄²⁻. The barium ion (Ba²⁺) and the hydrogen ions (H⁺) exchange their partners: Ba²⁺ goes with the sulphate ion (BaSO₄, a white precipitate) and the H⁺ go with the chloride ions (2HCl). Seen the other way: the Cl⁻ and SO₄²⁻ ions change partners. Choose this reaction in the ion-swap viewer above to watch it.

Question (page 100). ദ്വിവിഘടന രാസപ്രവർത്തനത്തിന് കൂടുതൽ ഉദാഹരണങ്ങൾ കണ്ടെത്താമോ? Can you find more examples of double decomposition reactions?

Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂↓ + 2KNO₃ (bright yellow precipitate – the lead experiment of page 3, teacher only)

BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl (white precipitate)

KOH + HNO₃ → KNO₃ + H₂O (neutralisation)

Cu(NO₃)₂ + Na₂S → CuS↓ + 2NaNO₃ (black precipitate – Table 5.4)

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ (pale blue precipitate – go further)

3. Zinc and dilute hydrochloric acid – the pop test (Fig 5.5)

ഒരു ടെസ്റ്റ് ട്യൂബിൽ 5 mL നേർപ്പിച്ച ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് എടുത്ത് അതിൽ അല്പം സിങ്ക് (Zn) തരികൾ ഇട്ടതിനുശേഷം ടെസ്റ്റ് ട്യൂബിന്റെ വായ്ഭാഗത്ത് കത്തിച്ച തീപ്പെട്ടിക്കൊള്ളി കൊണ്ടുവരിക. എന്താണ് നിരീക്ഷിച്ചത്? (ചിത്രം 5.5) – Take 5 mL of dilute hydrochloric acid in a test tube, drop in a few granules of zinc (Zn) and bring a burning matchstick to the mouth of the test tube. What do you observe? (Fig 5.5)

⚠ Use only dilute acid, with goggles, under your teacher's supervision. Hydrogen catches fire easily: bring the flame only to the mouth of a small test tube, and never near a large flask or bottle of the gas.

🧪 Virtual lab · zinc in dilute HCl and the burning splinter (Fig 5.5)

Questions (pages 100–101).

എന്താണ് നിരീക്ഷിച്ചത്? What did you observe? (answer below)

പോപ്പ് (pop) ശബ്ദത്തോടെ കത്തുന്ന വാതകം ഏതാണ്? Which gas burns with a “pop” sound?

Bubbles of a colourless gas rise from the zinc granules (the tube becomes slightly warm). When the burning matchstick is brought to the mouth of the tube, the gas burns with a “pop” sound. This gas is hydrogen (H₂) – the pop test is the test for hydrogen.

ഈ രാസപ്രവർത്തനത്തിന്റെ സമീകരിച്ച രാസസമവാക്യം ചുവടെ നൽകിയിരിക്കുന്നത് ശ്രദ്ധിക്കൂ. – Look at the balanced chemical equation of this reaction:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

രാസപ്രവർത്തനഫലമായി HCl എന്ന അഭികാരകത്തിലെ ഹൈഡ്രജനു പകരം ഉൽപന്നത്തിൽ വന്നു ചേർന്ന ആറ്റമേതാണ്? In the product, which atom has come in place of the hydrogen of the reactant HCl?

Zinc. ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് എന്ന സംയുക്തത്തിലെ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തെ മാറ്റി ആ സ്ഥാനത്തേക്ക് സിങ്ക് ആറ്റം വന്നു ചേർന്നു. – The zinc atom removed the hydrogen of hydrochloric acid and took its place; the hydrogen is set free as H₂ gas.

🎬 Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂, particle by particle

⭐ Key idea 4 (textbook page 101)

സംയുക്തത്തിലെ ഒരു മൂലകത്തെ മറ്റൊരു മൂലകം ആദേശം ചെയ്യുന്ന രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെ ആദേശ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ (displacement reactions) എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

Reactions in which one element in a compound is replaced by another element are called displacement reactions ആദേശ രാസപ്രവർത്തനം. Pattern: A + BC → AC + B.

Question (page 101). ആദേശ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ ഉദാഹരണങ്ങൾ കണ്ടെത്തുക. Find more examples of displacement reactions.

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu (an iron nail in blue copper sulphate solution gets a brown-red coat of copper; the blue colour fades)

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑ (magnesium ribbon fizzes in dilute acid)

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Zn + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2Ag (Table 5.4)

Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃ (thermite – box below)

In each one a more reactive element pushes a less reactive one out of its compound (you will meet reactivity again on page 7).

🛤️ Thermite തെർമൈറ്റ് (side box, page 101)

ഒരു ലോഹപ്പൊടിയുടേയും മറ്റൊരു ലോഹ ഓക്സൈഡിന്റെയും പൈറോടെക്നിക് മിശ്രിതമാണ് തെർമൈറ്റ്. ഏറ്റവും സാധാരണമായ ഒരു തെർമൈറ്റ് മിശ്രിതമാണ് അയൺ തെർമൈറ്റ്.

Thermite is a pyrotechnic mixture of a metal powder and the oxide of another metal. The most common one, iron thermite, is a mixture of iron oxide and aluminium powder. When the mixture is heated (ignited), aluminium displaces iron from iron oxide. So much heat is released that the iron formed comes out molten. Small cracks and joints in railway tracks are repaired (welded) by the thermite process.

Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃

⚠ Thermite burns at well over 2000 °C and cannot be put out with water. Only trained railway workers use it, with full protective gear. Never try to make it.

🎬 Welding a rail joint with thermite

4. Table 5.3 – the four types side by side

നാല് വ്യത്യസ്ത തരം രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ നിങ്ങൾ പരിചയപ്പെട്ടു. ഇവയുടെ പ്രത്യേകതകൾ പട്ടികപ്പെടുത്തുക. – You have met four different types of chemical reactions. List their special features. Choose the right feature for each row, then check.

✍ Table 5.3 പട്ടിക 5.3

5. Table 5.4 – classify and extend (? box, page 101)

ചുവടെ നൽകിയിരിക്കുന്ന രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെ സംയോജന രാസപ്രവർത്തനം, വിഘടന രാസപ്രവർത്തനം, ദ്വിവിഘടന രാസപ്രവർത്തനം, ആദേശ രാസപ്രവർത്തനം എന്ന് പട്ടികപ്പെടുത്തുക. കൂടുതൽ ഉദാഹരണങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുത്തി പട്ടിക 5.4 വിപുലീകരിക്കുക. Classify the reactions given below as combination, decomposition, double decomposition and displacement reactions. Extend Table 5.4 by including more examples.

🗂️ Classify – each correct answer is written into Table 5.4

1. Zn + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2Ag – displacement (zinc replaces silver).
2. CaCO₃ → CaO + CO₂ – decomposition (one compound → two substances).
3. 2HI → H₂ + I₂ – decomposition.
4. Cu(NO₃)₂ + Na₂S → CuS + 2NaNO₃ – double decomposition (Cu²⁺ and Na⁺ swap partners; CuS is a black precipitate).
5. SO₂ + H₂O → H₂SO₃ – combination (one product, sulphurous acid).
More examples: combination – CaO + H₂O → Ca(OH)₂, N₂ + 3H₂ → 2NH₃; decomposition – (NH₄)₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃ + 4H₂O + N₂, CuCO₃ → CuO + CO₂; double decomposition – NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃, BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl; displacement – Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂, Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃.

🧠 A quick way to decide

Count the reactants. Only one? → decomposition.
Count the products. Only one? → combination.
Is one reactant a lone element (Zn, Fe, Al, Mg…) and one product a lone element? → displacement.
Two compounds → two new compounds by swapping ions? → double decomposition.

6. Virtual lab: the reaction-type machine (all four types)

Predict the type, then watch the atoms regroup. The general pattern below the picture is drawn with the letters A, B, C, D.

⚙️ Reaction-type machine

Reaction

Every equation is balanced – the number of balls of each colour never changes. “Go further” reactions are not in the textbook.

7. The classifier – how fast can you sort?

🏁 Quick-fire classifier (Table 5.4, “Let us assess” Q1 and more)

⚠️ Common mistakes

Mixing up decomposition (one reactant breaks up) and double decomposition (two compounds exchange ions).
Calling Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ a combination ✗ – there are two products; zinc displaces hydrogen.
Thinking the ↓ product is a gas ✗ – ↓ is a precipitate (solid), ↑ is a gas.
In double decomposition, swapping the positive ion with a positive ion of the same compound ✗ – the metal (or H⁺) ion of one compound goes with the negative ion of the other.

🌐 Explore online needs internet · opens in a new tab

📄 Exothermic reaction Wikipedia
Reactions that give out heat, like quicklime with water.
📄 Chemical decomposition Wikipedia
One compound breaks into two or more substances.
📄 Single displacement reaction Wikipedia
One element takes the place of another in a compound.
📄 Salt metathesis (double decomposition) reaction Wikipedia
Two compounds swap their ions.
📄 Precipitation (chemistry) Wikipedia
How an insoluble solid forms from two solutions.
📄 Airbag Wikipedia
Air bags fill with nitrogen from a very fast decomposition reaction.
📄 Thermite Wikipedia
Aluminium displaces iron from iron oxide – used to weld rails.

8. Check yourself

🧭 Summary

Double decomposition ദ്വിവിഘടന രാസപ്രവർത്തനം: two compounds exchange ions → two new compounds. NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃ · BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl.
Three kinds: precipitation (MgCl₂ + H₂SO₄ → MgSO₄↓ + 2HCl), gas-forming (CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑), product not split into ions – neutralisation (HCl + NaOH → NaCl + H₂O).
Displacement ആദേശ രാസപ്രവർത്തനം: an element replaces another element in a compound. Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ (hydrogen burns with a pop) · thermite Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃ (molten iron welds rails).
Four types: A + B → AB · AB → A + B · AB + CD → AD + CB · A + BC → AC + B.

Next: Rate of reaction & collision theory ▶