Reazione a doppia sostituzione

Spieghiamo cos'è una doppia reazione di sostituzione, i tipi che esistono e danno diversi esempi

Cos'è una doppia reazione di sostituzione?

IL Reazione a doppia sostituzione, di doppio spostamento o metesi, è uno in cui si verifica un doppio scambio di ioni tra due composti, senza che nessuno di questi sia ossidato o ridotto. Costituisce una delle reazioni chimiche più elementari.

I nuovi collegamenti sono formati dalle grandi forze di attrazione elettrostatica tra gli ioni. Allo stesso modo, la reazione favorisce la formazione delle specie più stabili, come la molecola d'acqua, principalmente. Nell'immagine inferiore è illustrata l'equazione chimica generale per la reazione a doppia sostituzione.

I composti iniziali AX e reagiscono scambiando "i loro partner" e quindi formano due nuovi composti: Ay e BX. Questa reazione funziona se e solo se e e sono più correlate di A e B, o se i collegamenti BX sono più stabili di quelli di By. Poiché la reazione è un semplice scambio di ioni, nessuno di questi vince o perde elettroni (reazione redox).

Pertanto, se A è un catione di carico +1 nel composto AX, avrà lo stesso carico +1 nel composto ay. Lo stesso vale per il resto delle "lettere". Questo tipo di reazione è il supporto delle reazioni di formazione acida e precipitose.

Tipi di reazioni a doppia sostituzione

Neutralizzazione

Un forte acido reagisce con una base forte per produrre sali solubili e acqua. Quando uno dei due - l'acido o la base - è debole, il sale prodotto non è completamente ionizzato; Cioè, nel mezzo acquoso in grado di idrolizzarsi. Allo stesso modo, l'acido o la base possono essere neutralizzati con un sale.

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Quanto sopra può essere nuovamente rappresentato dall'equazione chimica con le lettere axby. Tuttavia, poiché l'acidità di Brønsted è indicata solo dagli ioni H⁺ e oh^-, Questi arrivano a rappresentare le lettere a e y:

Hx + boh => hoh + bx

Questa equazione chimica corrisponde alla neutralizzazione, che è semplicemente la reazione tra un acido HX e una base boh per produrre HOH (H₂O) e il sale bx, che può essere solubile o no in acqua.

Il tuo scheletro può variare in base ai coefficienti stechiometrici o alla natura dell'acido (organico o inorganico).

Precipitazione

In questo tipo di reazione uno dei prodotti è insolubile nel mezzo, generalmente acquoso e precipitato (sedimenti il ​​solido del resto della soluzione).

Lo schema è il seguente: due composti solubili, ascia e all'indirizzo e uno dei prodotti, Ay o BX, precipitato, che dipenderà dalle regole di solubilità:

Ax + by => ay (s) + bx

Ax + by => ay + bx (s)

Nel caso in cui sia AY che BX fossero insolubili in acqua, precipiterà quella coppia di ioni che presentano le interazioni elettrostatiche più forti, che possono essere riflesse quantitativamente nei suoi valori costanti di solubilità (KPS).

Tuttavia, nella maggior parte delle reazioni di precipitazione, un sale è solubile e gli altri precipitati. Entrambe le reazioni - la neutralizzazione e la precipitazione - possono verificarsi nella stessa miscela di sostanze.

Esempi di reazioni a doppia sostituzione

Esempio 1

HCl (AC) + NaOH (AC) => H₂O (l) + NaCl (AC)

Che tipo di reazione è questa? L'acido cloridrico reagisce con idrossido di sodio che genera acqua e cloruro di sodio di conseguenza. Poiché il NaCl è molto solubile in mezzo acquoso e che si è formata anche una molecola d'acqua, la reazione dell'esempio 1 è la neutralizzazione.

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Esempio 2

Francobollo₃)₂(AC) + Na₂S (AC) => Cus (S) + 2Nano₃(AC)

In questa reazione non sono presenti nemmeno lo ione h⁺ Neanche oh^-, E nemmeno la molecola d'acqua sul lato destro dell'equazione chimica.

Nitrato di rame (II) o nitrato cuprico, scambia ioni con solfuro di sodio. Il solfuro di rame è insolubile, precipitante a differenza del nitrato di sodio, solubile sale.

La soluzione di Cu (no₃)₂ È bluastro, mentre NA₂S è giallastro. Quando entrambi sono miscelati, i colori scompaiono e il CUS precipita, il che è un oscuro.

Esempio 3

Cap₃COOH (AC) + NaOH (AC) => CH₃Poon (AC) + H₂O (l)

Ancora una volta, questa è un'altra reazione di neutralizzazione. L'acido acetico reagisce con idrossido di sodio per formare il sale di acetato di sodio e una molecola d'acqua.

A differenza dell'esempio 1, l'acetato di sodio non è un sale totalmente ionizzato, poiché l'anione è idrolizzato:

Cap₃COO^-(AC) + H₂O (l) cho₃COOH (AC) + OH^-(AC)

Esempio 4

2Hi (AC) + Caco₃(s) => h₂Co₃(AC) + Cai₂(AC)

In questa reazione - che sebbene non sembri essere neutralizzazione - l'acido iaridrico reagisce completamente con il calcare per generare acido carbonico e ioduro di calcio. Inoltre, il distacco di calore (reazione esotermica) decompone l'acido carbonico nell'anidride carbonica e nell'acqua:

H₂Co₃(AC) => CO₂(g) + H₂O (l)

La reazione globale rimane:

2Hi (AC) + Caco₃(s) => co₂(g) + H₂O (l) + cai₂(AC)

Allo stesso modo, carbonato di calcio, sale di base, neutralizza l'acido iarclorico.

Esempio 5

Agno₃(AC) + NaCl (AC) => AgCl (S) + Nano₃(AC)

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Nitrato d'argento Scambia ioni con cloruro di sodio, formando così sale di cloruro d'argento insolubile (precipitato bianco) e nitrato di sodio.

Esempio 6

2h₃Po₄(AC) + 3CA (OH)₂(AC) => 6H₂O (L) + Ca₃(Po₄)₂(S)

L'acido fosforico viene neutralizzato mediante idrossido di calcio, di conseguenza formando il sale di fosfato di calcio insolubile e sei molecole d'acqua.

Questo è un esempio di una doppia reazione di sostituzione di entrambi i tipi: neutralizzazione acida e precipitazione di un sale insolubile.

Esempio 7

K₂S (AC) + MGSO₄(AC) => K₂SW₄(AC) + Mg (S)

Il solfuro di potassio reagisce con solfato di magnesio, raccolta in soluzioni^2- e mg²⁺ Formare solfato di potassio solubile in magnesio insolubile.

Esempio 8

N / a₂S (AC) + HCl (AC) → NaCl (AC) + H₂S (G)

Solfuro di sodio neutralizza l'acido cloridrico, generando cloruro di sodio e idrogeno solforato.

In questa reazione, l'acqua non si forma (a differenza delle neutralizzazioni più comuni) ma la molecola non elettrolitica idrogeno solforato, il cui odore di uova marce è molto spiacevole. Il h₂S sfugge alla soluzione in forma di gas e il resto della specie rimane sciolto.