НАреакция на двоен обмен между соли е името, дадено на химичното явление, което се случва всеки път, когато смесим две соли, които нямат един и същ катион или един и същ анион. Резултатът от тази реакция винаги е образуването на две нови соли.
а) Критерии за възникване на реакция на двоен обмен между соли
Общата формула за сол е XY, където X (първият компонент на формулата на солта) винаги е катионът, а Y (вторият компонент на формулата на солта) е анионът.
Ако смесим в контейнер например разтвор на натриев хлорид (NaCl) и друг разтвор на натриев йодид. натрий (NaI), реакцията на двоен обмен няма да настъпи, тъй като катионът (натрий - Na), присъстващ в двете соли, е един и същ.
Сега, ако смесим в същия контейнер разтвор на натриев хлорид (NaCl) и разтвор на калиев йодид (KI), реакция на двоен обмен, тъй като катионите (натрий - Na и калий - K) и анионите (хлорид - Cl и йодид - I), присъстващи в солите, са много различни.
б) Определяне на катионния и анионния заряд на сол
- За сол без индекс във формулата:
Когато нямаме индекс във формулата на сол, катионът и анионът имат еднаква стойност на заряда, но с противоположни знаци. По този начин, познавайки заряда на един от тях, този на другия ще има само противоположния знак.
Пример: CaS
Тъй като Са е алкалноземен метал, той има +2 заряд, така че S ще има заряд -2.
- За сол с индекс във формулата:
Когато солта има индекс във формулата (в долната дясна страна на съкращението на даден елемент), автоматично този индекс е зарядът на противоположната група.
Пример: CrCl3
Във формулата имаме индекс 1 пред Cr и индекс 3 пред Cl, така че зарядът на Cr ще бъде +3 (положителен, защото първата група е катионът) и зарядът на Cl ще бъде -1 (отрицателен, защото втората група винаги е анион).
- За сол със скоби във формулата:
Когато солта има индекс пред скобите, автоматично този индекс е зарядът на противоположната група.
Пример: Ал2(САМО4)3
Във формулата имаме индекс 2 пред Al и индекс 3 пред SO4, така че зарядът на Al ще бъде +3 (положителен, защото първата група е катионът), а зарядът на SO4 ще бъде -2 (отрицателно, защото втората група винаги е анионът).
в) Принцип на реакция на двоен обмен
Реакцията се нарича двоен обмен, тъй като имаме обмен на два компонента между солите (XY и BA). Катионът (X) на едната сол взаимодейства с аниона (A) на другата сол, а катионът (B) на другата сол взаимодейства с аниона (Y) на първата, което води до образуването на две нови соли ( XA и BA). Можем ясно да визуализираме този двоен обмен в общото уравнение, което представлява този вид химическа реакция:
XY + BA → XA + BA
В сместа между разтворите на натриев хлорид (NaCl) и калиев йодид (KI), натриев йодид (NaI) и калиев хлорид (KCl) се образуват, както е показано в уравнението:
NaCl + KI → NaI + KCI
г) Визуални промени при реакция на двоен обмен
Не винаги когато извършваме реакция на двоен обмен, визуализирахме някаква модификация в експеримента. Например в два безцветни водни солеви разтвора, когато смесим двете заедно, знаем, че са се образували нови соли, но резултатът е безцветен материал. Следователно отсъствието на визуална промяна не означава, че реакцията на двоен обмен не се е състояла.
Ще имаме визуална промяна, ако в процеса се генерират една или две практически неразтворими соли. Ако се образуват само разтворими соли, ще имаме визуални промени само ако една от разтворените соли промени цвета на разтвора. Таблицата по-долу предоставя информация кога солта е разтворима или практически неразтворима:
Таблица за разтворимост в сол
д) Примери за съставяне на уравнения, представляващи реакции на двоен обмен между соли
Сега следвайте някои примери за съставяне на уравнението на реакции на двоен обмен между соли:
Пример 1: Двоен обмен между калиев цианид (KCN) и сребърен хлорид (AgCl)
Първоначално нека знаем какъв е катионът и анионът на всяка от солите:
1) За KCN: Тъй като във формулата няма написан индекс, ние считаме, че има индекс 1 пред K и CN.
- катионът е К+1 (+1, защото всеки алкален метал има NOX +1);
- анионът е CN-1 (-1, защото когато индексите на формулата са равни, катионът и анионът имат заряди със същата стойност, но с противоположни знаци).
2) За AgCl: Тъй като нямаме индекс, записан във формулата, считаме, че има индекс 1 пред Ag и Cl.
- катионът е Ag+1 (+1, защото Ag е фиксирал NOX +1);
- анионът е Cl-1 (-1, защото когато индексите на формулата са равни, катионът и анионът имат заряди със същата стойност, но с противоположни знаци).
Познавайки йоните, е лесно да се разбере, че двойният обмен между тези соли се случва с обединението на следните йони:
К+1 с Cl-1, което води до KCl сол след пресичане на +1 и -1 заряда на йоните. Тъй като натоварванията имат еднакъв номер (1), не е необходимо да го записвате в крайната формула.
Ag+1 с CN-1, което води до AgCN сол след пресичане на +1 и -1 заряда на йоните.
Балансираното химично уравнение, което представлява реакцията на двоен обмен между тези соли, е:
1 KCN + 1 AgCl → 1 KCl + 1 AgCN
В тази реакция имаме образуване на KCl разтворима сол (хлорид с алкален метал) и друг практически неразтворим AgCN (цианид, всеки анион, без алкален метал или NH4+). Така че, когато разглеждаме експеримента, ще видим твърдо вещество (AgCN) в дъното на контейнера, тъй като то не се разтваря във вода.
Пример 2: двоен обмен между Калциев карбонат (CaCO3) и магнезиев сулфат (MgSO4)
Първоначално нека знаем какъв е катионът и анионът на всяка от солите:
1) За CaCO3: Тъй като нямаме никакъв индекс, записан във формулата, зарядът, присъстващ на катиона, винаги има същия номер като заряда на аниона.
- катионът е Ca+2 (+2, защото всеки алкалоземен метал има този NOX);
- анионът е CO3-2 (-2, тъй като нямаме никакъв индекс, написан пред Ca, анионният заряд ще има същата стойност като катионния заряд, но с обратния знак).
2) За MgSO4: Тъй като нямаме никакъв индекс, записан във формулата, зарядът, присъстващ на катиона, винаги има същия номер като заряда на аниона.
- катионът е Mg+2 (+2, защото всеки алкалоземен метал има този NOX);
- анионът е ОС4-2 (-2, тъй като нямаме написан индекс пред Mg, анионният заряд ще има същата стойност като катионния заряд, но с обратния знак).
Познавайки йоните, е лесно да се разбере това двойният обмен между тези соли възниква с обединението на следните йони:
Тук+2 с ОС4-2, което води до CaSO сол, след пресичане на +2 и -2 заряда на йоните.
mg+2 с CO3-2, което води до MgCO сол3 след пресичане на +2 и -2 заряда на йоните.
Балансираното химично уравнение, което представлява реакцията на двоен обмен между тези соли, е:
1 CaCO3 + 1 MgSO4 → 1 калъф4 + 1 MgCO3
В тази реакция имаме образуването на две практически неразтворими соли: CaSO4 (алкалоземнометален сулфат) и MgCO3 (карбонат, без алкален метал или NH4+). Така че, когато разглеждаме експеримента, ще видим две твърди вещества (CaSO4 и MgCO3) на дъното на контейнера, тъй като те не се разтварят във вода.
Пример 3: Двойно превключване между натриев нитрат (NaNO3) и калиев дихромат (K2Кр2О7)
Първоначално нека знаем какъв е катионът и анионът на всяка от солите:
1) За NaNO3: Тъй като нямаме никакъв индекс, написан във формулата, считаме, че има индекс 1 пред Na и NO.3.
- катионът е Na+1 (+1, защото всеки алкален метал има NOX +1);
- анионът е НЕ3-1 (-1, защото когато индексите на формулата са равни, катионът и анионът имат заряди със същата стойност, но с противоположни знаци).
2) Към К2Кр2О7
- катионът е К+1 (+1, защото всеки алкален метал има NOX +1);
- анионът е Cr2О7 -2 (-2 за индекс 2 в K).
Познавайки йоните, е лесно да се разбере, че двоен обмен между тези соли възниква с обединението на следните йони:
В+1 с Cr2О7 -2, в резултат на което се получава Na2Кр2О7 след пресичане на +1 и -2 заряда на йоните.
К+1 с не3-1, което води до KNO сол3 след пресичане на +1 и -1 заряда на йоните.
НА балансирано химично уравнение, представляващо реакцията на двоен обмен между тези соли é:
2 NaNO3 + 1K2Кр2О7 → 1 In2Кр2О7 + 2 KNO3
В тази реакция имаме образуването на две разтворими соли: Na2Кр2О7 (дихромат, всеки анион, с алкален метал) и KNO3 (Нитрат, който винаги е разтворим). Така че, когато разглеждаме експеримента, няма да видим твърди частици отдолу, но в зависимост от солта, която се разтваря, може да има промяна в цвета на разтвора (не в случая в примера).
Пример 4: Двоен обмен между златен нитрит III [Au (NO2)3] и цинков ацетат [Zn (H3° С2О2)2]
Първоначално нека знаем какъв е катионът и анионът на всяка от солите:
1) За Au (NO2)3
- катионът е Au+3 (+3 заради индекс 3 след БЕЗ скоби2);
- анионът е НЕ2-1 (-1 заради индекс 1 в Au).
2) За Zn (H3° С2О2)2
- катионът е Zn+2 (+2 заради 2 след скобите на аниона);
- анионът е Н3° С2О2-1 (-1 поради индекс 1 в Zn).
Познавайки йоните, е лесно да се разбере това двойният обмен между тези соли възниква с обединението на следните йони:
Au+3 с Н3° С2О2-1, в резултат на което се получава Au солта (H3° С2О2)3 след пресичане на +2 и -1 заряда на йоните;
Zn+2 с не2-1, което води до Zn сол (NO2)2 след пресичане на +2 и -1 заряда на йоните.
Балансираното химично уравнение, което представлява реакцията на двоен обмен между тези соли, е:
2 Au (NO2)3 + 3 Zn (Н3° С2О2)2 → 2 Au (H3° С2О2)3 + 3 Zn (NO2)2
В тази реакция имаме практически неразтворима сол, Au (H3° С2О2)3 (Ацетат, всеки анион, без алкален метал или NH4+) и друг разтворим Zn (NO2)2 (Нитрит, който винаги е разтворим). Така че, когато разглеждаме експеримента, ще видим твърдо вещество в дъното на контейнера.
От мен Диого Лопес Диас
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-dupla-troca-entre-sais.htm