THEreakce dvojité výměny mezi soli je název chemického jevu, ke kterému dochází, když smícháme dvě soli, které nemají stejný kation nebo stejný anion. Výsledkem této reakce je vždy tvorba dvou nových solí.
a) Kritéria pro výskyt reakce dvojité výměny mezi solemi
Obecný vzorec pro sůl je XY, kde X (první složka soli) je vždy kation a Y (druhá složka soli) je anion.
Pokud smícháme v nádobě například roztok chloridu sodného (NaCl) a další roztok jodidu sodného. sodíku (NaI), k dvojité výměnné reakci nedojde, protože kation (sodík - Na) přítomný ve dvou solích je stejný.
Nyní, když ve stejné nádobě smícháme roztok chloridu sodného (NaCl) a roztok jodidu draselného (KI), reakce s dvojitou výměnou, protože kationty (Sodík - Na a Draslík - K) a anionty (Chlorid - Cl a Jodid - I) přítomné v solích jsou mnoho různých.
b) Stanovení kationtové a aniontové nálože soli
- Pro sůl bez indexu ve vzorci:
Když nemáme index ve vzorci soli, kation a anion mají stejnou hodnotu náboje, ale s opačnými znaménky. Znát náboj jednoho z nich, tedy druhého bude mít pouze opačné znaménko.
Příklad: CaS
Protože Ca je kov alkalických zemin, má náboj +2, takže S bude mít náboj -2.
- Pro sůl s indexem ve vzorci:
Když má sůl index ve vzorci (na pravé dolní straně zkratky prvku), automaticky je tento index nábojem opačné skupiny.
Příklad: CrCl3
Ve vzorci máme index 1 před Cr a index 3 před Cl, takže náboj Cr bude +3 (pozitivní, protože první skupina je kation) a náboj Cl bude -1 (negativní, protože druhá skupina je vždy anion).
- Pro sůl se závorkami ve vzorci:
Když má sůl index před závorkami, automaticky je tento index poplatkem opačné skupiny.
Příklad: Al2(POUZE4)3
Ve vzorci máme index 2 před Al a index 3 před SO4, takže náboj na Al bude +3 (kladný, protože první skupina je kation) a náboj na SO4 bude -2 (záporné, protože druhá skupina je vždy anion).
c) Princip reakce dvojité výměny
Reakce se říká dvojitá výměna, protože dochází k výměně dvou složek mezi solemi (XY a BA). Kation (X) jedné soli interaguje s aniontem (A) druhé soli a kation (B) druhé soli interaguje s aniontem (Y) první soli, což vede k tvorbě dvou nových solí ( XA a BA). Tuto dvojitou výměnu můžeme jasně vizualizovat v obecné rovnici, která představuje tento typ chemické reakce:
XY + BA → XA + BA
Ve směsi mezi roztoky chlorid sodný (NaCl) a jodid draselný (KI), jodid sodný (NaI) a chlorid draselný (KCl) byly vytvořeny, jak je znázorněno v rovnici:
NaCl + KI → NaI + KCI
d) Vizuální změny reakce s dvojitou výměnou
Ne vždy když provádíme reakci dvojité výměny, jsme si v experimentu představili nějaké úpravy. Například ve dvou bezbarvých vodných solných roztocích, když je smícháme dohromady, víme, že se vytvořily nové soli, ale výsledkem je bezbarvý materiál. Absence vizuální změny tedy neznamená, že reakce dvojité výměny neproběhla.
Budeme mít vizuální změnu, pokud se v procesu vytvoří jedna nebo dvě prakticky nerozpustné soli. Pokud se vytvoří pouze rozpustné soli, dojde k vizuální změně, pouze pokud jedna z rozpuštěných solí změní barvu roztoku. Níže uvedená tabulka poskytuje informace o tom, kdy je sůl rozpustná nebo prakticky nerozpustná:
Tabulka rozpustnosti soli
e) Příklady sestavení rovnic představujících reakce dvojité výměny mezi solemi
Následujte některé příklady sestavení rovnice reakcí dvojité výměny mezi solemi:
Příklad 1: Dvojitá výměna mezi kyanidem draselným (KCN) a chloridem stříbrným (AgCl)
Zpočátku pojďme vědět, co je to kation a anion každé ze solí:
1) Pro KCN: Protože ve vzorci není zapsán žádný index, považujeme index 1 před K a CN.
- kation je K.+1 (+1, protože každý alkalický kov má NOX +1);
- anion je CN-1 (-1, protože když jsou indexy vzorců stejné, kation a anion mají náboje stejné hodnoty, ale s opačnými znaménky).
2) Pro AgCl: Protože ve vzorci nemáme napsaný žádný index, považujeme index Ag před Cl a Cl.
- kation je Ag+1 (+1, protože Ag má pevnou hodnotu NOX +1);
- anion je Cl-1 (-1, protože když jsou indexy vzorců stejné, kation a anion mají náboje stejné hodnoty, ale s opačnými znaménky).
Při znalosti iontů je snadné pochopit, že dvojná výměna mezi těmito solemi nastává spojením následujících iontů:
K.+1 s Cl-1, což má za následek vznik soli KCl po překročení nábojů iontů +1 a -1. Protože zátěže mají stejné číslo (1), není nutné to zapisovat do konečného vzorce.
Ag+1 s CN-1, což má za následek vznik soli AgCN po překročení nábojů iontů +1 a -1.
Vyvážená chemická rovnice, která představuje reakci dvojité výměny mezi těmito solemi, je:
1 KCN + 1 AgCl → 1 KCl + 1 AgCN
V této reakci dochází k tvorbě rozpustné soli KCl (chlorid s alkalickým kovem) a dalšího prakticky nerozpustného AgCN (kyanid, jakýkoli aniont, bez alkalického kovu nebo NH4+). Při pohledu na experiment tedy uvidíme na dně nádoby pevnou látku (AgCN), která se nerozpouští ve vodě.
Příklad 2: dvojitá výměna mezi Uhličitan vápenatý (CaCO3) a síran hořečnatý (MgSO4)
Zpočátku pojďme vědět, co je to kation a anion každé ze solí:
1) Pro CaCO3: Protože ve vzorci nemáme zapsán žádný index, náboj přítomný na kationtu má vždy stejné číslo jako náboj na aniontu.
- kation je Ca+2 (+2, protože každý kov alkalických zemin má tento NOX);
- anion je CO3-2 (-2 protože, protože nemáme žádný index napsaný před Ca, bude mít aniontový náboj stejnou hodnotu jako kationový náboj, ale s opačným znaménkem).
2) Pro MgSO4: Protože ve vzorci nemáme zapsán žádný index, náboj přítomný na kationtu má vždy stejné číslo jako náboj na aniontu.
- kation je Mg+2 (+2, protože každý kov alkalických zemin má tento NOX);
- anion je OS4-2 (-2 protože, protože nemáme žádný index napsaný před Mg, bude mít aniontový náboj stejnou hodnotu jako kationový náboj, ale s opačným znaménkem).
Znalost iontů je snadné pochopit dvojitá výměna mezi těmito solemi nastává spojením následujících iontů:
Tady+2 s OS4-2, což má za následek CaSO sůl po překročení +2 a -2 nábojů iontů.
mg+2 s CO3-2, což má za následek MgCO sůl3 po překročení +2 a -2 náboje iontů.
Vyvážená chemická rovnice, která představuje reakci dvojité výměny mezi těmito solemi, je:
1 CaCO3 + 1 MgSO4 → 1 případ4 + 1 MgCO3
V této reakci dochází k tvorbě dvou prakticky nerozpustných solí: CaSO4 (síran kovu alkalických zemin) a MgCO3 (uhličitan, bez alkalického kovu nebo NH4+). Při pohledu na experiment tedy uvidíme dvě pevné látky (CaSO4 a MgCO3) na dně nádoby, protože se nerozpouštějí ve vodě.
Příklad 3: Dvojité přepínání mezi dusičnanem sodným (NaNO3) a dichromanu draselného (K.2Cr2Ó7)
Zpočátku pojďme vědět, co je to kation a anion každé ze solí:
1) Pro NaNO3: Protože ve vzorci nemáme napsaný žádný index, považujeme index 1 před Na a NO.3.
- kation je Na+1 (+1, protože každý alkalický kov má NOX +1);
- anion je NE3-1 (-1, protože když jsou indexy vzorců stejné, kation a anion mají náboje stejné hodnoty, ale s opačnými znaménky).
2) K K.2Cr2Ó7
- kation je K.+1 (+1, protože každý alkalický kov má NOX +1);
- anion je Cr2Ó7 -2 (-2 za to, že má index 2 v K).
Známe-li ionty, je snadné pochopit, že dvojitá výměna mezi těmito solemi nastává spojením následujících iontů:
Na+1 s Cr2Ó7 -2, což má za následek sůl Na2Cr2Ó7 po překročení +1 a -2 nábojů iontů.
K.+1 s NO3-1, což má za následek sůl KNO3 po překročení +1 a -1 nábojů iontů.
THE vyvážená chemická rovnice představující reakci dvojité výměny mezi těmito solemi é:
2 NaNO3 + 1 tis2Cr2Ó7 → 1 vstup2Cr2Ó7 + 2 KNO3
V této reakci vznikají dvě rozpustné soli: Na2Cr2Ó7 (dichroman, jakýkoli anion, s alkalickým kovem) a KNO3 (Dusičnan, který je vždy rozpustný). Při pohledu na experiment tedy ve spodní části neuvidíme žádné pevné látky, ale v závislosti na soli, která se rozpouští, může dojít ke změně barvy roztoku (v tomto případě tomu tak není).
Příklad 4: Dvojitá výměna mezi dusitany zlatými III [Au (č2)3] a octan zinečnatý [Zn (H3C2Ó2)2]
Zpočátku pojďme vědět, co je to kation a anion každé ze solí:
1) Pro Au (č2)3
- kation je Au+3 (+3 z důvodu indexu 3 po ŽÁDNÝCH závorkách2);
- anion je NE2-1 (-1 kvůli indexu 1 v Au).
2) Pro Zn (H3C2Ó2)2
- kation je Zn+2 (+2 kvůli 2 za aniontovými závorkami);
- anion je H3C2Ó2-1 (-1 kvůli indexu 1 v Zn).
Znalost iontů je snadné pochopit dvojitá výměna mezi těmito solemi nastává spojením následujících iontů:
Au+3 s H.3C2Ó2-1, což má za následek Au sůl (H3C2Ó2)3 po překročení +2 a -1 náboje iontů;
Zn+2 s NO2-1, což vede k soli Zn (č2)2 po překročení +2 a -1 náboje iontů.
Vyvážená chemická rovnice, která představuje reakci dvojité výměny mezi těmito solemi, je:
2 Au (č2)3 + 3 Zn (H3C2Ó2)2 → 2 Au (H3C2Ó2)3 + 3 Zn (č2)2
V této reakci máme prakticky nerozpustnou sůl Au (H3C2Ó2)3 (Acetát, jakýkoli anion, bez alkalického kovu nebo NH4+) a další rozpustný Zn (NO2)2 (Dusitany, které jsou vždy rozpustné). Když se tedy podíváme na experiment, uvidíme na dně nádoby těleso.
Podle mě. Diogo Lopes Dias
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-dupla-troca-entre-sais.htm
