LAreacción de doble intercambio entre sales es el nombre que se le da al fenómeno químico que se produce siempre que mezclamos dos sales que no tienen el mismo catión o el mismo anión. El resultado de esta reacción es siempre la formación de dos nuevas sales.
a) Criterios para la aparición de una reacción de doble intercambio entre sales
La fórmula general para una sal es XY, donde X (el primer componente de la fórmula de la sal) es siempre el catión e Y (el segundo componente de la fórmula de la sal) es el anión.
Si mezclamos en un recipiente, por ejemplo, una solución de cloruro de sodio (NaCl) y otra solución de yoduro de sodio. sodio (NaI), la reacción de doble intercambio no ocurrirá porque el catión (sodio - Na) presente en las dos sales es el mismo.
Ahora bien, si mezclamos en el mismo recipiente una solución de cloruro de sodio (NaCl) y una solución de yoduro de potasio (KI), el reacción de doble intercambio porque los cationes (sodio - Na y potasio - K) y los aniones (cloruro - Cl y yoduro - I) presentes en las sales son muchas diferentes.
b) Determinación de la carga catiónica y aniónica de una sal.
- Para sal sin índice en la fórmula:
Cuando no tenemos un índice en la fórmula de una sal, el catión y el anión tienen el mismo valor de carga, pero con signos opuestos. Así, conociendo la carga de uno de ellos, la del otro solo tendrá el signo contrario.
Ejemplo: CaS
Dado que el Ca es un metal alcalinotérreo, tiene una carga de +2, por lo que S tendrá una carga de -2.
- Para sal con índice en la fórmula:
Cuando la sal tiene un índice en la fórmula (en el lado inferior derecho de la abreviatura de un elemento), automáticamente este índice es la carga del grupo opuesto.
Ejemplo: CrCl3
En la fórmula, tenemos el índice 1 delante de Cr y el índice 3 delante de Cl, por lo que la carga de Cr será +3 (positivo porque el primer grupo es el catión) y la carga de Cl será -1 (negativo porque el segundo grupo es siempre el anión).
- Para la sal entre paréntesis en la fórmula:
Cuando la sal tiene un índice entre paréntesis, automáticamente, este índice es la carga del grupo opuesto.
Ejemplo: Al2(SOLO4)3
En la fórmula tenemos el índice 2 delante de Al y el índice 3 delante de SO4, entonces la carga en Al será +3 (positivo porque el primer grupo es el catión) y la carga en SO4 será -2 (negativo porque el segundo grupo es siempre el anión).
c) Principio de una reacción de doble intercambio
La reacción se llama doble intercambio porque tenemos el intercambio de dos componentes entre sales (XY y BA). El catión (X) de una sal interactúa con el anión (A) de la otra sal, y el catión (B) de la otra sal interactúa con el anión (Y) de la primera, dando como resultado la formación de dos nuevas sales ( XA y BA). Podemos visualizar claramente este doble intercambio en la ecuación general que representa este tipo de reacción química:
XY + BA → XA + BA
En la mezcla entre las soluciones de cloruro de sodio (NaCl) y yoduro de potasio (KI), yoduro de sodio (NaI) y cloruro de potasio (KCl) se formaron, como se muestra en la ecuación:
NaCl + KI → NaI + KCI
d) Cambios visuales de una reacción de doble intercambio.
Ni siempre cuando realizamos una reacción de doble intercambio, visualizamos alguna modificación en el experimento. En dos soluciones salinas acuosas incoloras, por ejemplo, cuando mezclamos las dos, sabemos que se han formado nuevas sales, pero el resultado es un material incoloro. La ausencia de alteración visual, por tanto, no significa que no se haya producido la reacción de doble intercambio.
Tendremos un cambio visual si en el proceso se generan una o dos sales prácticamente insolubles. Si solo se forman sales solubles, tendremos un cambio visual solo si una de las sales disueltas cambia el color de la solución. La siguiente tabla proporciona información sobre cuándo una sal es soluble o prácticamente insoluble:
Tabla de solubilidad de la sal
e) Ejemplos de ecuaciones de ensamblaje que representan reacciones de doble intercambio entre sales.
Ahora sigue algunos ejemplos de ensamblaje de la ecuación de reacciones de doble intercambio entre sales:
Ejemplo 1: Doble intercambio entre cianuro de potasio (KCN) y cloruro de plata (AgCl)
Inicialmente, sepamos cuál es el catión y el anión de cada una de las sales:
1) Para KCN: Como no hay un índice escrito en la fórmula, consideramos que hay un índice 1 delante de K y CN.
- el catión es K+1 (+1 porque cada metal alcalino tiene NOX +1);
- el anión es CN-1 (-1 porque, cuando los índices de la fórmula son iguales, catión y anión tienen cargas del mismo valor, pero con signos opuestos).
2) Para AgCl: Como no tenemos un índice escrito en la fórmula, consideramos que hay un índice 1 delante de Ag y Cl.
- el catión es Ag+1 (+1 porque Ag ha fijado NOX +1);
- el anión es Cl-1 (-1 porque, cuando los índices de la fórmula son iguales, catión y anión tienen cargas del mismo valor, pero con signos opuestos).
Conociendo los iones, es fácil entender que el doble intercambio entre estas sales ocurre con la unión de los siguientes iones:
K+1 con Cl-1, lo que da como resultado la sal de KCl después de cruzar las cargas +1 y -1 de los iones. Como las cargas tienen el mismo número (1), no es necesario escribirlo en la fórmula final.
Ag+1 con CN-1, resultando en la sal de AgCN después de cruzar las cargas +1 y -1 de los iones.
La ecuación química balanceada que representa la reacción de doble intercambio entre estas sales es:
1 KCN + 1 AgCl → 1 KCl + 1 AgCN
En esta reacción, tenemos la formación de una sal soluble de KCl (cloruro con metal alcalino) y otro AgCN prácticamente insoluble (cianuro, cualquier anión, sin metal alcalino o NH4+). Entonces, al mirar el experimento, veremos un sólido (AgCN) en el fondo del recipiente, ya que no se disuelve en agua.
Ejemplo 2: doble intercambio entre Carbonato de calcio (CaCO3) y sulfato de magnesio (MgSO4)
Inicialmente, sepamos cuál es el catión y el anión de cada una de las sales:
1) Para CaCO3: Como no tenemos ningún índice escrito en la fórmula, la carga presente en el catión siempre tiene el mismo número que la carga en el anión.
- el catión es Ca+2 (+2 porque cada metal alcalinotérreo tiene este NOX);
- el anión es el CO3-2 (-2 porque, dado que no tenemos ningún índice escrito delante de Ca, la carga del anión tendrá el mismo valor que la carga del catión, pero con el signo contrario).
2) Para MgSO4: Dado que no tenemos ningún índice escrito en la fórmula, la carga presente en el catión siempre tiene el mismo número que la carga en el anión.
- el catión es Mg+2 (+2 porque cada metal alcalinotérreo tiene este NOX);
- el anión es el sistema operativo4-2 (-2 porque, dado que no tenemos ningún índice escrito delante de Mg, la carga del anión tendrá el mismo valor que la carga del catión, pero con el signo contrario).
Conociendo los iones, es fácil entender que el doble intercambio entre estas sales ocurre con la unión de los siguientes iones:
Aquí+2 con SO4-2, resultando en la sal CaSO, después de cruzar las cargas +2 y -2 de los iones.
mg+2 con CO3-2, resultando en la sal de MgCO3 después de cruzar las cargas +2 y -2 de los iones.
La ecuación química balanceada que representa la reacción de doble intercambio entre estas sales es:
1 CaCO3 + 1 MgSO4 → 1 caja4 + 1 MgCO3
En esta reacción, tenemos la formación de dos sales prácticamente insolubles: la CaSO4 (sulfato de metal alcalinotérreo) y MgCO3 (carbonato, sin metal alcalino ni NH4+). Entonces, al mirar el experimento, veremos dos sólidos (CaSO4 y MgCO3) en el fondo del recipiente, ya que no se disuelven en agua.
Ejemplo 3: Doble cambio entre nitrato de sodio (NaNO3) y dicromato de potasio (K2Cr2O7)
Inicialmente, sepamos cuál es el catión y el anión de cada una de las sales:
1) Para NaNO3: Dado que no tenemos ningún índice escrito en la fórmula, consideramos que hay un índice 1 delante de Na y NO.3.
- el catión es Na+1 (+1 porque cada metal alcalino tiene NOX +1);
- el anión es NO3-1 (-1 porque, cuando los índices de la fórmula son iguales, catión y anión tienen cargas del mismo valor, pero con signos opuestos).
2) A K2Cr2O7
- el catión es K+1 (+1 porque cada metal alcalino tiene NOX +1);
- el anión es el Cr2O7 -2 (-2 por tener índice 2 en K).
Conociendo los iones, es fácil entender que el doble intercambio entre estas sales ocurre con la unión de los siguientes iones:
A+1 con Cr2O7 -2, resultando en sal Na2Cr2O7 después de cruzar las cargas +1 y -2 de los iones.
K+1 sin3-1, resultando en la sal KNO3 después de cruzar las cargas +1 y -1 de los iones.
LA Ecuación química equilibrada que representa la reacción de doble intercambio entre estas sales. é:
2 NaNO3 + 1K2Cr2O7 → 1 en2Cr2O7 + 2 KNO3
En esta reacción, tenemos la formación de dos sales solubles: Na2Cr2O7 (dicromato, cualquier anión, con metal alcalino) y KNO3 (Nitrato, que siempre es soluble). Entonces, al mirar el experimento, no veremos ningún sólido en la parte inferior, pero dependiendo de la sal que se disuelva, puede haber un cambio en el color de la solución (no es el caso en el ejemplo).
Ejemplo 4: Doble intercambio entre nitrito de oro III [Au (NO2)3] y acetato de zinc [Zn (H3C2O2)2]
Inicialmente, sepamos cuál es el catión y el anión de cada una de las sales:
1) Para Au (NO2)3
- el catión es Au+3 (+3 debido al índice 3 después de SIN paréntesis2);
- el anión es NO2-1 (-1 debido al índice 1 en Au).
2) Para Zn (H3C2O2)2
- el catión es Zn+2 (+2 debido al 2 después del paréntesis de aniones);
- el anión es el H3C2O2-1 (-1 debido al índice 1 en Zn).
Conociendo los iones, es fácil entender que el doble intercambio entre estas sales ocurre con la unión de los siguientes iones:
Au+3 con H3C2O2-1, resultando en la sal de Au (H3C2O2)3 después de cruzar las cargas +2 y -1 de los iones;
Zn+2 sin2-1, resultando en la sal de Zn (NO2)2 después de cruzar las cargas +2 y -1 de los iones.
La ecuación química balanceada que representa la reacción de doble intercambio entre estas sales es:
2 Au (NO2)3 + 3 Zn (H3C2O2)2 → 2 Au (H3C2O2)3 + 3 Zn (NO2)2
En esta reacción, tenemos una sal prácticamente insoluble, Au (H3C2O2)3 (Acetato, cualquier anión, sin metal alcalino o NH4+), y otro soluble, Zn (NO2)2 (Nitrito, que siempre es soluble). Entonces, al mirar el experimento, veremos un sólido en el fondo del contenedor.
Por mí. Diogo Lopes Dias
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-dupla-troca-entre-sais.htm