THEkaksoisvaihtoreaktio välissä suolat on nimi kemialliselle ilmiölle, joka tapahtuu aina, kun sekoitetaan kaksi suolaa, joilla ei ole samaa kationia tai samaa anionia. Tämän reaktion tulos on aina kahden uuden suolan muodostuminen.
a) Kriteerit kaksoisvaihtoreaktion esiintymiselle suolojen välillä
Suolan yleinen kaava on XY, jossa X (suolakaavan ensimmäinen komponentti) on aina kationi ja Y (suolakaavan toinen komponentti) on anioni.
Jos sekoitamme astiaan, esimerkiksi natriumkloridiliuos (NaCl) ja toinen natriumjodidiliuos. natriumia (NaI), kaksoisvaihtoreaktiota ei tapahdu, koska kahdessa suolassa oleva kationi (natrium - Na) on sama.
Jos nyt sekoitetaan samaan astiaan natriumkloridiliuos (NaCl) ja kaliumjodidiliuos (KI), kaksoisvaihtoreaktio, koska suoloissa esiintyvät kationit (natrium - Na ja kalium - K) ja anionit (kloridi - Cl ja jodidi - I) ovat monta erilaista.
b) Suolan kationin ja anionipanoksen määrittäminen
- suolalle ilman kaavaa:
Kun meillä ei ole indeksiä suolan kaavassa, kationilla ja anionilla on sama latausarvo, mutta vastakkaisilla merkeillä. Joten tietäen yhden heistä, toisen veloituksella on vain päinvastainen merkki.
Esimerkki: CaS
Koska Ca on maa-alkalimetalli, sillä on +2 varaus, joten S: llä on -2 varaus.
- suolalle, jonka kaava on indeksi:
Kun suolalla on kaavassa indeksi (elementin lyhenteen oikeassa alakulmassa), tämä indeksi on automaattisesti vastakkaisen ryhmän varaus.
Esimerkki: CrCl3
Kaavassa meillä on indeksi 1 Cr: n edessä ja indeksi 3 Cl: n edessä, joten Cr: n varaus on +3 (positiivinen, koska ensimmäinen ryhmä on kationi) ja Cl: n varaus on -1 (negatiivinen, koska toinen ryhmä on aina anioni).
- suolalle, jonka sulkeissa on kaava:
Kun suolalla on indeksi sulkeiden edessä, tämä indeksi on vastakkaisen ryhmän varaus.
Esimerkki: Al2(VAIN4)3
Kaavassa meillä on indeksi 2 Al: n edessä ja indeksi 3 SO: n edessä4, joten Al: n varaus on +3 (positiivinen, koska ensimmäinen ryhmä on kationi) ja SO: n varaus4 on -2 (negatiivinen, koska toinen ryhmä on aina anioni).
c) Kaksinkertaisen vaihtoreaktion periaate
Reaktiota kutsutaan kaksoisvaihdoksi, koska meillä on kahden komponentin vaihto suolojen välillä (XY ja BA). Yhden suolan kationi (X) on vuorovaikutuksessa toisen suolan anionin (A) kanssa ja toisen suolan kationi (B) vuorovaikutuksessa ensimmäisen suolan anionin (Y) kanssa, jolloin muodostuu kaksi uutta suolaa ( XA ja BA). Voimme visualisoida tämän kaksoisvaihdon selvästi yleisessä yhtälössä, joka edustaa tämän tyyppistä kemiallista reaktiota:
XY + BA → XA + BA
Seoksen liuosten välillä natriumkloridia Muodostettiin (NaCl) ja kaliumjodidia (KI), natriumjodidia (NaI) ja kaliumkloridia (KCl), kuten yhtälö osoittaa:
NaCl + KI → NaI + KCI
d) Kaksinkertaisen vaihtoreaktion visuaaliset muutokset
Ei aina kun suoritamme kaksoisvaihtoreaktion, visualisoimme joitain muutoksia kokeessa. Esimerkiksi kahdessa värittömässä vesipitoisessa suolaliuoksessa, kun sekoitamme nämä kaksi yhteen, tiedämme, että uusia suoloja on muodostunut, mutta tuloksena on väritön materiaali. Visuaalisen muutoksen puuttuminen ei siis tarkoita, että kaksoisvaihtoreaktiota ei tapahtunut.
Meillä on visuaalinen muutos, jos prosessissa syntyy yksi tai kaksi käytännössä liukenematonta suolaa. Jos muodostuu vain liukoisia suoloja, meillä on visuaalinen muutos vain, jos jokin liuenneista suoloista muuttaa liuoksen väriä. Seuraavassa taulukossa on tietoa siitä, milloin suola on liukoinen tai käytännöllisesti katsoen liukenematon:
Suolaliukoisuustaulukko
e) Esimerkkejä yhtälöiden muodostamisesta, jotka edustavat kaksoisvaihtoreaktioita suolojen välillä
Seuraa nyt joitain esimerkkejä kaksoisvaihtoreaktioiden yhtälön muodostamisesta suolojen välillä:
Esimerkki 1: Kaksoisvaihto kaliumsyanidin (KCN) ja hopeakloridin (AgCl) välillä
Aluksi tiedetään, mikä on kunkin suolan kationi ja anioni:
1) KCN: Koska kaavaan ei ole kirjoitettu indeksiä, katsomme, että K: n ja CN: n edessä on indeksi 1.
- kationi on K+1 (+1, koska jokaisella alkalimetallilla on NOX +1);
- anioni on CN-1 (-1, koska kun kaavaindeksit ovat yhtä suuret, kationilla ja anionilla on samanarvoiset varaukset, mutta päinvastaisilla merkeillä).
2) AgCl: lle: Koska kaavaan ei ole kirjoitettu indeksiä, katsomme, että Ag: n ja Cl: n edessä on indeksi 1.
- kationi on Ag+1 (+1, koska Ag: llä on kiinteä NOX +1);
- anioni on Cl-1 (-1, koska kun kaavaindeksit ovat yhtä suuret, kationilla ja anionilla on samanarvoiset varaukset, mutta päinvastaisilla merkeillä).
Kun tiedetään ionit, on helppo ymmärtää, että kaksoisvaihto näiden suolojen välillä tapahtuu seuraavien ionien yhdistyessä:
K+1 Cl: n kanssa-1, jolloin tuloksena on KCl-suola, kun se on ylittänyt ionien +1 ja -1 varaukset. Koska kuormilla on sama numero (1), sitä ei tarvitse kirjoittaa lopulliseen kaavaan.
Ag+1 CN: n kanssa-1, mikä johtaa AgCN-suolaan, kun ionien +1 ja -1 varaukset on ylitetty.
Tasapainoinen kemiallinen yhtälö, joka edustaa kaksoisvaihtoreaktiota näiden suolojen välillä, on:
1 KCN + 1 AgCl → 1 KCl + 1 AgCN
Tässä reaktiossa muodostuu KCl-liukoinen suola (kloridi alkalimetallilla) ja toinen käytännössä liukenematon AgCN (syanidi, mikä tahansa anioni, ilman alkalimetallia tai NH: ta)4+). Joten kokeilua tarkasteltaessa astian pohjassa näkyy kiinteä aine (AgCN), koska se ei liukene veteen.
Esimerkki 2: kaksinkertainen vaihto välillä Kalsiumkarbonaatti (CaCO3) ja magnesiumsulfaatti (MgSO4)
Aluksi tiedetään, mikä on kunkin suolan kationi ja anioni:
1) CaCO: lle3: Koska kaavaan ei ole kirjoitettu yhtään indeksiä, kationissa olevalla varauksella on aina sama numero kuin anionin varauksella.
- kationi on Ca+2 (+2, koska jokaisessa maa-alkalimetallissa on tämä NOX);
- anioni on CO3-2 (-2 koska koska Ca: n eteen ei ole kirjoitettu mitään indeksiä, anionivaraus on sama kuin kationivaraus, mutta päinvastaisella merkillä).
2) MgSO: lle4: Koska kaavaan ei ole kirjoitettu yhtään indeksiä, kationissa olevalla varauksella on aina sama numero kuin anionin varauksella.
- kationi on Mg+2 (+2, koska jokaisessa maa-alkalimetallissa on tämä NOX);
- anioni on käyttöjärjestelmä4-2 (-2 koska koska meillä ei ole mitään indeksiä kirjoitettuna Mg: n eteen, anionivaraus on sama arvo kuin kationivaraus, mutta päinvastaisella merkillä).
Ionien tunteminen on helppo ymmärtää kaksoisvaihto näiden suolojen välillä tapahtuu seuraavien ionien yhdistymisen yhteydessä:
Tässä+2 käyttöjärjestelmän kanssa4-2, jolloin saadaan CaSO-suola, kun ionit ovat ylittäneet +2- ja -2-varaukset.
mg+2 CO: n kanssa3-2, jolloin saadaan MgCO-suola3 ylitettyään ionien +2 ja -2 varaukset.
Tasapainoinen kemiallinen yhtälö, joka edustaa kaksoisvaihtoreaktiota näiden suolojen välillä, on:
1 CaCO3 + 1 MgSO4 → 1 tapaus4 + 1 MgCO3
Tässä reaktiossa muodostuu kaksi käytännössä liukenematonta suolaa: CaSO4 (maa-alkalimetallisulfaatti) ja MgCO3 (karbonaatti, ilman alkalimetallia tai NH4+). Joten, kun tarkastelemme kokeilua, näemme kaksi kiinteää ainetta (CaSO4 ja MgCO3) astian pohjassa, koska ne eivät liukene veteen.
Esimerkki 3: Kaksoisvaihto natriumnitraatin (NaNO3) ja kaliumdikromaatti (K2Kr2O7)
Aluksi tiedetään, mikä on kunkin suolan kationi ja anioni:
1) NaNO: lle3: Koska kaavaan ei ole kirjoitettu yhtään indeksiä, katsomme, että Na: n ja NO: n edessä on indeksi 1.3.
- kationi on Na+1 (+1, koska jokaisella alkalimetallilla on NOX +1);
- anioni on NO3-1 (-1, koska kun kaavaindeksit ovat yhtä suuret, kationilla ja anionilla on samanarvoiset varaukset, mutta päinvastaisilla merkeillä).
2) K: lle2Kr2O7
- kationi on K+1 (+1, koska jokaisella alkalimetallilla on NOX +1);
- anioni on Cr2O7 -2 (-2 indeksin 2 ollessa K: ssa).
Ionien tunteminen on helppo ymmärtää, että kaksoisvaihto näiden suolojen välillä tapahtuu seuraavien ionien yhdistymisen yhteydessä:
Klo+1 kanssa kr2O7 -2, jolloin saadaan suolaa Na2Kr2O7 ylittyessään ionien +1 ja -2 varaukset.
K+1 NO: n kanssa3-1, jolloin saadaan KNO-suola3 ylittyessään ionien +1 ja -1 varaukset.
THE tasapainotettu kemiallinen yhtälö, joka edustaa näiden suolojen kaksoisvaihtoreaktiota é:
2 NaNO: ta3 + 1 0002Kr2O7 → 1 tuumaa2Kr2O7 + 2 KNO3
Tässä reaktiossa muodostuu kaksi liukoista suolaa: Na2Kr2O7 (dikromaatti, mikä tahansa anioni alkalimetallilla) ja KNO3 (Nitraatti, joka on aina liukoinen). Joten kokeilua tarkasteltaessa emme näe mitään kiinteitä aineita pohjassa, mutta liuenneesta suolasta riippuen liuoksen väri voi muuttua (ei esimerkissä).
Esimerkki 4: Kaksoisvaihto kultanitriitti III: n [Au (NO2)3] ja sinkkiasetaatti [Zn (H3Ç2O2)2]
Aluksi tiedetään, mikä on kunkin suolan kationi ja anioni:
1) Au: lle (NO2)3
- kationi on Au+3 (+3 indeksin 3 takia NO-sulkeiden jälkeen2);
- anioni on NO2-1 (-1 Au-indeksin 1 vuoksi).
2) Zn (H3Ç2O2)2
- kationi on Zn+2 (+2 anionien sulkeiden jälkeen olevien 2 takia);
- anioni on H3Ç2O2-1 (-1 indeksin 1 vuoksi Zn: ssä).
Ionien tunteminen on helppo ymmärtää kaksoisvaihto näiden suolojen välillä tapahtuu seuraavien ionien yhdistymisen yhteydessä:
Au+3 H: n kanssa3Ç2O2-1, jolloin saadaan Au-suola (H3Ç2O2)3 ylitettyään ionien +2 ja -1 varaukset;
Zn+2 NO: n kanssa2-1, jolloin saadaan Zn-suola (NO2)2 ylittyessään ionien +2 ja -1 varaukset.
Tasapainoinen kemiallinen yhtälö, joka edustaa kaksoisvaihtoreaktiota näiden suolojen välillä, on:
2 Au (NO2)3 + 3 Zn (H3Ç2O2)2 → 2 Au (H3Ç2O2)3 + 3 Zn (NO2)2
Tässä reaktiossa meillä on käytännössä liukenematon suola, Au (H3Ç2O2)3 (Asetaatti, mikä tahansa anioni, ilman alkalimetallia tai NH: ta4+) ja toinen liukoinen, Zn (NO2)2 (Nitriitti, joka on aina liukoinen). Joten, kun tarkastelemme kokeilua, näemme kiinteän aineen astian pohjassa.
Minun luona. Diogo Lopes Dias
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-dupla-troca-entre-sais.htm