Akettős cserereakció közte sók annak a kémiai jelenségnek a neve, amely akkor fordul elő, amikor két olyan sót keverünk össze, amelyeknek nincs ugyanaz a kationja vagy ugyanaz az anionja. Ennek a reakciónak az eredménye mindig két új só képződése.
a) A sók közötti kettős cserereakció előfordulásának kritériumai
A sók általános képlete XY, ahol X (a sóképlet első komponense) mindig a kation, Y (a sóképlet második komponense) pedig az anion.
Ha egy edénybe keverünk, például nátrium-klorid (NaCl) és nátrium-jodid másik oldatát. nátrium (NaI), a kettős cserereakció nem fog bekövetkezni, mivel a két sóban lévő kation (nátrium - Na) azonos.
Ha ugyanabban a tartályban összekeverünk nátrium-klorid (NaCl) és kálium-jodid (KI) oldatot, kettős csere reakció, mert a sókban lévő kationok (nátrium - Na és kálium - K) és anionok (klorid - Cl és jodid - I) sok különböző.
b) A só kationjának és aniontöltetének meghatározása
- A képletben index nélküli só esetében:
Ha a só képletében nincs indexünk, akkor a kation és az anion töltésértéke azonos, de ellentétes előjelű. Így egyikük töltésének ismeretében a másiké csak ellentétes előjellel fog rendelkezni.
Példa: CaS
Mivel a Ca alkáliföldfém, +2 töltése van, tehát S -2 töltéssel rendelkezik.
- A képlettel rendelkező só esetében:
Ha a só indexe van a képletben (az elem rövidítésének jobb alsó részén), akkor ez az index automatikusan az ellentétes csoport töltése.
Példa: CrCl3
A képletben az 1 index Cr előtt van, a 3 index pedig Cl előtt, tehát a Cr töltése +3 lesz (pozitív, mert az első csoport a kation) és a Cl töltése -1 lesz (negatív, mert a második csoport mindig a anion).
- A képletű zárójeles só esetében:
Ha a só indexe van a zárójelek előtt, automatikusan ez az index a másik csoport töltése.
Példa: Al2(CSAK4)3
A képletben a 2 index van az Al előtt és a 3 az SO előtt4, tehát az Al töltése +3 lesz (pozitív, mert az első csoport a kation) és az SO töltése4 -2 lesz (negatív, mert a második csoport mindig az anion).
c) A kettős csere reakció elve
A reakciót kettős cserének nevezzük, mert két komponens cseréje van a sók között (XY és BA). Az egyik só kationja (X) kölcsönhatásba lép a másik só anionjával (A), a másik só kationja (B) pedig az első só anionjával (Y), ami két új só ( XA és BA). Világosan szemléltethetjük ezt a kettős cserét az általános egyenletben, amely az ilyen típusú kémiai reakciót képviseli:
XY + BA → XA + BA
Oldatainak keverékében nátrium-klorid (NaCl) és kálium-jodid (KI), nátrium-jodid (NaI) és kálium-klorid (KCl) képződött, az egyenlet szerint:
NaCl + KI → NaI + KCI
d) Kettős csere reakció vizuális változásai
Nem mindig amikor kettős cserereakciót hajtunk végre, vizualizáltuk a kísérlet néhány módosítását. Például két színtelen vizes sóoldatban, amikor a kettőt összekeverjük, tudjuk, hogy új sók keletkeztek, de az eredmény színtelen anyag. A vizuális változtatás hiánya tehát nem jelenti azt, hogy a kettős cserereakció nem történt meg.
Vizuális változásunk lesz, ha a folyamat során egy vagy két gyakorlatilag oldhatatlan só keletkezik. Ha csak oldható sók képződnek, akkor vizuális változásunk csak akkor lesz, ha az egyik oldott só megváltoztatja az oldat színét. Az alábbi táblázat információt nyújt arról, hogy egy só mikor oldódik vagy gyakorlatilag oldhatatlan:
Sóoldhatósági táblázat
e) Példák a sók közötti kettős cserereakciókat képviselő egyenletek összeállítására
Most kövessen néhányat példák a sók közötti kettős cserereakciók egyenletének összeállítására:
1. példa: Kettős csere kálium-cianid (KCN) és ezüst-klorid (AgCl) között
Kezdetben megtudjuk, mi az egyes sók kationja és anionja:
1) KCN esetében: Mivel a képletbe nincs index írva, úgy véljük, hogy a K és a CN előtt van 1 index.
- a kation K+1 (+1, mert minden alkálifémnek van NOX +1);
- az anion CN-1 (-1, mert ha a képletindexek egyenlőek, a kation és az anion töltése azonos értékű, de ellentétes előjelű).
2) AgCl esetében: Mivel a képletbe nem írtunk indexet, úgy gondoljuk, hogy az Ag és Cl előtt van 1 index.
- a kation Ag+1 (+1, mert Ag rögzítette az NOX +1 értéket);
- az anion Cl-1 (-1, mert ha a képletindexek egyenlőek, a kation és az anion töltése azonos értékű, de ellentétes előjelű).
Az ionok ismeretében könnyen megérthető, hogy a kettős csere ezen sók között a következő ionok egyesülésével történik:
K+1 Cl-el-1, amely az ionok +1 és -1 töltésének keresztezése után a KCl-sót eredményezi. Mivel a terhelések száma azonos (1), nem szükséges a végső képletbe írni.
Ag+1 a CN-vel-1ami az ionok +1 és -1 töltésének átlépése után az AgCN sót eredményezi.
A kiegyensúlyozott kémiai egyenlet, amely a sók közötti kettős cserereakciót képviseli, a következő:
1 KCN + 1 AgCl → 1 KCl + 1 AgCN
Ebben a reakcióban KCl-ban oldódó só képződik (alkálifém-klorid) és egy másik, gyakorlatilag oldhatatlan AgCN (cianid, bármilyen anion, alkálifém vagy NH nélkül).4+). Tehát a kísérlet megnézésekor egy szilárd anyagot (AgCN) fogunk látni a tartály alján, mivel az nem oldódik fel vízben.
2. példa: kettős csere között Kálcium-karbonát (CaCO3) és magnézium-szulfát (MgSO4)
Kezdetben megtudjuk, mi az egyes sók kationja és anionja:
1) CaCO esetén3: Mivel nincs a képletbe írt indexünk, a kationban lévő töltés mindig ugyanazzal a számmal rendelkezik, mint az anion töltése.
- a kation Ca+2 (+2, mert minden alkáliföldfémben van ez a NOX);
- az anion a CO3-2 (-2, mivel mivel a Ca elé nem írtunk indexet, az anion töltés értéke megegyezik a kation töltésével, de ellentétes előjellel).
2) MgSO esetén4: Mivel a képletbe nincs indexünk írva, a kationban lévő töltés mindig ugyanazzal a számmal rendelkezik, mint az anion töltése.
- a kation Mg+2 (+2, mert minden alkáliföldfémben van ez a NOX);
- az anion az operációs rendszer4-2 (-2, mivel mivel nincs indexünk Mg elé írva, az anion töltés értéke megegyezik a kation töltésével, de ellentétes előjellel).
Az ionok ismeretében ezt könnyű megérteni ezeknek a sóknak a kettős cseréje a következő ionok egyesülésével fordul elő:
Itt+2 operációs rendszerrel4-2ami CaSO-sót eredményez, miután átlépte az ionok +2 és -2 töltését.
mg+2 CO-val3-2, ami MgCO-sót eredményez3 miután átlépte az ionok +2 és -2 töltését.
A kiegyensúlyozott kémiai egyenlet, amely a sók közötti kettős cserereakciót képviseli, a következő:
1 CaCO3 + 1 MgSO4 → 1 eset4 + 1 MgCO3
Ebben a reakcióban két gyakorlatilag oldhatatlan só képződik: a CaSO4 (alkáliföldfém-szulfát) és MgCO3 (karbonát, alkálifém vagy NH nélkül4+). Tehát a kísérlet során két szilárd anyagot (CaSO4 és MgCO3) a tartály alján, mivel nem oldódnak fel vízben.
3. példa: Kettős váltás a nátrium-nitrát (NaNO3) és kálium-dikromát (K2Kr. |2O7)
Kezdetben megtudjuk, mi az egyes sók kationja és anionja:
1) NaNO-ra3: Mivel nincs a képletbe írt indexünk, úgy véljük, hogy a Na és a NO előtt van 1 index.3.
- a kation Na+1 (+1, mert minden alkálifémnek van NOX +1);
- az anion NO3-1 (-1, mert ha a képletindexek egyenlőek, a kation és az anion töltése azonos értékű, de ellentétes előjelű).
2) K-hoz2Kr. |2O7
- a kation K+1 (+1, mert minden alkálifémnek van NOX +1);
- az anion a Kr2O7 -2 (-2, ha a 2. index K-ban van).
Az ionok ismeretében könnyen megérthető, hogy a kettős csere ezen sók között a következő ionok egyesülésével fordul elő:
Nál nél+1 Kr2O7 -2, amelynek eredményeként Na sót kapunk2Kr. |2O7 miután átlépte az ionok +1 és -2 töltését.
K+1 nemmel3-1, ami a KNO-sót eredményezi3 miután átlépte az ionok +1 és -1 töltését.
A kiegyensúlyozott kémiai egyenlet, amely a sók közötti kettős csere reakciót képviseli é:
2 NaNO3 + 1 0002Kr. |2O7 → 1 In2Kr. |2O7 + 2 KNO3
Ebben a reakcióban két oldható só képződik: Na2Kr. |2O7 (dikromát, bármilyen anion alkálifémmel) és KNO3 (Nitrát, amely mindig oldódik). Tehát a kísérlet megnézésekor nem látunk szilárd anyagokat az alján, de az oldódó sótól függően változhat az oldat színe (a példában nem ez a helyzet).
4. példa: Kettős cseréje a III aranynitrit [Au (NO2)3] és cink-acetát [Zn (H3Ç2O2)2]
Kezdetben megtudjuk, mi az egyes sók kationja és anionja:
1) Au esetében (NO2)3
- a kation Au+3 (+3 a 3 index miatt NO zárójelek után2);
- az anion NO2-1 (-1 az Au index miatt 1).
2) Zn (H3Ç2O2)2
- a kation Zn+2 (+2 az anion zárójelek utáni 2 miatt);
- az anion a H3Ç2O2-1 (-1 a Zn 1. indexe miatt).
Az ionok ismeretében ezt könnyű megérteni ezeknek a sóknak a kettős cseréje a következő ionok egyesülésével fordul elő:
Au+3 H-val3Ç2O2-1, ami az Au-sót (H3Ç2O2)3 miután átlépte az ionok +2 és -1 töltését;
Zn+2 nemmel2-1, amely Zn-sót (NO2)2 miután átlépte az ionok +2 és -1 töltését.
A kiegyensúlyozott kémiai egyenlet, amely a sók közötti kettős cserereakciót képviseli, a következő:
2 Au (NO2)3 + 3 Zn (H3Ç2O2)2 → 2 Au (H3Ç2O2)3 + 3 Zn (NO2)2
Ebben a reakcióban gyakorlatilag oldhatatlan sót kapunk, Au (H3Ç2O2)3 (Acetát, bármilyen anion, alkálifém vagy NH nélkül4+) és egy másik oldható, Zn (NO2)2 (Nitrit, amely mindig oldódik). Tehát a kísérlet megnézésekor szilárd anyagot fogunk látni a tartály alján.
Általam. Diogo Lopes Dias
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-dupla-troca-entre-sais.htm