dvigubos mainų reakcijos tarp druskos yra pavadinimas, suteiktas cheminiam reiškiniui, kuris įvyksta, kai sumaišome dvi druskas, kurios neturi to paties katijono ar to paties anijono. Šios reakcijos rezultatas visada yra dviejų naujų druskų susidarymas.
a) Dvigubos mainų reakcijos tarp druskų atsiradimo kriterijai
Bendroji druskos formulė yra XY, kur X (pirmasis druskos formulės komponentas) visada yra katijonas, o Y (antrasis druskos formulės komponentas) yra anijonas.
Pavyzdžiui, sumaišome į indą natrio chlorido (NaCl) tirpalą ir kitą natrio jodido tirpalą. natrio (NaI), dvigubos mainų reakcijos neįvyks, nes katijonas (natris - Na), esantis dviejose druskose, yra tas pats.
Jei į tą pačią talpyklę įmaišysime natrio chlorido (NaCl) ir kalio jodido (KI) tirpalą, dvigubos mainų reakcijos, nes druskose esantys katijonai (natris - Na ir kalis - K) ir anijonai (chloridas - Cl ir jodidas - I) yra daug skirtingų.
b) Druskos katijonų ir anijonų kiekio nustatymas
- druskai be indekso formulėje:
Kai neturime druskos formulės indekso, katijonas ir anijonas turi tą pačią įkrovos vertę, tačiau su priešingais ženklais. Taigi, žinodamas vieno iš jų kaltinimą, kitas turės tik priešingą ženklą.
Pavyzdys: CaS
Kadangi Ca yra šarminis žemės metalas, jis turi +2 krūvį, taigi S turės -2 krūvį.
- druskos, kurios indeksas yra formulėje:
Kai druskos formulėje yra indeksas (elemento santrumpos apatinėje dešinėje pusėje), automatiškai šis indeksas yra priešingos grupės mokestis.
Pavyzdys: CrCl3
Formulėje mes turime indeksą 1 priešais Cr ir indeksą 3 priešais Cl, taigi Cr mokestis bus +3 (teigiamas, nes pirmoji grupė yra katijonas), o Cl krūvis bus -1 (neigiamas, nes antroji grupė visada yra anijonas).
- druskos su skliaustais formulėje:
Kai druskos indeksas yra prieš skliaustus, automatiškai šis rodiklis yra priešingos grupės mokestis.
Pavyzdys: Al2(TIK4)3
Formulėje turime indeksą 2 priešais Al ir indeksą 3 prieš SO4, taigi Al mokestis bus +3 (teigiamas, nes pirmoji grupė yra katijonas) ir SO mokestis4 bus -2 (neigiama, nes antroji grupė visada yra anijonas).
c) Dvigubos mainų reakcijos principas
Reakcija vadinama dviguba apykaita, nes mes turime dviejų komponentų mainus tarp druskų (XY ir BA). Vienos druskos katijonas (X) sąveikauja su kitos druskos anijonu (A), kitos druskos katijonas (B) sąveikauja su pirmosios druskos anijonu (Y), todėl susidaro dvi naujos druskos ( XA ir BA). Mes galime aiškiai vizualizuoti šį dvigubą mainą bendrojoje lygtyje, vaizduojančioje tokio tipo chemines reakcijas:
XY + BA → XA + BA
Mišinyje tarp tirpalų natrio chloridas Susidarė (NaCl) ir kalio jodidas (KI), natrio jodidas (NaI) ir kalio chloridas (KCl), kaip parodyta lygtyje:
NaCl + KI → NaI + KCI
d) Vaizdiniai dvigubos mainų reakcijos pokyčiai
Ne visada kai atliekame dvigubą mainų reakciją, mes vizualizavome tam tikrą eksperimento modifikaciją. Pavyzdžiui, dviejuose bespalviuose vandeniniuose druskos tirpaluose, kai abu sumaišome, žinome, kad susidarė naujos druskos, tačiau rezultatas yra bespalvė medžiaga. Todėl vizualinių pokyčių nebuvimas nereiškia, kad dvigubos mainų reakcijos neįvyko.
Vizualiai pasikeisime, jei proceso metu susidarys viena ar dvi praktiškai netirpios druskos. Jei susidaro tik tirpios druskos, vizualiai pasikeisime tik tuo atveju, jei viena iš ištirpusių druskų pakeis tirpalo spalvą. Žemiau esančioje lentelėje pateikiama informacija, kada druska yra tirpi ar praktiškai netirpi:
Druskos tirpumo lentelė
e) Lygčių, vaizduojančių dvigubas mainų reakcijas tarp druskų, sudarymo pavyzdžiai
Dabar sekite keletą dvigubų mainų reakcijų tarp druskų lygties sudarymo pavyzdžiai:
1 pavyzdys: Dvigubas kalio cianido (KCN) ir sidabro chlorido (AgCl) mainai
Iš pradžių žinokime, kas yra kiekvienos druskos katijonas ir anijonas:
1) KCN: Kadangi formulėje nėra parašyto indekso, manome, kad prieš K ir CN yra indeksas 1.
- katijonas yra K+1 (+1, nes kiekvienas šarminis metalas turi NOX +1);
- anijonas yra CN-1 (-1, nes kai formulės indeksai yra lygūs, katijone ir anijone yra vienodos vertės krūviai, tačiau priešingi ženklai).
2) AgCl: Kadangi formulėje nėra parašyto indekso, manome, kad priešais Ag ir Cl yra indeksas 1.
- katijonas yra Ag+1 (+1, nes Ag turi fiksuotą NOX +1);
- anijonas yra Cl-1 (-1, nes kai formulės indeksai yra lygūs, katijone ir anijone yra vienodos vertės krūviai, tačiau priešingi ženklai).
Žinant jonus, lengva suprasti, kad dviguba šių druskų apykaita vyksta sujungus šiuos jonus:
-
K.+1 su Cl-1, gaunant KCl druską perėjus jonų +1 ir -1 krūvius. Kadangi apkrovos turi tą patį skaičių (1), nebūtina jo rašyti į galutinę formulę.
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
Ag+1 su CN-1, gaunant AgCN druską peržengus jonų +1 ir -1 krūvius.
Subalansuota cheminė lygtis, vaizduojanti dvigubą mainų reakciją tarp šių druskų, yra:
1 KCN + 1 AgCl → 1 KCl + 1 AgCN
Šioje reakcijoje susidaro tirpi druska KCl (chloridas su šarminiu metalu) ir kita praktiškai netirpi druska AgCN (cianidas, bet koks anijonas, be šarminio metalo ar NH4+). Taigi, žiūrėdami į eksperimentą, indo apačioje pamatysime kietą medžiagą (AgCN), nes ji netirpsta vandenyje.
2 pavyzdys: dvigubi mainai tarp Kalcio karbonatas (CaCO3) ir magnio sulfatas (MgSO4)
Iš pradžių žinokime, kas yra kiekvienos druskos katijonas ir anijonas:
1) CaCO3: Kadangi formulėje nėra jokio indekso, katijone esantis krūvis visada turi tą patį skaičių kaip ir anijono krūvis.
- katijonas yra Ca+2 (+2, nes kiekvienas šarminis žemės metalas turi šį NOX);
- anijonas yra CO3-2 (-2, nes kadangi mes neturime jokio indekso, parašyto prieš Ca, anijono krūvis turės tą pačią reikšmę kaip katijono krūvis, bet su priešingu ženklu).
2) MgSO4: Kadangi formulėje nėra jokio indekso, katijone esantis krūvis visada turi tą patį skaičių kaip ir anijono krūvis.
- katijonas yra Mg+2 (+2, nes kiekvienas šarminis žemės metalas turi šį NOX);
- anijonas yra OS4-2 (-2, nes kadangi mes neturime jokio indekso, parašyto prieš Mg, anijono krūvis turės tą pačią reikšmę kaip katijono krūvis, bet su priešingu ženklu).
Žinant jonus, tai lengva suprasti dvigubas mainas tarp šių druskų atsiranda sujungus šiuos jonus:
Čia+2 su OS4-2, gaunant CaSO druską, peržengus jonų +2 ir -2 krūvius.
mg+2 su CO3-2, gaunama MgCO druska3 peržengus jonų +2 ir -2 krūvius.
Subalansuota cheminė lygtis, vaizduojanti dvigubą mainų reakciją tarp šių druskų, yra:
1 CaCO3 + 1 MgSO4 → 1 Byla4 + 1 MgCO3
Šios reakcijos metu susidaro dvi praktiškai netirpios druskos: CaSO4 (šarminių žemių metalo sulfatas) ir MgCO3 (karbonatas, be šarminio metalo ar NH4+). Taigi, žiūrėdami į eksperimentą, pamatysime dvi kietąsias medžiagas (CaSO4 ir MgCO3) indo apačioje, nes jie netirpsta vandenyje.
3 pavyzdys: Dvigubas perjungimas tarp natrio nitrato (NaNO3) ir kalio dichromatas (K.2Kr2O7)
Iš pradžių žinokime, kas yra kiekvienos druskos katijonas ir anijonas:
1) NaNO3: Kadangi mes neturime jokio indekso, parašyto formulėje, manome, kad prieš Na ir NO yra indeksas 1.3.
- katijonas yra Na+1 (+1, nes kiekvienas šarminis metalas turi NOX +1);
- anijonas yra NE3-1 (-1, nes kai formulės indeksai yra lygūs, katijone ir anijone yra vienodos vertės krūviai, tačiau priešingi ženklai).
2) Į K2Kr2O7
- katijonas yra K+1 (+1, nes kiekvienas šarminis metalas turi NOX +1);
- anijonas yra Kr2O7 -2 (-2, jei K indeksas yra 2).
Žinant jonus, lengva suprasti, kad dvigubas keitimasis tarp šių druskų atsiranda sujungus šiuos jonus:
At+1 su Kr2O7 -2, gaunant druskos Na2Kr2O7 peržengus jonų +1 ir -2 krūvius.
K.+1 su NE3-1, gaunama KNO druska3 peržengus jonų +1 ir -1 krūvius.
subalansuota cheminė lygtis, vaizduojanti dvigubą mainų reakciją tarp šių druskų é:
2 NaNO3 + 1 tūkst2Kr2O7 → 1 įėjimas2Kr2O7 + 2 KNO3
Šios reakcijos metu susidaro dvi tirpios druskos: Na2Kr2O7 (dichromatas, bet koks anijonas su šarminiu metalu) ir KNO3 (Nitratai, kurie visada tirpi). Taigi, žiūrėdami į eksperimentą, apačioje nepamatysime jokių kietųjų dalelių, tačiau, atsižvelgiant į tirpstančią druską, gali pasikeisti tirpalo spalva (pavyzdyje to nėra).
4 pavyzdys: Dvigubas aukso nitrito III mainai [Au (NO2)3] ir cinko acetatas [Zn (H3Ç2O2)2]
Iš pradžių žinokime, kas yra kiekvienos druskos katijonas ir anijonas:
1) Au (NE2)3
- katijonas yra Au+3 (+3 dėl indekso 3 po NO skliaustų2);
- anijonas yra NE2-1 (-1 dėl 1 indekso Au).
2) Zn (H3Ç2O2)2
- katijonas yra Zn+2 (+2 dėl 2 po anijono skliaustuose);
- anijonas yra H3Ç2O2-1 (-1 dėl 1 indekso Zn).
Žinant jonus, tai lengva suprasti dvigubas mainas tarp šių druskų atsiranda sujungus šiuos jonus:
Au+3 su H3Ç2O2-1, gaunant Au druską (H3Ç2O2)3 peržengus +2 ir -1 jonų krūvius;
Zn+2 su NE2-1, gaunant Zn druską (NO2)2 peržengus jonų +2 ir -1 krūvius.
Subalansuota cheminė lygtis, vaizduojanti dvigubą mainų reakciją tarp šių druskų, yra:
2 Au (NE2)3 + 3 Zn (H3Ç2O2)2 → 2 Au (H3Ç2O2)3 + 3 Zn (NE2)2
Šios reakcijos metu turime praktiškai netirpią druską Au (H3Ç2O2)3 (Acetatas, bet koks anijonas be šarminio metalo ar NH4+) ir kitas tirpus Zn (NO2)2 (Nitritas, kuris visada tirpus). Taigi, žiūrėdami į eksperimentą, indo apačioje pamatysime kietą medžiagą.
Mano. Diogo Lopes Dias
