TENreakcja podwójnej wymiany pomiędzy sole to nazwa nadana zjawisku chemicznemu, które występuje, gdy mieszamy dwie sole, które nie mają tego samego kationu lub tego samego anionu. W wyniku tej reakcji zawsze powstają dwie nowe sole.
a) Kryteria wystąpienia reakcji podwójnej wymiany między solami
Ogólny wzór soli to XY, gdzie X (pierwszy składnik wzoru soli) jest zawsze kationem, a Y (drugi składnik wzoru soli) jest anionem.
Jeśli zmieszamy w pojemniku na przykład roztwór chlorku sodu (NaCl) i inny roztwór jodku sodu. sodu (NaI), reakcja podwójnej wymiany nie zajdzie, ponieważ kation (sód - Na) obecny w dwóch solach jest taki sam.
Teraz, jeśli zmieszamy w tym samym pojemniku roztwór chlorku sodu (NaCl) i roztwór jodku potasu (KI), reakcja podwójnej wymiany, ponieważ kationy (Sód - Na i Potas - K) oraz aniony (Chlorek - Cl i Jodek - I) obecne w solach są wiele różnych.
b) Oznaczanie ładunku kationowego i anionowego soli a
- Dla soli bez indeksu w formule:
Gdy nie mamy indeksu we wzorze soli, kation i anion mają ten sam ładunek, ale o przeciwnych znakach. Zatem znając zarzut jednego z nich, drugi będzie miał tylko przeciwny znak.
Przykład: CaS
Ponieważ Ca jest metalem ziem alkalicznych, ma ładunek +2, więc S będzie miał ładunek -2.
- Dla soli z indeksem w formule:
Gdy sól ma indeks we wzorze (w prawym dolnym rogu skrótu elementu), automatycznie ten indeks jest ładunkiem przeciwnej grupy.
Przykład: CrCl3
We wzorze mamy indeks 1 przed Cr i indeks 3 przed Cl, więc ładunek Cr będzie wynosił +3 (dodatni, ponieważ pierwsza grupa to kation), a ładunek Cl będzie -1 (ujemny, ponieważ druga grupa to zawsze anion).
- Dla soli z nawiasami we wzorze:
Gdy sól ma indeks przed nawiasem, automatycznie ten indeks jest ładunkiem przeciwnej grupy.
Przykład: Al2(TYLKO4)3
We wzorze mamy indeks 2 przed Al i indeks 3 przed SO4, więc ładunek na Al będzie +3 (dodatni bo pierwsza grupa to kation) a ładunek na SO4 będzie -2 (ujemne, ponieważ druga grupa to zawsze anion).
c) Zasada reakcji podwójnej wymiany
Reakcja nazywana jest wymianą podwójną, ponieważ mamy do czynienia z wymianą dwóch składników między solami (XY i BA). Kation (X) jednej soli oddziałuje z anionem (A) drugiej soli, a kation (B) drugiej soli oddziałuje z anionem (Y) pierwszej soli, w wyniku czego powstają dwie nowe sole ( XA i BA). Możemy wyraźnie zobrazować tę podwójną wymianę w ogólnym równaniu reprezentującym ten rodzaj reakcji chemicznej:
XY + BA → XA + BA
W mieszaninie między roztworami chlorek sodu (NaCl) oraz jodek potasu (KI), jodek sodu (NaI) i chlorek potasu (KCl), jak pokazano w równaniu:
NaCl + KI → NaI + KCI
d) Wizualne zmiany reakcji podwójnej wymiany
Nie zawsze kiedy wykonujemy reakcję podwójnej wymiany, zwizualizowaliśmy pewne modyfikacje w eksperymencie. Na przykład w przypadku dwóch bezbarwnych wodnych roztworów soli, gdy mieszamy je razem, wiemy, że powstały nowe sole, ale w wyniku otrzymujemy bezbarwny materiał. Brak zmian wizualnych nie oznacza zatem, że reakcja podwójnej wymiany nie miała miejsca.
Będziemy mieli wizualną zmianę, jeśli w procesie wytworzy się jedna lub dwie praktycznie nierozpuszczalne sole. Jeśli powstaną tylko rozpuszczalne sole, wizualną zmianę uzyskamy tylko wtedy, gdy jedna z rozpuszczonych soli zmieni kolor roztworu. Poniższa tabela zawiera informacje o tym, kiedy sól jest rozpuszczalna lub praktycznie nierozpuszczalna:
Tabela rozpuszczalności soli
e) Przykłady składania równań reprezentujących reakcje podwójnej wymiany między solami
Teraz podążaj za niektórymi przykłady zestawienia równania reakcji podwójnej wymiany między solami:
Przykład 1: Podwójna wymiana między cyjankiem potasu (KCN) a chlorkiem srebra (AgCl)
Na początek dowiedzmy się, jaki jest kation i anion każdej z soli:
1) Dla KCN: Ponieważ w formule nie ma zapisanego indeksu, uważamy, że indeks 1 znajduje się przed K i CN.
- kation to K+1 (+1, ponieważ każdy metal alkaliczny ma NOX +1);
- anion to CN-1 (-1 ponieważ, gdy wskaźniki formuły są równe, kation i anion mają ładunki o tej samej wartości, ale o przeciwnych znakach).
2) Dla AgCl: Ponieważ nie mamy indeksu zapisanego we wzorze, uważamy, że indeks 1 znajduje się przed Ag i Cl.
- kation to Ag+1 (+1, ponieważ Ag naprawił NOX +1);
- anion to Cl-1 (-1 ponieważ, gdy wskaźniki formuły są równe, kation i anion mają ładunki o tej samej wartości, ale o przeciwnych znakach).
Znając jony, łatwo zrozumieć, że podwójna wymiana między tymi solami zachodzi przy połączeniu następujących jonów:
K+1 z Cl-1, w wyniku czego po przekroczeniu ładunków +1 i -1 jonów powstaje sól KCl. Ponieważ obciążenia mają ten sam numer (1), nie trzeba go wpisywać w końcowym wzorze.
Ag+1 z CN-1, w wyniku czego po przekroczeniu ładunków +1 i -1 jonów powstaje sól AgCN.
Zrównoważone równanie chemiczne, które reprezentuje reakcję podwójnej wymiany między tymi solami, to:
1 KCN + 1 AgCl → 1 KCl + 1 AgCN
W tej reakcji powstaje rozpuszczalna sól KCl (chlorek z metalem alkalicznym) i inny praktycznie nierozpuszczalny AgCN (cyjanek, dowolny anion, bez metalu alkalicznego lub NH4+). Tak więc, patrząc na eksperyment, zobaczymy ciało stałe (AgCN) na dnie pojemnika, ponieważ nie rozpuszcza się w wodzie.
Przykład 2: podwójna wymiana między Węglan wapnia (CaCO3) i siarczan magnezu (MgSO4)
Na początek dowiedzmy się, jaki jest kation i anion każdej z soli:
1) Dla CaCO3:Ponieważ nie mamy żadnego indeksu zapisanego we wzorze, ładunek obecny na kationie ma zawsze tę samą liczbę, co ładunek na anionie.
- kationem jest Ca+2 (+2, ponieważ każdy metal ziem alkalicznych ma ten NOX);
- anion to CO3-2 (-2, ponieważ ponieważ nie mamy żadnego indeksu wypisanego przed Ca, ładunek anionowy będzie miał taką samą wartość jak ładunek kationowy, ale z przeciwnym znakiem).
2) Dla MgSO4: Ponieważ nie mamy żadnego indeksu zapisanego we wzorze, ładunek obecny na kationie ma zawsze tę samą liczbę, co ładunek na anionie.
- kationem jest Mg+2 (+2, ponieważ każdy metal ziem alkalicznych ma ten NOX);
- anion to OS4-2 (-2 ponieważ, ponieważ nie mamy żadnego indeksu wypisanego przed Mg, ładunek anionowy będzie miał taką samą wartość jak ładunek kationowy, ale z przeciwnym znakiem).
Znając jony, łatwo to zrozumieć podwójna wymiana między tymi solami występuje z połączeniem następujących jonów:
Tutaj+2 z systemem operacyjnym4-2, w wyniku czego powstaje sól CaSO, po przekroczeniu ładunków +2 i -2 jonów.
mg+2 z CO3-2, w wyniku czego powstaje sól MgCO3 po przekroczeniu ładunków +2 i -2 jonów.
Zrównoważone równanie chemiczne, które reprezentuje reakcję podwójnej wymiany między tymi solami, to:
1 CaCO3 + 1 MgSO4 → 1 przypadek4 + 1 MgCO3
W tej reakcji powstają dwie praktycznie nierozpuszczalne sole: CaSO4 (siarczan metali ziem alkalicznych) i MgCO3 (węglan, bez metalu alkalicznego lub NH4+). Tak więc, patrząc na eksperyment, zobaczymy dwie bryły (CaSO4 i MgCO3) na dnie pojemnika, ponieważ nie rozpuszczają się w wodzie.
Przykład 3: Podwójna wymiana między azotanem sodu (NaNO3) i dwuchromian potasu (K2Cr2O7)
Na początek dowiedzmy się, jaki jest kation i anion każdej z soli:
1) Dla NaNO3: Ponieważ nie mamy żadnego indeksu zapisanego w formule, uważamy, że jest indeks 1 przed Na i NO.3.
- kation to Na+1 (+1, ponieważ każdy metal alkaliczny ma NOX +1);
- anion jest NO3-1 (-1 ponieważ, gdy wskaźniki formuły są równe, kation i anion mają ładunki o tej samej wartości, ale o przeciwnych znakach).
2) Do K2Cr2O7
- kation to K+1 (+1, ponieważ każdy metal alkaliczny ma NOX +1);
- anion to Cr2O7 -2 (-2 dla posiadania indeksu 2 w K).
Znając jony, łatwo zrozumieć, że podwójna wymiana między tymi solami występuje z połączeniem następujących jonów:
W+1 z Cr2O7 -2, w wyniku czego powstaje sól Na2Cr2O7 po przekroczeniu ładunków +1 i -2 jonów.
K+1 z nie3-1, w wyniku czego powstaje sól KNO3 po przekroczeniu ładunków +1 i -1 jonów.
TEN zrównoważone równanie chemiczne reprezentujące reakcję podwójnej wymiany między tymi solami é:
2 NaNO3 + 1K2Cr2O7 → 1 cal2Cr2O7 + 2 KNO3
W tej reakcji powstają dwie rozpuszczalne sole: Na2Cr2O7 (dwuchromian, dowolny anion, z metalem alkalicznym) i KNO3 (Azotan, który jest zawsze rozpuszczalny). Tak więc patrząc na eksperyment, nie zobaczymy żadnych ciał stałych na dole, ale w zależności od soli, która się rozpuszcza, może wystąpić zmiana koloru roztworu (nie ma to miejsca w przykładzie).
Przykład 4: Podwójna wymiana między azotynem złota III [Au (NO2)3] i octan cynku [Zn(H3DO2O2)2]
Na początek dowiedzmy się, jaki jest kation i anion każdej z soli:
1) Dla Au (NIE2)3
- kation to Au+3 (+3 z powodu indeksu 3 po NO nawiasach)2);
- anion jest NO2-1 (-1 z powodu indeksu 1 w Au).
2) Dla Zn(H3DO2O2)2
- kationem jest Zn+2 (+2 z powodu 2 po nawiasach anionowych);
- anion to H3DO2O2-1 (-1 ze względu na indeks 1 w Zn).
Znając jony, łatwo to zrozumieć podwójna wymiana między tymi solami występuje z połączeniem następujących jonów:
Au+3 z H3DO2O2-1, w wyniku czego powstaje sól Au (H3DO2O2)3 po przekroczeniu ładunków +2 i -1 jonów;
Zn+2 z nie2-1, w wyniku czego powstaje sól Zn (NO2)2 po przekroczeniu ładunków +2 i -1 jonów.
Zrównoważone równanie chemiczne, które reprezentuje reakcję podwójnej wymiany między tymi solami, to:
2 Au (NIE2)3 + 3 Zn (H3DO2O2)2 → 2 Au (H3DO2O2)3 + 3 Zn (NIE2)2
W tej reakcji mamy praktycznie nierozpuszczalną sól Au (H3DO2O2)3 (Octan, dowolny anion, bez metalu alkalicznego lub NH4+) i inny rozpuszczalny Zn (NO2)2 (Azotyn, który jest zawsze rozpuszczalny). Tak więc, patrząc na eksperyment, zobaczymy bryłę na dnie pojemnika.
Przeze mnie Diogo Lopes Dias
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-dupla-troca-entre-sais.htm
