THEreacție de schimb dublu intre săruri este denumirea dată fenomenului chimic care apare ori de câte ori amestecăm două săruri care nu au același cation sau același anion. Rezultatul acestei reacții este întotdeauna formarea a două săruri noi.
a) Criterii pentru apariția unei reacții de schimb dublu între săruri
Formula generală pentru o sare este XY, unde X (prima componentă a formulei de sare) este întotdeauna cationul și Y (a doua componentă a formulei de sare) este anionul.
Dacă amestecăm într-un recipient, de exemplu, o soluție de clorură de sodiu (NaCI) și o altă soluție de iodură de sodiu. sodiu (NaI), reacția de dublu schimb nu va avea loc deoarece cationul (sodiu - Na) prezent în cele două săruri este același.
Acum, dacă amestecăm o soluție de clorură de sodiu (NaCl) și o soluție de iodură de potasiu (KI) în același recipient, reacție de schimb dublu deoarece cationii (sodiu - Na și potasiu - K) și anionii (clorură - Cl și iodură - I) prezenți în săruri sunt multe diferite.
b) Determinarea sarcinii cationice și anionice a unei sări
- Pentru sare fără index în formulă:
Când nu avem un indice în formula unei sări, cationul și anionul au aceeași valoare de încărcare, dar cu semne opuse. Astfel, cunoscând sarcina unuia dintre ei, cea a celuilalt va avea doar semnul opus.
Exemplu: CaS
Deoarece Ca este un metal alcalin pământos, are o sarcină +2, deci S va avea o sarcină -2.
- Pentru sare cu index în formula:
Când sarea are un index în formulă (în partea dreaptă jos a abrevierii unui element), automat acest indice este taxa grupului opus.
Exemplu: CrCl3
În formulă, avem indicele 1 în fața lui Cr și indicele 3 în fața lui Cl, deci taxa de Cr va fi +3 (pozitiv pentru că primul grup este cationul) și taxa de Cl va fi -1 (negativă deoarece al doilea grup este întotdeauna anion).
- Pentru sare cu paranteze în formulă:
Când sarea are un indice în fața parantezelor, automat, acest indice este taxa grupului opus.
Exemplu: Al2(NUMAI4)3
În formulă avem indicele 2 în fața lui Al și indicele 3 în fața lui SO4, deci taxa pe Al va fi +3 (pozitivă deoarece primul grup este cationul) și taxa pe SO4 va fi -2 (negativ deoarece al doilea grup este întotdeauna anionul).
c) Principiul unei reacții de dublu schimb
Reacția se numește dublu schimb deoarece avem schimbul a două componente între săruri (XY și BA). Cationul (X) al unei sări interacționează cu anionul (A) al celeilalte sări, iar cationul (B) al celuilalt sare interacționează cu anionul (Y) al primei, rezultând în formarea a două săruri noi ( XA și BA). Putem vizualiza în mod clar acest dublu schimb în ecuația generală care reprezintă acest tip de reacție chimică:
XY + BA → XA + BA
În amestecul dintre soluțiile de clorura de sodiu (NaCl) și iodură de potasiu (KI), iodură de sodiu (NaI) și clorură de potasiu (KCl) s-au format, după cum se arată în ecuație:
NaCI + KI → NaI + KCI
d) Modificări vizuale ale unei reacții de schimb dublu
Nu intotdeauna când efectuăm o reacție de schimb dublu, am vizualizat unele modificări în experiment. În două soluții apoase incolore de sare, de exemplu, când le amestecăm pe cele două, știm că s-au format săruri noi, dar rezultatul este un material incolor. Prin urmare, lipsa alterării vizuale nu înseamnă că reacția de dublu schimb nu a avut loc.
Vom avea o schimbare vizuală dacă sunt generate una sau două săruri practic insolubile în acest proces. Dacă se formează numai săruri solubile, vom avea schimbări vizuale numai dacă una dintre sărurile dizolvate schimbă culoarea soluției. Tabelul de mai jos oferă informații despre când o sare este solubilă sau practic insolubilă:
Masă de solubilitate a sării
e) Exemple de ecuații de asamblare reprezentând reacții de schimb dublu între săruri
Acum urmează câteva exemple de asamblare a ecuației reacțiilor de schimb dublu între săruri:
Exemplul 1: Dublu schimb între cianură de potasiu (KCN) și clorură de argint (AgCl)
Inițial, să știm care este cationul și anionul fiecăreia dintre săruri:
1) Pentru KCN: Deoarece nu există un index scris în formulă, considerăm că există un indice 1 în fața lui K și CN.
- cationul este K+1 (+1 deoarece fiecare metal alcalin are NOX +1);
- anionul este CN-1 (-1 deoarece, atunci când indicii de formulă sunt egali, cationul și anionul au sarcini de aceeași valoare, dar cu semne opuse).
2) Pentru AgCl: Deoarece nu avem niciun index scris în formulă, considerăm că există index 1 în fața Ag și Cl.
- cationul este Ag+1 (+1 deoarece Ag a fixat NOX +1);
- anionul este Cl-1 (-1 deoarece, atunci când indicii de formulă sunt egali, cationul și anionul au sarcini de aceeași valoare, dar cu semne opuse).
Cunoscând ionii, este ușor de înțeles că schimbul dublu între aceste săruri are loc cu unirea următorilor ioni:
K+1 cu Cl-1, rezultând sarea KCl după încrucișarea sarcinilor +1 și -1 ale ionilor. Deoarece încărcăturile au același număr (1), nu este necesar să îl scrieți în formula finală.
Ag+1 cu CN-1, rezultând sarea AgCN după încrucișarea sarcinilor +1 și -1 ale ionilor.
Ecuația chimică echilibrată care reprezintă reacția de schimb dublu între aceste săruri este:
1 KCN + 1 AgCl → 1 KCl + 1 AgCN
În această reacție, formăm o sare solubilă KCl (clorură cu metal alcalin) și o altă AgCN practic insolubilă (cianură, orice anion, fără metal alcalin sau NH4+). Deci, când ne uităm la experiment, vom vedea un solid (AgCN) în partea de jos a recipientului, deoarece nu se dizolvă în apă.
Exemplul 2: dublu schimb între Carbonat de calciu (CaCO3) și sulfat de magneziu (MgSO4)
Inițial, să știm care este cationul și anionul fiecăreia dintre săruri:
1) Pentru CaCO3: Deoarece nu avem niciun index scris în formulă, sarcina prezentă pe cation are întotdeauna același număr ca și sarcina de pe anion.
- cationul este Ca+2 (+2 deoarece fiecare metal alcalin pământos are acest NOX);
- anionul este CO3-2 (-2 pentru că, deoarece nu avem niciun index scris în fața lui Ca, sarcina anionică va avea aceeași valoare ca sarcina cationică, dar cu semnul opus).
2) Pentru MgSO4: Deoarece nu avem niciun index scris în formulă, sarcina prezentă pe cation are întotdeauna același număr ca și sarcina de pe anion.
- cationul este Mg+2 (+2 deoarece fiecare metal alcalin pământos are acest NOX);
- anionul este sistemul de operare4-2 (-2 deoarece, deoarece nu avem niciun index scris în fața lui Mg, sarcina anionică va avea aceeași valoare ca sarcina cationică, dar cu semnul opus).
Cunoscând ionii, este ușor de înțeles asta dublul schimb dintre aceste săruri apare odată cu unirea următorilor ioni:
Aici+2 cu sistemul de operare4-2, rezultând sarea CaSO, după traversarea sarcinilor +2 și -2 ale ionilor.
mg+2 cu CO3-2, rezultând sarea MgCO3 după trecerea sarcinilor +2 și -2 ale ionilor.
Ecuația chimică echilibrată care reprezintă reacția de schimb dublu între aceste săruri este:
1 CaCO3 + 1 MgSO4 → 1 caz4 + 1 MgCO3
În această reacție, avem formarea a două săruri practic insolubile: CaSO4 (sulfat alcalin pământos) și MgCO3 (carbonat, fără metal alcalin sau NH4+). Deci, când ne uităm la experiment, vom vedea două solide (CaSO4 și MgCO3) în partea de jos a recipientului, deoarece acestea nu se dizolvă în apă.
Exemplul 3: Comutarea dublă între azotatul de sodiu (NaNO3) și dicromat de potasiu (K2Cr2O7)
Inițial, să știm care este cationul și anionul fiecăreia dintre săruri:
1) Pentru NaNO3: Deoarece nu avem niciun index scris în formulă, considerăm că există indicele 1 în fața lui Na și NO.3.
- cationul este Na+1 (+1 deoarece fiecare metal alcalin are NOX +1);
- anionul este NU3-1 (-1 deoarece, atunci când indicii de formulă sunt egali, cationul și anionul au sarcini de aceeași valoare, dar cu semne opuse).
2) La K2Cr2O7
- cationul este K+1 (+1 deoarece fiecare metal alcalin are NOX +1);
- anionul este Cr2O7 -2 (-2 pentru indicele 2 în K).
Cunoscând ionii, este ușor de înțeles că dublu schimb între aceste săruri apare odată cu unirea următorilor ioni:
La+1 cu Cr2O7 -2, rezultând sare de Na2Cr2O7 după trecerea sarcinilor +1 și -2 ale ionilor.
K+1 Cu nu3-1, rezultând sarea KNO3 după trecerea sarcinilor +1 și -1 ale ionilor.
THE ecuație chimică echilibrată reprezentând reacția dublu schimb între aceste săruri é:
2 NaNO3 + 1K2Cr2O7 → 1 In2Cr2O7 + 2 KNO3
În această reacție, avem formarea a două săruri solubile: Na2Cr2O7 (dicromat, orice anion, cu metal alcalin) și KNO3 (Nitrat, care este întotdeauna solubil). Deci, când ne uităm la experiment, nu vom vedea substanțe solide în partea de jos, dar în funcție de sarea care se dizolvă, poate exista o schimbare a culorii soluției (nu este cazul în exemplu).
Exemplul 4: Dublu schimb între nitritul de aur III [Au (NR2)3] și acetat de zinc [Zn (H3Ç2O2)2]
Inițial, să știm care este cationul și anionul fiecăreia dintre săruri:
1) Pentru Au (NR2)3
- cationul este Au+3 (+3 din cauza indexului 3 după NO paranteze2);
- anionul este NU2-1 (-1 din cauza indicelui 1 în Au).
2) Pentru Zn (H3Ç2O2)2
- cationul este Zn+2 (+2 din cauza celor 2 după paranteze anionice);
- anionul este H3Ç2O2-1 (-1 din cauza indexului 1 în Zn).
Cunoscând ionii, este ușor de înțeles asta dublul schimb dintre aceste săruri apare odată cu unirea următorilor ioni:
Au+3 cu H3Ç2O2-1, rezultând sarea Au (H3Ç2O2)3 după trecerea sarcinilor +2 și -1 ale ionilor;
Zn+2 Cu nu2-1, rezultând sarea Zn (NO2)2 după trecerea sarcinilor +2 și -1 ale ionilor.
Ecuația chimică echilibrată care reprezintă reacția de schimb dublu între aceste săruri este:
2 Au (NR2)3 + 3 Zn (H3Ç2O2)2 → 2 Au (H3Ç2O2)3 + 3 Zn (NR2)2
În această reacție, avem o sare practic insolubilă, Au (H3Ç2O2)3 (Acetat, orice anion, fără metal alcalin sau NH4+) și un altul solubil, Zn (NO2)2 (Nitrit, care este întotdeauna solubil). Deci, când ne uităm la experiment, vom vedea un solid în partea de jos a containerului.
De mine. Diogo Lopes Dias
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-dupla-troca-entre-sais.htm
