THEреакція подвійного обміну між солі - це назва хімічного явища, яке виникає, коли ми змішуємо дві солі, які не мають однакового катіону або однакового аніона. Результатом цієї реакції завжди є утворення двох нових солей.
а) Критерії виникнення реакції подвійного обміну між солями
Загальною формулою солі є XY, де X (перший компонент формули солі) завжди є катіоном, а Y (другий компонент формули солі) - аніоном.
Якщо змішати в ємності, наприклад, розчин хлориду натрію (NaCl) та інший розчин йодиду натрію. натрію (NaI), реакція подвійного обміну не відбудеться, оскільки катіон (натрій - Na), присутній у двох солях, однаковий.
Тепер, якщо ми змішаємо в одному контейнері розчин хлориду натрію (NaCl) і розчин йодистого калію (KI), реакція подвійного обміну, оскільки катіони (Натрій - Na та Калій - K) та аніони (Хлорид - Cl та Йодид - I), присутні в солях багато різних.
б) Визначення катіонного та аніонного заряду солі
- Для солі без індексу у формулі:
Коли ми не маємо індексу у формулі солі, катіон та аніон мають однакове значення заряду, але з протилежними знаками. Отже, знаючи заряд одного з них, заряд іншого матиме лише протилежний знак.
Приклад: CaS
Оскільки Са є лужноземельним металом, він має +2 заряду, тому S матиме заряд -2.
- Для солі з індексом у формулі:
Коли сіль має індекс у формулі (у нижній правій частині абревіатури елемента), автоматично цей індекс є зарядом протилежної групи.
Приклад: CrCl3
У формулі ми маємо індекс 1 перед Cr та індекс 3 перед Cl, тому заряд Cr буде +3 (позитивний, оскільки перша група є катіоном), а заряд Cl буде -1 (негативний, оскільки друга група завжди є аніон).
- Для солі з дужками у формулі:
Коли сіль має індекс перед дужками, автоматично цей індекс є зарядом протилежної групи.
Приклад: Ал2(ТІЛЬКИ4)3
У формулі ми маємо індекс 2 перед Al та індекс 3 перед SO4, отже, заряд на Al буде +3 (позитивний, оскільки першою групою є катіон), а заряд на SO4 буде -2 (від’ємне, оскільки друга група завжди є аніоном).
в) Принцип реакції подвійного обміну
Реакція називається подвійним обміном, оскільки ми маємо обмін двох компонентів між солями (XY та BA). Катіон (X) однієї солі взаємодіє з аніоном (A) іншої солі, а катіон (B) іншої солі взаємодіє з аніоном (Y) першої солі, в результаті чого утворюються дві нові солі ( XA та BA). Ми можемо чітко уявити цей подвійний обмін у загальному рівнянні, яке представляє цей тип хімічної реакції:
XY + BA → XA + BA
У суміші між розчинами хлористий натрій (NaCl) та калію йодиду (KI), йодиду натрію (NaI) та хлориду калію (KCl), як показано в рівнянні:
NaCl + KI → NaI + KCI
г) Візуальні зміни реакції подвійного обміну
Не завжди коли ми проводимо реакцію подвійного обміну, ми візуалізували деякі модифікації в експерименті. Наприклад, у двох безбарвних водних розчинах солей, коли ми змішуємо їх разом, ми знаємо, що утворилися нові солі, але в результаті виходить безбарвний матеріал. Відсутність візуальних змін, отже, не означає, що реакція подвійного обміну не відбулася.
Ми матимемо візуальні зміни, якщо в процесі утворюється одна або дві практично нерозчинні солі. Якщо утворюються лише розчинні солі, ми матимемо візуальні зміни лише в тому випадку, якщо одна з розчинених солей змінить колір розчину. У наведеній нижче таблиці наведено інформацію про те, коли сіль розчинна або практично нерозчинна:
Таблиця розчинності солі
д) Приклади складання рівнянь, що представляють реакції подвійного обміну між солями
Тепер дотримуйтесь деяких приклади складання рівняння реакцій подвійного обміну між солями:
Приклад 1: Подвійний обмін між ціанідом калію (KCN) та хлоридом срібла (AgCl)
Спочатку давайте знати, що таке катіон та аніон кожної з солей:
1) Для KCN: Оскільки у формулі немає індексу, ми вважаємо, що перед K та CN є індекс 1.
- катіон K+1 (+1, оскільки кожен лужний метал має NOX +1);
- аніон CN-1 (-1, оскільки, коли формульні індекси рівні, катіон і аніон мають заряди однакового значення, але з протилежними знаками).
2) Для AgCl: Оскільки у нас немає індексу, записаного у формулі, ми вважаємо, що перед Ag та Cl є індекс 1.
- катіон - Ag+1 (+1, оскільки Ag зафіксував NOX +1);
- аніон Cl-1 (-1, оскільки, коли формульні індекси рівні, катіон і аніон мають заряди однакового значення, але з протилежними знаками).
Знаючи іони, легко зрозуміти, що подвійний обмін між цими солями відбувається при об'єднанні наступних іонів:
К+1 з Кл-1, що призводить до утворення солі KCl після перетину +1 та -1 зарядів іонів. Оскільки вантажі мають однакове число (1), не потрібно писати його в остаточній формулі.
Ag+1 з CN-1, що призводить до солі AgCN після перетину +1 та -1 зарядів іонів.
Збалансоване хімічне рівняння, яке представляє реакцію подвійного обміну між цими солями:
1 KCN + 1 AgCl → 1 KCl + 1 AgCN
У цій реакції ми маємо утворення розчинної у KCl солі (хлорид з лужним металом) та іншої практично нерозчинної AgCN (ціанід, будь-який аніон, без лужного металу або NH4+). Отже, дивлячись на експеримент, ми побачимо тверду речовину (AgCN) на дні контейнера, оскільки вона не розчиняється у воді.
Приклад 2: подвійний обмін між Кальцію карбонат (CaCO3) і сульфат магнію (MgSO4)
Спочатку давайте знати, що таке катіон та аніон кожної з солей:
1) Для CaCO3: Оскільки у нас немає жодного індексу, записаного у формулі, заряд, присутній на катіоні, завжди має таке ж число, як заряд на аніоні.
- катіон - Ca+2 (+2, оскільки кожен лужноземельний метал має цей NOX);
- аніоном є CO3-2 (-2, оскільки, оскільки перед Ca немає написаного індексу, аніонний заряд матиме таке саме значення, як і катіонний заряд, але з протилежним знаком).
2) Для MgSO4: Оскільки у нас немає жодного індексу, записаного у формулі, заряд, присутній на катіоні, завжди має таке саме число, як заряд на аніоні.
- катіон - Mg+2 (+2, оскільки кожен лужноземельний метал має цей NOX);
- аніон - це ОС4-2 (-2, оскільки, оскільки ми не маємо жодного індексу, записаного перед Mg, аніонний заряд матиме те саме значення, що і катіонний заряд, але з протилежним знаком).
Знаючи іони, це легко зрозуміти подвійний обмін між цими солями відбувається при об'єднанні наступних іонів:
Ось+2 з ОС4-2, що призводить до солі CaSO після перетину +2 та -2 зарядів іонів.
мг+2 з CO3-2, в результаті чого утворюється сіль MgCO3 після перетину +2 та -2 зарядів іонів.
Збалансоване хімічне рівняння, яке представляє реакцію подвійного обміну між цими солями:
1 CaCO3 + 1 MgSO4 → 1 справа4 + 1 MgCO3
У цій реакції ми маємо утворення двох практично нерозчинних солей: CaSO4 (сульфат лужноземельних металів) та MgCO3 (карбонат, без лужного металу або NH4+). Отже, дивлячись на експеримент, ми побачимо дві тверді речовини (CaSO4 і MgCO3) на дні ємності, оскільки вони не розчиняються у воді.
Приклад 3: Подвійний перехід між нітратом натрію (NaNO3) і дихромат калію (K2Кр2О7)
Спочатку давайте знати, що таке катіон та аніон кожної з солей:
1) Для NaNO3: Оскільки у нас немає жодного індексу, записаного у формулі, ми вважаємо, що перед Na і NO є індекс 1.3.
- катіон Na+1 (+1, оскільки кожен лужний метал має NOX +1);
- аніон НІ3-1 (-1, оскільки, коли формульні індекси рівні, катіон і аніон мають заряди однакового значення, але з протилежними знаками).
2) До К2Кр2О7
- катіон K+1 (+1, оскільки кожен лужний метал має NOX +1);
- аніоном є Cr2О7 -2 (-2 для індексу 2 у К).
Знаючи іони, легко зрозуміти, що подвійний обмін між цими солями відбувається при об'єднанні наступних іонів:
В+1 з Кр2О7 -2, в результаті чого утворюється сіль Na2Кр2О7 після перетину +1 та -2 зарядів іонів.
К+1 з НІ3-1, в результаті чого утворюється сіль KNO3 після перетину +1 та -1 зарядів іонів.
THE збалансоване хімічне рівняння, що представляє реакцію подвійного обміну між цими солями é:
2 NaNO3 + 1K2Кр2О7 → 1 дюйм2Кр2О7 + 2 KNO3
У цій реакції ми маємо утворення двох розчинних солей: Na2Кр2О7 (дихромат, будь-який аніон, з лужним металом) і KNO3 (Нітрат, який завжди розчинний). Отже, дивлячись на експеримент, ми не побачимо твердих речовин на дні, але залежно від солі, яка розчиняється, може відбутися зміна кольору розчину (не так у прикладі).
Приклад 4: Подвійний обмін між нітритом золота III [Au (NO2)3] та ацетат цинку [Zn (H3Ç2О2)2]
Спочатку давайте знати, що таке катіон та аніон кожної з солей:
1) Для Au (NO2)3
- катіон Au+3 (+3 через індекс 3 після НІ дужок2);
- аніон НІ2-1 (-1 через індекс 1 в Au).
2) Для Zn (H3Ç2О2)2
- катіон Zn+2 (+2 через 2 після дужок аніонів);
- аніон - Н3Ç2О2-1 (-1 через індекс 1 у Zn).
Знаючи іони, це легко зрозуміти подвійний обмін між цими солями відбувається при об'єднанні наступних іонів:
Au+3 з H3Ç2О2-1, в результаті чого утворюється сіль Au (H3Ç2О2)3 після перетину +2 та -1 зарядів іонів;
Zn+2 з НІ2-1, в результаті чого утворюється сіль Zn (NO2)2 після перетину +2 та -1 зарядів іонів.
Збалансоване хімічне рівняння, яке представляє реакцію подвійного обміну між цими солями:
2 Au (НІ2)3 + 3 Zn (H3Ç2О2)2 → 2 Au (H3Ç2О2)3 + 3 Zn (НІ2)2
У цій реакції ми маємо практично нерозчинні солі Au (H3Ç2О2)3 (Ацетат, будь-який аніон, без лужного металу або NH4+) та інший розчинний Zn (NO2)2 (Нітрит, який завжди розчинний). Отже, дивлячись на експеримент, ми побачимо тверду речовину на дні контейнера.
Мені Діого Лопес Діас
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-dupla-troca-entre-sais.htm
