Eine Doppelersatzreaktion ist eine Art chemische Reaktion, bei der zwei Reaktanten Ionen austauschen, um zwei neue Produkte mit der gleichen Art chemischer Bindungen zu bilden. Normalerweise bildet eines der Produkte einen Niederschlag. Doppelverdrängungsreaktionen haben die Form:

AB + CD → AD + CB

Doppelersatzreaktionen können Reaktanten beinhalten, die entweder ionische oder kovalente Bindungen enthalten, aber die Art der Reaktion ist häufiger bei ionischen Verbindungen. Säuren und Basen können an Doppelersatzreaktionen teilnehmen. Normalerweise ist das Lösungsmittel Wasser.

Alternative Namen

Andere Namen für eine Doppelersatzreaktion sind eine Doppelverdrängungsreaktion, eine Austauschreaktion oder eine Salzmetathesereaktion. Eine Doppelersatzreaktion wird als Doppelzersetzungsreaktion bezeichnet, Der Begriff ist jedoch reserviert, wenn sich einer oder beide Reaktanten nicht in einem Lösungsmittel lösen.

Beispiele für Doppelersatzreaktionen

Ein Beispiel für eine Doppelersatzreaktion ist die Reaktion zwischen Silbernitrat und Natriumchlorid in Wasser. Sowohl Silbernitrat als auch Natriumchlorid sind ionische Verbindungen. Beide Reaktanten lösen sich in wässriger Lösung in ihre Ionen auf. Das Silberion nimmt das Chloridion des Natriums auf, um Silberchlorid zu bilden, während das Natriumion das Nitratanion aufnimmt, um Natriumnitrat zu bilden. Beide Produkte sind wie die Reaktanten ionische Verbindungen. Silberchlorid hat eine geringe Löslichkeit in Wasser, so dass es aus der Lösung ausfällt.

AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3

Ein weiteres Beispiel ist die Reaktion zwischen Bariumchlorid und Natriumsulfat unter Bildung von Bariumsulfat und Natriumchlorid:

BaCl2(aq) + Na2SO4(aq) → BaSO4(s) + 2 NaCl(aq)

Alle Reaktanten und Produkte enthalten ionische Bindungen. Das Produkt Bariumsulfat fällt als Feststoff aus der Lösung aus.

So erkennen Sie eine Doppelersatzreaktion

Sie können eine Doppelersatzreaktion in einer chemischen Gleichung erkennen, indem Sie überprüfen, ob die Kationen Anionen miteinander austauschen. Wenn die Materiezustände der Reaktanten und Produkte aufgelistet sind, suchen Sie nach einer Reaktion zwischen zwei wässrigen Lösungen, die ein wässriges Produkt (aq) ergibt, und einem, das ausfällt, um ein festes Produkt (s) zu bilden. Wenn Sie die Reaktanten nicht kennen, aber beim Mischen eine Niederschlagsbildung feststellen, vermuten Sie eine Doppelersatzreaktion.

Wenn Sie die Reaktion nicht visuell beobachten können, können Sie anhand von Löslichkeitsregeln vorhersagen, ob sich die Reaktanten auflösen und ein Niederschlag entsteht (was auf eine Doppelersatzreaktion hinweist).

Arten von Doppelersatzreaktionen

Es gibt verschiedene Kategorien von Doppelersatzreaktionen, einschließlich Neutralisation, Alkylierung, Säure-Carbonat-Reaktionen, Gegenionenaustausch, wässrige Metathese mit Fällung (Fällungsreaktionen) und wässrige Metathese mit Doppelzersetzung (Doppelzersetzungsreaktionen). Die beiden in der allgemeinen Chemie am häufigsten vorkommenden Arten sind jedoch Neutralisationsreaktionen und Fällungsreaktionen.

Eine Neutralisationsreaktion ist eine Doppelverdrängungsreaktion zwischen Säuren und Basen. Wenn Wasser das Silber ist, erzeugt die Reaktion normalerweise eine ionische Verbindung – ein Salz. Wenn einer oder beide der Reaktanten eine starke Säure oder starke Base sind, verläuft die Reaktion in Vorwärtsrichtung.

Die Reaktion zwischen Flusssäure und Natriumhydroxid in Wasser zu Wasser und Natriumfluorid ist ein Beispiel für eine Neutralisationsreaktion. Flusssäure ist (natürlich) eine Säure, während Natriumhydroxid eine Base ist. Die allgemeine Form der Reaktion ist:
Säure + Base → Wasser + Salz
In diesem Fall ist die Reaktion:
HF(aq) + NaOH(aq) → H2O + NaF(aq)

Ein weiteres Beispiel für eine Neutralisationsreaktion ist die Reaktion zwischen Backpulver und Essig im Backpulver-Vulkan. Die Reaktion erzeugt schließlich ein Gas (Kohlendioxid) und ein Salz (Natriumcarbonat), aber die anfängliche Neutralisationsreaktion bildet Kohlensäure (H2CO3) und Natriumacetat (NaCH3COO)
NaHCO3 + CH3COOH(aq) → H2CO3 + NaCH3COO
Die Kationen tauschen Anionen aus, aber es ist schwieriger, den Austausch aufgrund der Art und Weise zu bemerken, wie die Verbindungsformeln geschrieben sind. Sie können die Reaktion als doppelten Ersatz identifizieren, wenn Sie die Atome in den Anionen der Reaktanten und Produkte vergleichen.

In einer Fällungsreaktion bilden zwei wässrige ionische Verbindungen ein unlösliches ionisches Produkt. Ein Beispiel ist die Reaktion zwischen Blei (II) -nitrat und Kaliumiodid zu Kaliumnitrat und (unlöslichem) bleiiodid.
Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) → 2 KNO3(aq) + PbI2(s)
Sie können die Niederschlagsbildung an den (s) erkennen, die der chemischen Formel folgen. Während Bleijodid der Niederschlag ist, werden das Lösungsmittel (Wasser) und die löslichen Reaktanten und das Produkt als Überstand oder Überstand bezeichnet. Die Niederschlagsbildung treibt die Reaktion in Vorwärtsrichtung an, wenn das Produkt die Lösung verlässt.

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