Una doppia reazione di sostituzione è un tipo di reazione chimica in cui due reagenti scambiano ioni per formare due nuovi prodotti con lo stesso tipo di legami chimici. Di solito, uno dei prodotti forma un precipitato. Le reazioni a doppio spostamento assumono la forma:

AB + CD → AD + CB

Le reazioni a doppia sostituzione possono coinvolgere reagenti che contengono legami ionici o covalenti, ma il tipo di reazione è più comune con i composti ionici. Acidi e basi possono partecipare a reazioni di doppia sostituzione. Di solito, il solvente è acqua.

Nomi alternativi

Altri nomi per una reazione a doppia sostituzione sono una reazione a doppio spostamento, una reazione di scambio o una reazione di metatesi salina. Una doppia reazione di sostituzione è chiamata doppia reazione di decomposizione, ma il termine è riservato quando uno o entrambi i reagenti non si dissolvono in un solvente.

Esempi di reazione a doppia sostituzione

Un esempio di reazione a doppia sostituzione è la reazione tra nitrato d’argento e cloruro di sodio in acqua. Sia il nitrato d’argento che il cloruro di sodio sono composti ionici. Entrambi i reagenti si dissolvono nei loro ioni in soluzione acquosa. Lo silver d’argento preleva lo chloride cloruro di sodio per formare cloruro d’argento, mentre lo ion sodio preleva l’anione nitrato per formare nitrato di sodio. Come i reagenti, entrambi i prodotti sono composti ionici. Il cloruro d’argento ha una bassa solubilità in acqua, quindi precipita dalla soluzione.

AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3

Un altro esempio è la reazione tra cloruro di bario e solfato di sodio per formare solfato di bario e cloruro di sodio:

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

Tutti i reagenti e prodotti contengono legami ionici. Il solfato di bario prodotto precipita dalla soluzione come un solido.

Come riconoscere una reazione di doppia sostituzione

È possibile riconoscere una reazione di doppia sostituzione in un’equazione chimica controllando se i cationi scambiano anioni tra loro. Se sono elencati gli stati di materia dei reagenti e dei prodotti, cercare una reazione tra due soluzioni acquose che produca un prodotto acquoso (aq) e uno che precipiti per formare un prodotto solido (s). Se non si conoscono i reagenti ma si vede la formazione di precipitati dopo averli mescolati, sospettare una doppia reazione di sostituzione.

Se non è possibile osservare visivamente la reazione, è possibile prevedere se i reagenti si dissolveranno o meno e si formerà un precipitato (indicando una doppia reazione di sostituzione) utilizzando le regole di solubilità.

Tipi di reazioni di doppia sostituzione

Esistono diverse categorie di reazioni di doppia sostituzione, tra cui neutralizzazione, alchilazione, reazioni acido-carbonate, contro-scambio ionico, metatesi acquosa con precipitazione (reazioni di precipitazione) e metatesi acquosa con doppia decomposizione (reazioni di doppia decomposizione). Tuttavia, i due tipi più spesso visti nella chimica generale sono reazioni di neutralizzazione e reazioni di precipitazione.

Una reazione di neutralizzazione è una reazione di doppio spostamento tra acidi e basi. Quando l’acqua è l’argento, la reazione di solito produce un composto ionico-un sale. Se uno o entrambi i reagenti è un acido forte o una base forte, la reazione procede nella direzione in avanti.

La reazione tra acido fluoridrico e idrossido di sodio in acqua per formare acqua e fluoruro di sodio è un esempio di reazione di neutralizzazione. L’acido fluoridrico è (naturalmente) un acido, mentre l’idrossido di sodio è una base. La forma generale della reazione è:
acido + base → acqua + sale
In questo caso, la reazione è:
HF(aq) + NaOH(aq) → H2O + NaF(aq)

Un altro esempio di reazione di neutralizzazione è la reazione tra bicarbonato di sodio e aceto nel vulcano di bicarbonato di sodio. La reazione produce infine un gas (anidride carbonica) e un sale (carbonato di sodio), ma la reazione di neutralizzazione iniziale forma acido carbonico (H2CO3) e acetato di sodio (NaCH3COO)
NaHCO3 + CH3COOH(aq) → H2CO3 + NaCH3COO
I cationi scambiano anioni, ma è più complicato notare lo scambio a causa del modo in cui le formule composte sono scritte. È possibile identificare la reazione come doppia sostituzione quando si confrontano gli atomi negli anioni dei reagenti e dei prodotti.

In una reazione di precipitazione, due composti ionici acquosi formano un prodotto ionico insolubile. Un esempio è la reazione tra nitrato di piombo (II) e ioduro di potassio per formare nitrato di potassio e ioduro di piombo (insolubile).
Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) → 2 KNO3(aq) + PbI2(s)
È possibile riconoscere la formazione di precipitato a causa della (s) seguendo la formula chimica. Mentre lo ioduro di piombo è il precipitato, il solvente (acqua) e i reagenti solubili e il prodotto sono chiamati supernato o supernatante. La formazione del precipitato guida la reazione nella direzione in avanti, mentre il prodotto lascia la soluzione.nel 1997, il gruppo si è unito al gruppo di amici di Hutson, che si è unito al gruppo di amici di Hutson. “Anioni Tetrahalo ossorhenato.”Sintesi inorganiche. 31: 257–262. doi:10.1002 / 9780470132623.ch42