reakcja podwójnej wymiany jest rodzajem reakcji chemicznej, w której dwa reagenty wymieniają jony, tworząc dwa nowe produkty o tym samym rodzaju wiązań chemicznych. Zazwyczaj jeden z produktów tworzy osad. Reakcje podwójnej wymiany mają postać:
AB + CD → AD + CB
reakcje podwójnej wymiany mogą obejmować reagenty zawierające wiązania jonowe lub kowalencyjne, ale Typ reakcji jest bardziej powszechny w związkach jonowych. Kwasy i zasady mogą uczestniczyć w reakcjach podwójnej wymiany. Zwykle rozpuszczalnikiem jest woda.
Alternatywne nazwy
Inne nazwy reakcji podwójnej wymiany to reakcja podwójnego przemieszczenia, reakcja wymiany lub reakcja metatezy soli. Reakcja podwójnej wymiany nazywa się podwójną reakcją rozkładu, ale termin ten jest zarezerwowany dla, gdy jeden lub oba reagenty nie rozpuszczają się w rozpuszczalniku.
przykłady reakcji podwójnej wymiany
przykładem reakcji podwójnej wymiany jest reakcja między azotanem srebra i chlorkiem sodu w wodzie. Zarówno azotan srebra, jak i chlorek sodu są związkami jonowymi. Oba reagenty rozpuszczają się w swoich jonach w roztworze wodnym. Jon srebra pobiera jon chlorku sodu, tworząc chlorek srebra, podczas gdy jon sodu pobiera anion azotanowy, tworząc azotan sodu. Podobnie jak reagenty, oba produkty są związkami jonowymi. Chlorek srebra ma niską rozpuszczalność w wodzie, więc wytrąca się z roztworu.
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
Innym przykładem jest reakcja między chlorkiem baru i siarczanem sodu w celu utworzenia siarczanu baru i chlorku sodu:
BaCl2(AQ) + Na2SO4(AQ) → BaSO4(S) + 2 NaCl(aq)
wszystkie reagenty i produkty zawierają wiązania jonowe. Produkt siarczan baru wytrąca się z roztworu jako ciało stałe.
Jak rozpoznać reakcję podwójnej wymiany
można rozpoznać reakcję podwójnej wymiany w równaniu chemicznym, sprawdzając, czy kationy wymieniają aniony ze sobą. Jeśli wymienione są stany materii reagentów i produktów, poszukaj reakcji między dwoma roztworami wodnymi, które dają jeden produkt wodny (aq) i jeden, który wytrąca się, tworząc stały produkt (y). Jeśli nie znasz reagentów, ale widzisz powstawanie osadu po ich zmieszaniu, podejrzewaj podwójną reakcję zastępczą.
Jeśli nie można obserwować wizualnie reakcji, można przewidzieć, czy reagenty rozpuszczą się i wytrąci się osad (wskazując na reakcję podwójnej wymiany) za pomocą zasad rozpuszczalności.
rodzaje reakcji podwójnej wymiany
istnieje kilka kategorii reakcji podwójnej wymiany, w tym neutralizacja, alkilacja, reakcje kwasowo-węglanowe, wymiana przeciwjonowa, metateza wodna z wytrącaniem (reakcje wytrącania) i metateza wodna z podwójnym rozkładem (reakcje podwójnego rozkładu). Jednak dwa typy najczęściej spotykane w Chemii Ogólnej to reakcje neutralizacji i reakcje strącania.
reakcja neutralizacji jest reakcją podwójnego przemieszczenia między kwasami i zasadami. Gdy woda jest srebrem, w reakcji zwykle powstaje związek jonowy-sól. Jeśli jeden lub oba reagenty są silnym kwasem lub silną zasadą, reakcja przebiega w kierunku do przodu.
reakcja między kwasem fluorowodorowym i wodorotlenkiem sodu w wodzie z wytworzeniem wody i fluorku sodu jest przykładem reakcji neutralizacji. Kwas fluorowodorowy jest (naturalnie) kwasem, podczas gdy wodorotlenek sodu jest zasadą. Ogólna forma reakcji to:
kwas + zasada → woda + sól
w tym przypadku reakcja jest następująca:
HF(aq) + NaOH(AQ) → H2O + NaF(aq)
Innym przykładem reakcji neutralizacji jest reakcja między sodą oczyszczoną a octem w wulkanie sody oczyszczonej. W reakcji ostatecznie powstaje gaz (dwutlenek węgla) i sól (węglan sodu), ale początkowa reakcja neutralizacji tworzy kwas węglowy (H2CO3) i octan sodu (NaCH3COO)
NaHCO3 + CH3COOH(AQ) → H2CO3 + NACH3COO
aniony wymiany kationów, ale trudniej jest zauważyć zamianę ze względu na sposób zapisu wzorów związków. Można zidentyfikować reakcję jako podwójny zamiennik, porównując Atomy w anionach reagentów i produktów.
w reakcji strącania dwa wodne związki jonowe tworzą nierozpuszczalny produkt jonowy. Przykładem jest reakcja między azotanem ołowiu (II) a jodkiem potasu w celu utworzenia azotanu potasu i (nierozpuszczalnego) jodku ołowiu.
PB(NO3)2(Aq) + 2 KI(Aq) → 2 KNO3(AQ) + PbI2(s)
Podczas gdy jodek ołowiu jest osadem, rozpuszczalnik (woda) i rozpuszczalne reagenty i produkt nazywa się supernatem lub supernatantem. Tworzenie osadu napędza reakcję w kierunku do przodu, gdy produkt opuszcza roztwór.
- Dilworth, J. R.; Hussain, W.; Hutson, A. J.; Jones, C. J.; Mcquillan, F. S. (1997). „Tetrahalo Oxorhenate Anions.”Syntez Nieorganicznych. 31: 257–262. doi: 10.1002/9780470132623.ch42
- IUPAC (1997). „Metateza.”Compendium of Chemical Terminology (2nd ed.) („Złota Księga”). Doi: 10.1351 / goldbook.M03878
- March, Jerry (1985). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (3rd ed.). Wiley ISBN 0-471-85472-7.
- Myers, Richard (2009). Podstawy Chemii. Greenwood Publishing Group. ISBN 978-0-313-31664-7.