- tipi
- Neutralizzazione
- Precipitazione
- Esempi
- Esempio 1
- Esempio 2
- Esempio 3
- Esempio 4
- Esempio 5
- Esempio 6
- Esempio 7
- Esempio 8
- Riferimenti
La reazione di doppia sostituzione , doppio spostamento o metatesi è quella in cui si verifica un doppio scambio ionico tra due composti, senza che nessuno di questi venga ossidato o ridotto. È una delle reazioni chimiche più elementari.
I nuovi legami sono formati dalle grandi forze attrattive elettrostatiche tra gli ioni. Allo stesso modo, la reazione favorisce la formazione delle specie più stabili, principalmente la molecola d'acqua. L'immagine sotto illustra l'equazione chimica generale per la reazione di doppia sostituzione.
I composti iniziali AX e BY reagiscono scambiandosi "i loro partner" e formano così due nuovi composti: AY e BX. Questa reazione si verifica se e solo se A e Y sono più correlati di A e B, o se i legami BX sono più stabili di quelli di BY. Poiché la reazione è un semplice scambio ionico, nessuno degli ioni guadagna o perde elettroni (reazione redox).
Quindi, se A è un catione con carica +1 nel composto AX, avrà la stessa carica +1 nel composto AY. Lo stesso vale per il resto delle "lettere". Questo tipo di reazione è il supporto delle reazioni acido-base e della formazione di precipitati.
tipi
Neutralizzazione
Un acido forte reagisce con una base forte per produrre sali solubili e acqua. Quando uno dei due - l'acido o la base - è debole, il sale prodotto non è completamente ionizzato; cioè in un mezzo acquoso in grado di idrolizzare. Allo stesso modo, l'acido o la base possono essere neutralizzati con un sale.
Quanto sopra può ancora essere rappresentato dall'equazione chimica con le lettere AXBY. Tuttavia, poiché l'acidità di Brønsted è indicata solo dagli ioni H + e OH - , questi vengono quindi a rappresentare le lettere A e Y:
HX + BOH => HOH + BX
Questa equazione chimica corrisponde alla neutralizzazione, che è semplicemente la reazione tra un acido HX e una base BOH per produrre HOH (H 2 O) e il sale BX, che può o non può essere solubile in acqua.
Il suo scheletro può variare a seconda dei coefficienti stechiometrici o della natura dell'acido (se organico o inorganico).
Precipitazione
In questo tipo di reazione, uno dei prodotti è insolubile nel mezzo, generalmente acquoso, e precipita (il solido si deposita dal resto della soluzione).
Lo schema è il seguente: due composti solubili, AX e BY, vengono miscelati e uno dei prodotti, AY o BX, precipita, che dipenderà dalle regole di solubilità:
AX + BY => AY (s) + BX
AX + BY => AY + BX (s)
Nel caso in cui sia AY che BX siano insolubili in acqua, precipiterà la coppia di ioni che presenta le interazioni elettrostatiche più forti, il che può essere riflesso quantitativamente nei loro valori di costanti di solubilità (Kps).
Tuttavia, nella maggior parte delle reazioni di precipitazione, un sale è solubile e l'altro precipita. Entrambe le reazioni - neutralizzazione e precipitazione - possono verificarsi nella stessa miscela di sostanze.
Esempi
Esempio 1
HCl (aq) + NaOH (aq) => H 2 O (l) + NaCl (aq)
Che tipo di reazione è questa? L'acido cloridrico reagisce con l'idrossido di sodio, generando di conseguenza acqua e cloruro di sodio. Poiché NaCl è molto solubile in mezzo acquoso e si è formata anche una molecola d'acqua, la reazione nell'esempio 1 è una di neutralizzazione.
Esempio 2
Cu (NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 S (aq) => CuS (s) + 2NaNO 3 (aq)
Né lo ione H + né lo ione OH - sono presenti in questa reazione , e nemmeno la molecola d'acqua sul lato destro dell'equazione chimica.
Il nitrato di rame (II), o nitrato rameico, scambia ioni con solfuro di sodio. Il solfuro di rame è insolubile, precipitando a differenza del nitrato di sodio, un sale solubile.
La soluzione di Cu (NO 3 ) 2 è bluastra, mentre la soluzione di Na 2 S è giallastra. Quando entrambi vengono miscelati, i colori scompaiono e precipita CuS, che è un solido nerastro.
Esempio 3
CH 3 COOH (aq) + NaOH (aq) => CH 3 COOH (aq) + H 2 O (l)
Ancora una volta, questa è un'altra reazione di neutralizzazione. L'acido acetico reagisce con l'idrossido di sodio per formare il sale di acetato di sodio e una molecola d'acqua.
A differenza dell'esempio 1, l'acetato di sodio non è un sale completamente ionizzato, poiché l'anione è idrolizzato:
CH 3 COO - (aq) + H 2 O (l) <=> CH 3 COOH (aq) + OH - (aq)
Esempio 4
2HI (aq) + CaCO 3 (s) => H 2 CO 3 (aq) + CaI 2 (aq)
In questa reazione - che sebbene non sembri neutralizzare - l'acido idroiodico reagisce completamente con il calcare generando acido carbonico e ioduro di calcio. Inoltre, l'evoluzione del calore (reazione esotermica) decompone l'acido carbonico in anidride carbonica e acqua:
H 2 CO 3 (aq) => CO 2 (g) + H 2 O (l)
La reazione generale è come:
2HI (aq) + CaCO 3 (s) => CO 2 (g) + H 2 O (l) + CaI 2 (aq)
Inoltre, il carbonato di calcio, il sale basico, neutralizza l'acido idroiodico.
Esempio 5
AgNO 3 (aq) + NaCl (aq) => AgCl (s) + NaNO 3 (aq)
Il nitrato d'argento scambia ioni con cloruro di sodio, formando così il sale insolubile cloruro d'argento (precipitato biancastro) e nitrato di sodio.
Esempio 6
2H 3 PO 4 (aq) + 3Ca (OH) 2 (aq) => 6H 2 O (l) + Ca 3 (PO 4 ) 2 (s)
L'acido fosforico viene neutralizzato dall'idrossido di calcio, formando di conseguenza il sale insolubile fosfato di calcio e sei moli di molecole d'acqua.
Questo è un esempio di una doppia reazione di sostituzione di entrambi i tipi: la neutralizzazione dell'acido e la precipitazione di un sale insolubile.
Esempio 7
K 2 S (aq) + MgSO 4 (aq) => K 2 SO 4 (aq) + MgS (s)
Il solfuro di potassio reagisce con il solfato di magnesio, riunendo gli ioni S 2– e Mg 2+ in soluzione per formare il sale solfuro di magnesio insolubile e il sale solfato di potassio solubile.
Esempio 8
Na 2 S (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H 2 S (g)
Il solfuro di sodio neutralizza l'acido cloridrico, generando cloruro di sodio e acido solfidrico.
In questa reazione non si forma acqua (a differenza delle neutralizzazioni più comuni) ma la molecola non elettrolitica di idrogeno solforato, il cui odore di uova marce è molto sgradevole. H 2 S fuoriesce dalla soluzione in forma gassosa e il resto della specie rimane disciolto.
Riferimenti
- Whitten, Davis, Peck e Stanley. Chimica. (8 ° ed.). CENGAGE Learning, pagg 150-155.
- Quimicas.net (2018). Esempi di reazione di doppia sostituzione. Estratto il 28 maggio 2018 da: quimicas.net
- Reazioni di metatesi. Estratto il 28 maggio 2018 da: science.uwaterloo.ca
- Khan Academy. (2018). Doppie reazioni di sostituzione. Estratto il 28 maggio 2018 da: khanacademy.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8 maggio 2016). Definizione di reazione di doppia sostituzione. Estratto il 28 maggio 2018 da: thoughtco.com