Co je reakce dvojité náhrady?

Dvojitá substituční reakce probíhá, když si dvě ionizované sloučeniny vyměňují ionty za dvě nové látky. Reagující látky se disociují ve vodném roztoku a kladné nebo záporné ionty mění místa. Výsledné nové látky buď zůstávají v roztoku, unikají jako plyn nebo se vysráží jako nerozpustný reakční produkt. Dvojité substituční reakce mohou mít mnoho forem, včetně několika typů acidobazických reakcí. Pravidla rozpustnosti pomáhají předvídat, které látky se mohou účastnit dvojitých substitučních reakcí a které reakční produkty se vysráží z roztoku.

TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)

Dvojitá substituční reakce je srážení nebo acidobazická reakce, při které se reaktanty ionizují a buď si kladné nebo záporné ionty vyměňují místa za vzniku dvou nových látek. Srážkové reakce produkují jednu látku, která je nerozpustná, zatímco acidobazické reakce mohou produkovat rozpustné, kapalné nebo plynné reakční produkty.

Podrobnosti o tom, jak reakce dvojité náhrady funguje, lze vidět na příkladu hypotetických sloučenin AB a CD. Jedná se o sloučeniny, kde atomy A a C vytvořily vazby s atomy B a D. Po umístění do roztoku se disociují na kladně nabité ionty A

Dva kladně nabité ionty se navzájem odpuzují kvůli svým podobným nábojům, stejně jako dva záporně nabité ionty. To ponechává AD a CB jako potenciální dvojitou substituční chemickou reakci, přičemž ionty B a D se mění. Nové sloučeniny mohou být nerozpustná pevná látka, rozpustná pevná látka, kapalina nebo plyn. V závislosti na podrobnostech reakce druh vyráběné látky ukazuje, zda k reakci došlo.

Pokud se látka nerozpustí ve vodě, nemůže se účastnit dvojité náhrady. Následující pravidla rozpustnosti pomáhají předvídat, které látky budou reagovat v roztoku.

• Dusičnanové soli jsou rozpustné.
  
• Soli iontů alkalických kovů, jako je lithium, sodík a draslík, jsou rozpustné.
  
• Amonné iontové soli jsou rozpustné.
• Většina bromidových, jodidových a chloridových solí je rozpustných, s výjimkou solí stříbra, rtuti a olova.
• Většina síranových solí je rozpustných, kromě solí vápníku, rtuti, olova a barya.
• Většina hydroxidových solí je nerozpustná, kromě solí vápníku, barya a stroncia.
• Většina sulfidů, uhličitanů, fosforečnanů a chromanů je nerozpustných kromě těch, které obsahují alkalické kovy a amonium.

Typické srážecí reakce zavádějí dvě rozpustné látky do vodného roztoku za vzniku nerozpustné pevné látky. Například dusičnan zinečnatý a fosforečnan sodný reagují ve dvojité substituční reakci. Dusičnan zinečnatý je rozpustný ve vodě, protože jde o dusičnanovou sůl, a přestože jsou fosforečnany většinou nerozpustné, sodík je alkalický kov, a proto je fosforečnan sodný rozpustný. Tyto dvě látky si vyměňují ionty za dusičnan sodný, který zůstává v roztoku, a fosforečnan zinečnatý, který je nerozpustný a vysráží se.

Kyseliny a zásady ionizují v roztoku za vzniku vodíkových a hydroxidových iontů. Při dvojité substituční reakci se vodíkový iont z kyseliny spojí s hydroxidovým iontem báze za vzniku vody, jednoho z produktů dvojité substituční reakce. Ostatní produkty se tvoří ze zbývajících iontů zavedených do reakce.

Jednoduchou acidobazickou reakcí, jako je kyselina chlorovodíková (HCl) a hydroxid sodný (NaOH), se získá sůl (NaCl) a voda. Složitější reakce rozpouští uhličitan sodný (Na₂CO₃) ve vodném roztoku HC1. Výsledná reakce s dvojitým nahrazením poskytne NaCl a CO₂ stejně jako voda.

Klíčovými rysy reakcí dvojité náhrady jsou rozpustnost dvou reaktantů, jejich ionizace v roztoku a důkaz výsledné chemické reakce. Pokud se vytvoří sraženina nebo plyn, proběhla chemická reakce, ale u některých acidobazických reakcí může být produkt kapalný nebo rozpustná sůl. V takových případech mohou být pro důkaz reakce vyžadovány další testy.