2つのイオン化された化合物がイオンを交換して2つの新しい物質を生成すると、二重置換反応が起こります。 反応物質は水溶液中で解離し、正または負のイオンが場所を変えます。 得られた新しい物質は、溶液中に留まるか、ガスとして逃げるか、不溶性の反応生成物として沈殿します。 二重置換反応は、いくつかのタイプの酸塩基反応を含む多くの形態をとることができます。 溶解度の規則は、どの物質が二重置換反応に参加でき、どの反応生成物が溶液から沈殿するかを予測するのに役立ちます。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
二重置換反応は、反応物がイオン化し、正または負のイオンのいずれかが場所を交換して2つの新しい物質を生成する沈殿または酸塩基反応です。 沈殿反応は不溶性の1つの物質を生成しますが、酸塩基反応は可溶性、液体、または気体の反応生成物を生成する可能性があります。
二重置換反応のしくみ
二重置換反応がどのように機能するかの詳細は、仮想化合物ABおよびCDの例で見ることができます。 これらは、原子AとCがそれぞれ原子BとDと結合を形成している化合物です。 溶液に入れると、それらは正に帯電したイオンAに解離します+ およびC+ 負に帯電したイオンBと一緒に- およびD-.
2つの正に帯電したイオンは、2つの負に帯電したイオンと同様に、類似した電荷のために互いに反発します。 これにより、ADとCBが二重置換化学反応の可能性として残り、BイオンとDイオンの場所が変わります。 新しい化合物は、不溶性の固体、可溶性の固体、液体または気体であり得る。 反応の詳細に応じて、生成される物質の種類は、反応が起こったかどうかを示します。
溶解度規則
物質が水に溶けない場合、二重置換反応に参加することはできません。 次の溶解度規則は、どの物質が溶液中で反応するかを予測するのに役立ちます。
- 硝酸塩は溶けます。
- リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属イオンの塩は溶解します。
- アンモニウムイオン塩は可溶性です。
- 銀、水銀、鉛の塩を除いて、ほとんどの臭化物、ヨウ化物、塩化物の塩は溶けます。
- カルシウム、水銀、鉛、バリウムの塩を除いて、ほとんどの硫酸塩は可溶性です。
- カルシウム、バリウム、ストロンチウムの塩を除いて、ほとんどの水酸化物塩は不溶性です。
- ほとんどの硫化物、炭酸塩、リン酸塩、クロム酸塩は、アルカリ金属とアンモニウムを除いて不溶性です。
降水置換反応
典型的な沈殿反応は、2つの可溶性物質を水溶液に導入して不溶性の固体を生成します。 たとえば、硝酸亜鉛とリン酸ナトリウムは二重置換反応で反応します。 硝酸亜鉛は硝酸塩であるため水溶性であり、リン酸塩はほとんど不溶性ですが、ナトリウムはアルカリ金属であるため、リン酸ナトリウムは可溶性です。 2つの物質はイオンを交換して、溶液中に残る硝酸ナトリウムと、不溶性で沈殿するリン酸亜鉛になります。
酸塩基置換反応
酸と塩基は溶液中でイオン化して水素イオンと水酸化物イオンを形成します。 二重置換反応では、酸からの水素イオンが塩基の水酸化物イオンと結合して、二重置換反応生成物の1つである水を形成します。 他の生成物は、反応に導入された残りのイオンから形成されます。
塩酸（HCl）や水酸化ナトリウム（NaOH）などの単純な酸塩基反応により、塩（NaCl）と水が生成されます。 より複雑な反応は炭酸ナトリウム（Na2CO3）HClの水溶液中。 結果として生じる二重置換反応は、NaClとCOを生成します2 だけでなく、水。
二重置換反応の重要な特徴は、2つの反応物の溶解度、溶液中でのそれらのイオン化、および結果として生じる化学反応の証拠です。 沈殿物または気体が形成される場合、化学反応が起こりますが、一部の酸塩基反応では、生成物は液体または可溶性塩である可能性があります。 このような場合、反応の証拠として追加のテストが必要になる場合があります。
