Ce este o reacție de înlocuire dublă?

O reacție dublă de înlocuire are loc atunci când doi compuși ionizați schimbă ioni pentru a produce două substanțe noi. Substanțele care reacționează se disociază într-o soluție de apă, iar ionii pozitivi sau negativi își schimbă locul. Noile substanțe rezultate fie rămân în soluție, scapă ca gaz, fie precipită ca produs de reacție insolubil. Reacțiile duble de înlocuire pot lua mai multe forme, inclusiv mai multe tipuri de reacții acido-bazice. Regulile solubilității ajută la prezicerea substanțelor care pot participa la reacțiile duble de înlocuire și a produselor de reacție care vor precipita din soluție.

TL; DR (Prea lung; Nu am citit)

O reacție dublă de înlocuire este o reacție precipitativă sau acid-bazică în care reactanții se ionizează și ionii pozitivi sau negativi schimbă locuri pentru a produce două substanțe noi. Reacțiile de precipitare produc o substanță insolubilă, în timp ce reacțiile acid-bazice pot produce produse de reacție solubile, lichide sau gazoase.

Detaliile despre modul în care funcționează o reacție de înlocuire dublă pot fi văzute cu exemplul compușilor ipotetici AB și CD. Aceștia sunt compuși în care atomii A și C au format legături cu atomii B și respectiv D. Când sunt plasate în soluție, ele se disociază în ioni A încărcați pozitiv⁺ și C⁺ împreună cu ioni încărcați negativ B^- și D^-.

Cei doi ioni încărcați pozitiv se resping reciproc datorită sarcinilor lor similare, la fel ca și cei doi ioni încărcați negativ. Acest lucru lasă AD și CB ca reacție chimică potențială de înlocuire dublă, cu ionii B și D schimbându-se locurile. Noii compuși pot fi un solid insolubil, un solid solubil, un lichid sau un gaz. În funcție de detaliile reacției, tipul de substanță produsă arată dacă a avut loc o reacție.

Dacă o substanță nu se dizolvă în apă, nu poate participa la o reacție dublă de înlocuire. Următoarele reguli de solubilitate ajută la prezicerea substanțelor care vor reacționa în soluție.

• Sărurile de nitrați sunt solubile.
  
• Sărurile ionilor metalelor alcaline, cum ar fi litiu, sodiu și potasiu, sunt solubile.
  
• Sărurile ionice de amoniu sunt solubile.
• Majoritatea sărurilor de bromură, iodură și clorură sunt solubile, cu excepția sărurilor de argint, mercur și plumb.
• Majoritatea sărurilor sulfatate sunt solubile, cu excepția sărurilor de calciu, mercur, plumb și bariu.
• Majoritatea sărurilor de hidroxid sunt insolubile, cu excepția sărurilor de calciu, bariu și stronțiu.
• Majoritatea sulfurilor, carbonaților, fosfaților și cromaților sunt insolubili, cu excepția celor ale metalelor alcaline și amoniului.

Reacțiile tipice de precipitare introduc două substanțe solubile într-o soluție de apă, producând un solid insolubil. De exemplu, azotatul de zinc și fosfatul de sodiu reacționează într-o reacție dublă de înlocuire. Azotatul de zinc este solubil în apă deoarece este o sare de azotat și, deși fosfații sunt în mare parte insolubili, sodiul este un metal alcalin și, prin urmare, fosfatul de sodiu este solubil. Cele două substanțe schimbă ioni pentru a deveni azotat de sodiu, care rămâne în soluție, și fosfat de zinc, care este insolubil și precipită.

Acizii și bazele se ionizează în soluție pentru a forma ioni hidrogen și hidroxid. Într-o reacție de înlocuire dublă, ionul hidrogen din acid se unește cu ionul hidroxid al bazei pentru a forma apa, unul dintre produsele de reacție dublă de înlocuire. Celelalte produse sunt formate din restul de ioni introduși în reacție.

O reacție acid-bazică simplă, cum ar fi acidul clorhidric (HCI) și hidroxidul de sodiu (NaOH) produce o sare (NaCI) și apă. O reacție mai complexă dizolvă carbonatul de sodiu (Na₂CO₃) într-o soluție apoasă de HCI. Reacția dublă de înlocuire rezultată produce NaCI și CO₂ precum si apa.

Caracteristicile cheie ale reacțiilor duble de înlocuire sunt solubilitatea celor doi reactanți, ionizarea lor în soluție și dovada reacției chimice rezultate. Dacă se formează un precipitat sau un gaz, a avut loc o reacție chimică, dar pentru unele reacții acido-bazice, produsul poate fi lichid sau o sare solubilă. În astfel de cazuri, pot fi necesare teste suplimentare pentru a demonstra o reacție.