Реакција двоструке замене одвија се када два јонизована једињења размењују јоне дајући две нове супстанце. Реактивне супстанце се раздвајају у воденом раствору, а позитивни или негативни јони се мењају. Добијене нове супстанце или остају у раствору, излазе као гас или се таложе као нерастворљиви реакциони производ. Реакције двоструке замене могу имати различите облике, укључујући неколико врста киселинско-базних реакција. Правила растворљивости помажу у предвиђању које супстанце могу учествовати у реакцијама двоструке замене и који производи реакције ће преципитирати из раствора.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
Реакција двоструке замене је реакција падавина или киселинско-базне реакције у којој се реактанти јонизују, а позитивни или негативни јони замењују места дајући две нове супстанце. Реакције падавина производе једну супстанцу која је нерастворљива, док киселинско-базне реакције могу произвести растворљиве, течне или гасовите реакционе производе.
Како функционишу реакције двоструке замене
Детаљи како функционише реакција двоструке замене могу се видети на примеру хипотетичких једињења АБ и ЦД. То су једињења у којима су атоми А и Ц формирали везе са атомима Б, односно Д. Када се ставе у раствор, они се раздвајају на позитивно наелектрисане јоне А.+ и Ц.+ заједно са негативно наелектрисаним јонима Б.- и Д.-.
Два позитивно наелектрисана јона се међусобно одбијају због сличних наелектрисања, као и два негативно наелектрисана јона. То оставља АД и ЦБ као потенцијалну хемијску реакцију двоструке замене, при чему се јони Б и Д мењају. Нова једињења могу бити нерастворљива чврста супстанца, растворљива чврста супстанца, течност или гас. У зависности од детаља реакције, врста супстанце која се производи показује да ли се реакција догодила.
Правила растворљивости
Ако се супстанца не раствори у води, не може учествовати у реакцији двоструке замене. Следећа правила растворљивости помажу у предвиђању које ће супстанце реаговати у раствору.
- Нитратне соли су растворљиве.
- Соли јона алкалних метала као што су литијум, натријум и калијум су растворљиве.
- Соли амонијум јона су растворљиве.
- Већина соли бромида, јодида и хлорида су растворљиве, осим соли сребра, живе и олова.
- Већина сулфатних соли је растворљива, осим соли калцијума, живе, олова и барија.
- Већина хидроксидних соли је нерастворљива, осим соли калцијума, баријума и стронцијума.
- Већина сулфида, карбоната, фосфата и хромата су нерастворљиви, осим алкалних метала и амонијума.
Реакције замене падавина
Типичне реакције падавина уводе две растворљиве супстанце у водени раствор дајући нерастворљиву чврсту супстанцу. На пример, цинк нитрат и натријум фосфат реагују у реакцији двоструке замене. Цинк нитрат је растворљив у води, јер је нитратна со и, иако су фосфати углавном нерастворљиви, натријум је алкални метал, па је према томе натријум фосфат растворљив. Две супстанце размењују јоне да би постали натријум нитрат, који остаје у раствору, и цинк фосфат, који је нерастворљив и таложи се.
Реакције замјене киселине и базе
Киселине и базе се јонизују у раствору дајући водоник и хидроксидне јоне. У реакцији двоструке замене, водоник-јон из киселине спаја се са хидроксид-јоном базе да би се створила вода, један од производа реакције двоструке замене. Остали производи настају од преосталих јона који се уводе у реакцију.
Једноставна киселинско-базна реакција, попут хлороводоничне киселине (ХЦл) и натријум хидроксида (НаОХ), даје сол (НаЦл) и воду. Сложенија реакција раствара натријум карбонат (На2ЦО3) у воденом раствору ХЦл. Добијена реакција двоструке замене даје НаЦл и ЦО2 као и вода.
Кључне карактеристике реакција двоструке замене су растворљивост два реактанта, њихова јонизација у раствору и докази о насталој хемијској реакцији. Ако се створи талог или гас, догодила се хемијска реакција, али за неке киселинско-базне реакције производ може бити течност или растворљива со. У таквим случајевима могу бити потребни додатни тестови за доказивање реакције.