Hvad er en dobbelt udskiftningsreaktion?

En dobbelt udskiftningsreaktion finder sted, når to ioniserede forbindelser udveksler ioner for at producere to nye stoffer. De reagerende stoffer dissocieres i en vandopløsning, og de positive eller negative ioner ændrer steder. De resulterende nye stoffer forbliver enten i opløsning, undslipper som gas eller udfældes som et uopløseligt reaktionsprodukt. Dobbelt erstatning reaktioner kan tage mange former, herunder flere typer af syre-base reaktioner. Opløsningsreglerne hjælper med at forudsige, hvilke stoffer der kan deltage i dobbelt udskiftningsreaktioner, og hvilke reaktionsprodukter der vil falde ud af opløsningen.

TL; DR (for længe, ikke læst)

A dobbelt erstatning reaktion er en udfældning eller syre-base reaktion, hvor reaktanterne ioniserer, og enten de positive eller negative ioner bytter steder for at producere to nye stoffer. Nedbørsreaktioner producerer et stof, der er uopløseligt, mens syrebasereaktioner kan fremkalde opløselige, flydende eller gasformige reaktionsprodukter.

Hvordan dobbelt udskiftningsreaktioner virker

Oplysningerne om hvordan en dobbelt udskiftningsreaktion virker kan ses med eksemplet på hypotetiske forbindelser AB og CD. Disse er forbindelser, hvor atomer A og C har dannet bindinger med henholdsvis atomer B og D. Når de placeres i opløsning dissocieres de i positivt ladede ioner A ^{+ og C ^{+ sammen med negativt ladede ioner B ^{- og D ^-.}}}

De to positivt ladede ioner afstøde hinanden på grund af deres tilsvarende ladninger, ligesom de to negativt ladede ioner. Det efterlader AD og CB som den potentielle dobbelt udskiftning kemiske reaktion, med B og D ioner skiftende steder. De nye forbindelser kan være et uopløseligt faststof, et opløseligt faststof, en væske eller en gas. Afhængigt af reaktionsdetaljerne viser den slags stof, der er produceret, om en reaktion har fundet sted.

Opløselighedsregler

Hvis et stof ikke opløses i vand, kan det ikke deltage i en dobbelt udskiftningsreaktion. Følgende opløselighedsregler hjælper med at forudsige, hvilke stoffer der vil reagere i opløsningen.

Nitratsalte er opløselige.

Salte af alkalimetalioner som lithium, natrium og kalium er opløselige

Ammoniumion-salte er opløselige.

De fleste bromid-, jodid- og chloridsalte er opløselige, undtagen salte af sølv, kviksølv og bly.

Mest sulfat salte er opløselige, undtagen salte af calcium, kviksølv, bly og barium.

De fleste hydroxidsalte er uopløselige, undtagen salte af calcium, barium og strontium.

De fleste sulfider, carbonater, phosphater og kromater er uopløselige bortset fra alkalimetaller og ammonium.

Nedbørsreaktioner

Typiske nedbørsreaktioner introducerer to opløselige stoffer i en vandopløsning, der producerer et uopløseligt faststof. For eksempel reagerer zinknitrat og natriumphosphat i en dobbelt udskiftningsreaktion. Zinknitrat er opløseligt i vand, fordi det er et nitratsalt, og selvom fosfater hovedsagelig er uopløselige, er natrium et alkalimetal, og derfor er natriumphosphat opløseligt. De to stoffer udveksler ioner for at blive natriumnitrat, som forbliver i opløsning, og zinkphosphat, som er uopløseligt og udfældes.

Syrer og baser ioniserer i opløsning til danner hydrogen og hydroxidioner. I en dobbelt udskiftningsreaktion forbinder hydrogenionen fra syren med basenes hydroxidion for at danne vand, et af de dobbelte erstatningsreaktionsprodukter. De øvrige produkter dannes af de resterende ioner, der indføres i reaktionen.

En simpel syrebase-reaktion som saltsyre (HCI) og natriumhydroxid (NaOH) giver et salt (NaCl) og vand. En mere kompleks reaktion opløses natriumcarbonat (Na _{2CO _{3) i en vandopløsning af HCI. Den resulterende dobbelt udskiftningsreaktion giver NaCl og CO _{2 såvel som vand.}}}

Nøglefunktionerne ved dobbelt udskiftningsreaktioner er opløseligheden af de to reaktanter, deres ionisering i opløsning og beviset for den resulterende kemisk reaktion. Hvis et bundfald eller en gas dannes, har der fundet en kemisk reaktion sted, men for nogle syrebasereaktioner kan produktet være flydende eller et opløseligt salt. I sådanne tilfælde kan der kræves yderligere test til bevis for en reaktion

Sidste artikelHvad sker der i en Lewis-syrebase-reaktion?

Næste artikelHvad er en biogeokemisk cyklus?