Hvad er en dobbelt udskiftningsreaktion?

En dobbelt erstatningsreaktion 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 skifter plads. De resulterende nye stoffer forbliver enten i opløsning, undslipper som gas eller udfældes som et uopløseligt reaktionsprodukt. Dobbelterstatningsreaktioner kan antage mange former, herunder flere typer syre-basereaktioner. Reglerne for opløselighed hjælper med at forudsige, hvilke stoffer der kan deltage i dobbelterstatningsreaktioner, og hvilke reaktionsprodukter, der udfældes ud af opløsningen.

TL; DR (for lang; læste ikke)

A dobbelt erstatningsreaktion er en præcipitation eller syre-basereaktion, hvor reaktanterne ioniserer, og enten de positive eller negative ioner udveksler steder for at fremstille to nye stoffer. Udfældningsreaktioner producerer et stof, der er uopløseligt, mens syre-base-reaktioner kan producere opløselige, flydende eller gasformige reaktionsprodukter.
Sådan fungerer dobbeltudskiftningsreaktioner

Detaljerne om, hvordan en dobbelt erstatningsreaktion fungerer, kan ses med eksemplet med hypotetiske forbindelser AB og CD. Dette er forbindelser, hvor atomer A og C har dannet bindinger med henholdsvis atomer B og D. Når de placeres i opløsning, adskiller de sig i positivt ladede ioner A ^{+ og C ^{+ sammen med negativt ladede ioner B ^{- og D ^-.}}}

De to positivt ladede ioner frastøder hinanden på grund af deres lignende ladninger, ligesom de to negativt ladede ioner. Det efterlader AD og CB som den potentielle dobbeltudskiftningskemiske reaktion, hvor B- og D-ioner skifter plads. De nye forbindelser kan være et uopløseligt fast stof, et opløseligt fast stof, en væske eller en gas. Afhængigt af reaktionens detaljer viser den type stof, der produceres, om en reaktion har fundet sted.
Opløselighedsregler

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

Nitratsalte er opløselige.

Salte af alkalimetalioner såsom lithium, natrium og kalium er opløselige .

Ammoniumion-salte er opløselige.

De fleste bromid-, iodid- 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 undtagen alkalimetaller og ammonium.

Udskiftningsreaktioner med udfældning

Typiske udfældningsreaktioner indfører to opløselige stoffer i en vandopløsning, der producerer et uopløseligt fast stof. For eksempel reagerer zinknitrat og natriumphosphat i en dobbelt erstatningsreaktion. Zinknitrat er opløseligt i vand, fordi det er et nitratsalt, og selv om fosfater for det meste er uopløseligt, er natrium et alkalimetal, og derfor er natriumphosphat opløseligt. De to stoffer udveksler ioner for at blive natriumnitrat, der forbliver i opløsning, og zinkphosphat, som er uopløselig og udfældes.
Acid-base erstatningsreaktioner

Syrer og baser ioniseres i opløsning til dannelse af brint og hydroxidioner. I en dobbelterstatningsreaktion forenes hydrogenionen fra syren med hydroxidionen af basen til dannelse af vand, et af de dobbelterstatningsreaktionsprodukter. De andre produkter dannes ud fra de resterende ioner, der indføres i reaktionen.

En simpel syre-base-reaktion, såsom saltsyre (HCI) og natriumhydroxid (NaOH), giver et salt (NaCI) og vand. En mere kompleks reaktion opløser natriumcarbonat (Na <2CO <3>) i en vandopløsning af HCI. Den resulterende dobbelterstatningsreaktion giver NaCl og CO _{2 såvel som vand.}

De centrale træk ved dobbelterstatningsreaktioner er opløseligheden af de to reaktanter, deres ionisering i opløsning og beviset for de resulterende kemisk reaktion. Hvis der dannes et bundfald eller en gas, har der fundet en kemisk reaktion sted, men for nogle syre-basereaktioner kan produktet være flydende eller et opløseligt salt. I sådanne tilfælde kan yderligere tests kræves for at bevise en reaktion.

Sidste artikelHvad sker der i en Lewis-syre-basereaktion?

Næste artikelHvor er det meste af et atoms masse?