Definition und Beispiele von Doppelverschiebungsreaktionen

Eine doppelte Verdrängungsreaktion, auch als Salzmetathesereaktion, Austausch- und doppelte Zersetzungsreaktion bekannt, ist eine Art von Reaktion, bei der zwei ionische Verbindungen Ionen austauschen, um zwei neue Verbindungen zu bilden, was typischerweise zur Bildung eines Produkts führt, das ein Niederschlag ist . Das allgemeine Muster von Doppelverschiebungsreaktionen sieht folgendermaßen aus:

AB + CD → AD + CB

Die Reaktion tritt am häufigsten zwischen ionischen Verbindungen auf, obwohl die zwischen chemischen Spezies gebildeten Bindungen technisch gesehen ionischer oder kovalenter Natur sein können. Säuren oder Basen nehmen auch an Doppelverdrängungsreaktionen teil, die in den Produktverbindungen gebildeten Bindungen sind die gleiche Art von Bindungen, die in Reaktantenmolekülen zu sehen sind, normalerweise ist das Lösungsmittel für diese Art von Reaktion Wasser.

Der einfachste Weg, eine doppelte Verdrängungsreaktion zu identifizieren, besteht darin, zu überprüfen, ob die Kationen Anionen miteinander ausgetauscht haben. Ein anderer Weg, dies zu wissen, besteht darin, dass, wenn die Aggregatzustände angegeben sind, nach wässrigen Reagenzien und der Bildung eines festen Produkts gesucht wird ( bereits die Reaktion erzeugt normalerweise einen Niederschlag).

Arten von Doppelverschiebungsreaktionen

Doppelverdrängungsreaktionen können in mehrere Kategorien eingeteilt werden, einschließlich Gegenionenaustausch, Alkylierung, Neutralisation, Säure-Carbonat-Reaktionen, wässrige Metathese mit Präzipitation und wässrige Metathese mit doppelter Zersetzung. Die beiden im Chemieunterricht am häufigsten vorkommenden Arten sind Fällungsreaktionen und Neutralisationsreaktionen.

Als nächstes erklären wir die Fällungs- und Neutralisationsreaktionen genauer:

Niederschlagsreaktionen

Sie sind Reaktionen, bei denen ein  unlösliches Produkt (nicht gelöst) im Medium, normalerweise Wasser, gebildet wird. Wenn eine ionische Substanz in ein Lösungsmittel gegeben wird, können sich ihre Ionen trennen (auflösen) oder zusammenbleiben (nicht auflösen). Dies hängt neben vielen anderen Faktoren von der Art der Reagenzien, der Temperatur, dem Teilungsgrad des gelösten Stoffs ab. Eine Fällungsreaktion tritt auf, wenn beim Mischen ionischer Substanzen die im Medium vorhandenen Ionen dazu neigen, sich zu vereinigen und einen Niederschlag zu bilden. Es ist wichtig zu erwähnen, dass bei dieser Art von Reaktion ein unlösliches Produkt gebildet wird.

Hier ist ein Beispiel für die Reaktion zwischen Blei(II)nitrat und Kaliumjodid zur Bildung von Kaliumnitrat (löslich) und Bleijodid (unlöslich).

Pb (NO  ₃  )  ₂  (aq) + 2 KI (aq) → 2 KNO  ₃  (aq) + PbI  ₂  (s)

Bleijodid bildet den Niederschlag, während das Lösungsmittel (Wasser) und lösliche Reagenzien und Produkte als Überstand bezeichnet werden. Die Bildung eines Niederschlags treibt die Reaktion voran, wenn das Produkt aus der Lösung kommt.

Neutralisationsreaktionen

Neutralisationsreaktionen sind die Reaktionen zwischen einer Säure und einer Base, um die Konzentration der verschiedenen Substanzen in der Lösung zu bestimmen. Sie treten auf, wenn eine Säure vollständig mit einer Base reagiert, wobei Salz und Wasser entstehen. Es gibt nur einen Fall, in dem bei der Reaktion kein Wasser gebildet wird, es ist die Kombination eines Nichtmetalloxids mit einem Metalloxid.

Die Reaktion zwischen Essig und Backpulver im Backpulver-Vulkan ist ein Beispiel für eine Neutralisationsreaktion, bei dieser speziellen Reaktion wird ein Gas (Kohlendioxid) freigesetzt, das für das entstehende Sprudeln verantwortlich ist. Die anfängliche Neutralisationsreaktion ist:

NaHCO  ₃  + CH  ₃  COOH (wässrig) → H  ₂  CO  ₃  + NaCH  ₃  COO

Sie können erkennen, dass die Kationen Anionen ausgetauscht haben, aber aufgrund der Schreibweise der Verbindungen ist es etwas schwieriger, den Anionenaustausch zu bemerken. Der Schlüssel zur Identifizierung der Reaktion als doppelte Verdrängung besteht darin, die Atome der Anionen zu betrachten und sie auf beiden Seiten der Reaktion zu vergleichen.

Beispiele

Die Reaktion zwischen Silbernitrat und Natriumchlorid ist eine doppelte Verdrängungsreaktion, bei der Silber sein Nitrit-Ion gegen Natriumchlorid-Ion austauscht, wodurch das Natrium das Nitration aufnimmt.
AgNO  ₃  + NaCl → AgCl + NaNO  ₃

Hier ist ein weiteres Beispiel:

BaCl  ₂  (wässrig) + Na  ₂  SO  ₄  (wässrig) → BaSO  ₄  (s) + 2 NaCl (wässrig)

In diesem Beispiel sind die Kationen BA2 und NA+ und die Anionen Cl- und SO24, wenn wir die Anionen oder Kationen austauschen, erhalten wir als Produkte: BaSO4 und NaCl.

Schlussfolgerungen:

• Eine doppelte Verdrängungsreaktion ist eine Art chemische Reaktion, bei der Reaktanden ihre Plätze austauschen, um neue Produkte zu bilden.
• Normalerweise führt eine doppelte Verdrängungsreaktion zur Bildung eines Niederschlags.
• Chemische Bindungen zwischen Reaktanten können kovalent oder ionisch sein.
• Eine doppelte Verdrängungsreaktion wird auch als doppelte Austauschreaktion, Salzmetathesereaktion oder doppelte Zersetzung bezeichnet.