omega77/iStock/GettyImages

Een dubbele vervangingsreactie (dubbele verplaatsingsreactie) vindt plaats wanneer twee oplosbare zouten dissociëren in water, en hun kationen en anionen partners uitwisselen en twee nieuwe producten vormen. De reactie verloopt in waterige oplossing; de producten kunnen in oplossing blijven, zich ontwikkelen als een gas of neerslaan als een onoplosbare vaste stof.

TL;DR

Bij een dubbele vervangingsreactie wisselen ionen van plaats, wat leidt tot een neerslag of een zuur-base-reactie. Oplosbaarheidsregels bepalen of een vaste stof neerslaat, een gas ontstaat of de producten in oplossing blijven.

Hoe de reactie plaatsvindt

Overweeg twee generieke zouten, AB en CD. In water dissociëren ze in A ⁺ + B ^– en C ⁺ + D ^– . Omdat gelijke ladingen elkaar afstoten, recombineren de kationen en anionen om de nieuwe paren AD en CB te vormen. Afhankelijk van hun oplosbaarheid kunnen AD en CB verschijnen als een vast neerslag, opgelost blijven of een gas vormen.

Oplosbaarheidsregels

Oplosbaarheidsregels zijn essentieel voor het voorspellen van de uitkomst van een dubbele vervangingsreactie. Als een van beide reactanten onoplosbaar is, zal deze niet deelnemen. De meest gebruikte regels zijn:

• Alleen nitraat (NO₃ ⁻) zouten zijn oplosbaar.
• Alkalimetaalzouten (Li ⁺ , Na ⁺ , K ⁺ , Rb ⁺ , Cs ⁺ ) zijn oplosbaar.
• Ammonium (NH₄ ⁺ ) zouten zijn oplosbaar.
• De meeste halogenidezouten (Cl ^– , Br ^– , ik ^– ) zijn oplosbaar, behalve Ag ⁺ , Hg₂ ²⁺ , en Pb ²⁺ .
• De meeste sulfaatzouten (SO₄ ^2– ) zijn oplosbaar, behalve Ca ²⁺ , Hg₂ ²⁺ , Pb ²⁺ , en Ba ²⁺ .
• De meeste hydroxidezouten zijn onoplosbaar, behalve Ca ²⁺ , Ba ²⁺ , en Sr ²⁺ .
• De meeste sulfide-, carbonaat-, fosfaat- en chromaatzouten zijn onoplosbaar, behalve die van alkalimetalen en NH₄ ⁺ .

Neerslagreacties

Wanneer twee oplosbare zouten worden gemengd, is een veelvoorkomend resultaat de vorming van een onoplosbare vaste stof. Door bijvoorbeeld zinknitraat (Zn(NO₃ )₂ ) en natriumfosfaat (Na₃ PO₄ ) produceert natriumnitraat, dat in oplossing blijft, en zinkfosfaat (Zn₃ (PO₄ )₂ ), wat neerslaat:

Zn(NO₃ )₂ (aq) + Na₃ PO₄ (aq) → 3NaNO₃ (aq) + Zn₃ (PO₄ )₂ (s)

Zuur-base-vervangingsreacties

Zuren en basen nemen ook deel aan dubbele vervangingsreacties. In oplossing doneert een zuur H ⁺ , terwijl een base OH ^– levert . De H ⁺ en OH ^– combineren om water te vormen, en de resterende ionen vormen een zout. Bijvoorbeeld:

HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H₂ O (l)

In een complexer geval reageert natriumcarbonaat met zoutzuur, waarbij natriumchloride, kooldioxidegas en water ontstaan:

Na₂ CO₃ (aq) + 2HCl (aq) → 2NaCl (aq) + CO₂ (g) + 3H₂ O (l)

Deze voorbeelden illustreren hoe de oplosbaarheid van de reactanten en de identiteit van de ionen bepalen of er een neerslag, gas of oplosbaar zout ontstaat.

Voor onduidelijke gevallen waarin de producten oplosbaar blijven, zijn vaak aanvullende tests (bijvoorbeeld pH-meting, geleidbaarheid of spectroscopische analyse) nodig om te bevestigen dat er een reactie heeft plaatsgevonden.