Tabla de Contenidos
Znane również jako reakcje podwójnego przemieszczenia, podwójnego rozkładu lub metatezy, to te, w których dwie substancje chemiczne reagują ze sobą, wymieniając neutralne grupy lub jony o tym samym ładunku, dając początek dwóm nowym związkom, w których obecne są te same rodzaje wiązań.
Reakcje podwójnej wymiany można postrzegać jako zamianę par. Dwie oryginalne pary reprezentują dwa odczynniki wyjściowe, a po reakcji otrzymuje się dwie nowe pary.
Podczas metatezy lub reakcji podwójnej wymiany jedna z grup lub jonów w jednej cząsteczce wypiera podobną grupę w drugiej, podczas gdy jedna z grup w drugiej wypiera podobną grupę w pierwszej. To jest powód, dla którego nazywa się je reakcjami podwójnego przemieszczenia.
Jak rozpoznać reakcje podwójnej wymiany?
Reakcje metatezy są łatwe do rozpoznania. Po pierwsze, zawsze obejmują dwa reagenty i dwa produkty. Po drugie, zawsze przestrzegają następującego schematu:
Zarówno A, jak i B, C i D mogą odpowiadać pojedynczym atomom lub grupom atomów. Jak widać na tym schemacie, grupa A wypiera lub zastępuje grupę C w cząsteczce CD, podczas gdy w tym samym czasie grupa C zastępuje grupę A (lub grupa D zastępuje grupę D, w zależności od punktu widzenia). .
Wiązanie między grupami A i B oraz między C i D może być zarówno jonowe, jak i kowalencyjne. Liczy się tylko to, aby połączenie utworzone w obu produktach było tego samego typu.
Typy reakcji podwójnej wymiany
W zależności od rodzajów reagentów i rodzajów powstających produktów można wyróżnić różne typy reakcji metatezy lub podwójnej wymiany:
metateza soli
W reakcjach metatezy soli zarówno reagenty, jak i oba produkty są solami (związkami jonowymi). Ogólny schemat pokazany powyżej, w przypadku metatezy soli wygląda następująco:
W takich przypadkach dwoma reagentami są zwykle sole rozpuszczalne w wodzie lub innym rozpuszczalniku, podczas gdy jednym z dwóch produktów jest nierozpuszczalna sól, która wytrąca się.
Przykłady reakcji wymiany soli podwójnej
Większość reakcji wytrącania to reakcje podwójnej wymiany. Niektóre przykłady to:
W tej reakcji jony srebra (I) i potasu zastępują się nawzajem, tworząc nierozpuszczalną sól chlorku srebra i rozpuszczalną sól azotanu srebra, która pozostaje w roztworze.
Tutaj kationy sodu i baru są wymieniane, dając nierozpuszczalny siarczan baru i chlorek sodu, który pozostaje w roztworze.
Reakcje neutralizacji kwasowo-zasadowej
Inną bardzo powszechną klasą reakcji podwójnego podstawienia są reakcje zobojętniania kwasowo-zasadowego. Reakcje te rozpoczynają się od reakcji między zasadą (na przykład wodorotlenkiem metalu) a kwasem (którym może być hydrokwas, kwas tlenowy lub kwas organiczny) i dają sól i wodę jako produkty:
Przykłady reakcji zobojętniania kwasowo-zasadowego
Jest to reakcja między mocnym kwasem (kwas azotowy) a mocną zasadą (wodorotlenek potasu). Jednak może to również obejmować słabe kwasy i zasady, takie jak:
reakcje wymiany metali
Ten typ reakcji podwójnej wymiany występuje w przypadku związków metaloorganicznych. W przeciwieństwie do poprzednich przykładów obejmujących rozrywanie i tworzenie wiązań jonowych, tutaj koordynacyjne wiązania kowalencyjne są rozrywane i tworzone między metalem (działającym jak kwas Lewisa) a grupą organiczną, która przekazuje parę wiążącą elektronów (która działa jak zasada Lewisa) .
Przykłady reakcji wymiany metali
Organiczne reakcje podwójnego przemieszczenia
Reakcje podstawienia, którym podlegają związki organiczne, takie jak halogenki alkilowe i alkohole (by wymienić tylko kilka), są również reakcjami podwójnej wymiany lub podwójnego podstawienia. W nich grupa przychodząca zastępuje grupę wychodzącą, podczas gdy grupa wychodząca dołącza do pierwotnego odpowiednika grupy przychodzącej.
Przykładami reakcji podwójnego podstawienia są również reakcje hydrolizy niektórych związków organicznych .
Przykłady reakcji podwójnego podstawienia organicznego
Poniżej podano przykład reakcji podstawienia nukleofilowego, w której brom jest zastępowany jodem i odwrotnie.
Innym przykładem jest hydroliza estrów. W tym przypadku
Bibliografia
Carey, F. (1999). Chemia organiczna (wyd. 3). Madryt, Hiszpania: firmy McGraw-Hill.
Chang, R. i Goldsby, KA (2012). Chemia, wydanie 11 (wyd. 11). Nowy Jork, Nowy Jork: McGraw-Hill Education.
