Reazioni di doppio scambio

Le reazioni di doppio scambio sono reazioni chimiche in cui due composti reagiscono tra loro e si scambiano a vicenda uno dei propri costituenti.

L’equazione generale di tali reazioni è la seguente:

AB + CD → AD + CB

Ad esempio:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Qui l’idrossido di sodio e l’acido cloridrico si combinano e formano il cloruro di sodio e l’acqua.

Come possiamo notare, OH e Cl prendono l’uno il posto dell’altro nel passaggio dai reagenti ai prodotti.

Tre diverse reazioni di doppio scambio

Nelle reazioni di doppio scambio si forma sempre un gas, un precipitato (cioè un composto insolubile) o acqua:

Reazioni di doppio scambio con formazione di un gas

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S

Reazioni di doppio scambio con formazione di un precipitato

AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃

Reazioni di doppio scambio con formazione di acqua

2NaOH + SO₃ → Na₂SO₄ + H₂O

In base a che cosa avviene lo scambio?

I costituenti non si scambiano mai in maniera casuale, ma in base alla carica elettrica che possiedono.

Le reazioni di doppio scambio avvengono infatti in soluzione acquosa, per cui i composti sono sempre formati da un costituente positivo e da un costituente negativo, vale a dire da uno ione positivo (catione) e da uno ione negativo (anione).

Lo scambio può avvenire soltanto tra ioni che hanno la stessa carica, per cui uno ione negativo si scambierà sempre con uno ione negativo e mai con uno ione positivo.

La prima cosa da fare è dividere quindi i composti in anioni e cationi, in modo da capire poi con esattezza quali sono gli ioni che si scambiano (in altre parole, non dobbiamo fare altro che scrivere l’equazione ionica della reazione).

Facciamo un esempio pratico:

HCl + NaOH

Se avviene una reazione di doppio scambio tra questi reagenti, quali prodotti si formano?

Innanzitutto, scomponiamo ciascun composto nei rispettivi ioni:

H⁺Cl^– + Na⁺OH^–

A questo punto prendiamo gli ioni con una determinata carica (ad esempio, quelli negativi) e scambiamoli:

Na⁺Cl^– + H⁺OH^–

L’equazione diventa quindi:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

L’equazione ionica corrispondente sarebbe:

H⁺Cl^– + Na⁺OH^– → Na⁺Cl^– + H⁺OH^–

Le reazioni di doppio scambio: ioni positivi e ioni negativi

Come facciamo a distinguere gli ioni positivi da quelli negativi in un composto?

Per quanto riguarda i composti binari, nella formula chimica c’è sempre prima il catione e poi l’anione:

NaCl = Na⁺Cl^–

Per quanto riguarda invece i composti ternari, le regole sono queste:

negli idrossidi l’anione è sempre il gruppo OH
negli ossiacidi il catione è sempre l’idrogeno iniziale
nei sali ternari il catione è sempre il metallo iniziale

Ad esempio:

Idrossidi

NaOH = Na⁺OH^–

Ossiacidi

HNO₃ = H⁺NO₃^–

Sali ternari

KMnO₄ = K⁺MnO₄^–

Per i sali ternari fa eccezione il catione poliatomico NH₄, che consiste in un unico ione positivo (NH₄⁺).

Gli altri tipi di reazioni chimiche

Oltre che di doppio scambio, le reazioni chimiche possono essere: