scienzità: Le reazioni chimiche - reazioni di doppio scambio (2)

Le reazioni chimiche - reazioni di doppio scambio (2)

Altri tipi di reazioni sono trattati nei post precedenti: Le reazioni di sintesi (1) e Le reazioni di sintesi (2) Le reazioni di Decomposizione , le reazioni di scambio semplice
e le reazioni di doppio scambio prima parte

Guardiamo ora le due più importanti classi di reazioni di doppio scambio.

In questo post tratteremo le reazioni con formazione di acqua e nel prossimo le reazioni con formazione di precipitato.

2- Reazioni con formazione di Acqua o reazioni di neutralizzazione.

Cos'hanno in comune questo gruppo di reazioni di doppio scambio?

Almeno uno dei reagenti è un acido o una base. Per cui il pH della soluzione in cui sono presenti i reagenti non è neutro (7)

Ovviamente, dato che si chiamano reazioni di neutralizzazione, la reazione stechiometricamente bilanciata alla fine produrrà due prodotti che non sono né un acido né una base.

Il pH della soluzione, al termine della reazione stechiometricamente bilanciata è 7!

Questo tipo di reazioni comprendono tre casi diversi:

A- ll primo caso comprende le reazioni in cui un acido e una base in soluzione acquosa reagiscono per dare un sale, (binario terziario o quaternario, dipende dai reagenti) e acqua.

ACIDO + BASE -------> SALE + ACQUA

Facciamo un esempio (le conoscete già in quanto le abbiamo trattate quando abbiamo affrontato la nomenclatura dei sali)

Facciamo reagire un acido, Acido Solforico e una base, l'Idrossido di Potassio. Dobbiamo ottenere un sale e acqua. Come faccio a sapere quale sale si forma?

È molto semplice. Queste sono reazioni di doppio scambio, per cui i due reagenti si scambiano i partner. Per quanto riguarda gli idrossidi, che sono già composti ionici e quindi in acqua si dissociano negli ioni costituenti, non è un problema.

I due partner di un idrossido sono lo ione metallico Meⁿ⁺e sempre lo ione idrossidoOH^-

E per quanto riguarda l'acido?

Gli acidi in soluzione acquosa liberano H⁺!

è quello il partner che scambiano con l'idrossido.

Una volta determinati i partner è tutto più facile.

Ora salta subito agli occhi che non basta una sola molecola di idrossido di sodio per reagire con una molecola di acido solforico che è in grado di liberare in soluzione acquosa entrambi gli ioni idrogeno.

Ne occorreranno 2!

Ora possiamo scambiare e riunire i nuovi partner

Riuniamo le due semireazioni. È una reazione spontanea che produce una grande quantità di calore

B- ll secondo caso comprende le reazioni in cui un ossido metallico (basico) e un acido in soluzione acquosa reagiscono per dare un sale e acqua.

OSSIDO METALLICO + ACIDO -------> SALE + ACQUA

Facciamo un esempio

Facciamo reagire un ossido, Ossido di Nichel (II) e un acido, l'Acido Nitrico. Dobbiamo ottenere un sale e acqua. Come faccio a sapere quale sale si forma?

Anche in questo caso conviene prima determinare i partner. Quelli dell'acido ormai li conosciamo. Uno è sempre H⁺per cui l'altro sarà, in questo caso NO₃^-

Ma quali sono i partner degli ossidi metallici?

Sono composti ionici in cui l'Ossigeno è presente come ione ossido O^-- , i 2 elettroni di ogni ossigeno sono stati donati dagli atomi del metallo che assume quindi le corrispettive cariche positive.

In questo caso è molto semplice in quanto ogni atomo di Nichel dona 2 elettroni all'Ossigeno.

(partite sempre dal numero di atomi di ossigeno e ricordate che ognuno di essi ha preso 2 elettroni, per cui gli atomi di metallo partner devono aver fornito all'ossigeno tutti gli elettroni in eccesso)

Scomponiamo quindi i composti nei due partner di ognuno.

Anche in questo risulta chiaro che non basta una sola molecola di acido nitrico per reagire con una molecola dell'Ossido.

Ce ne vogliono 2!

Ora possiamo scambiare e riunire i nuovi partner

Riuniamo le due semireazioni.

C- ll terzo caso comprende le reazioni in cui un ossido acido (anidride) e un idrossido in soluzione acquosa reagiscono per dare un sale e acqua.

OSSIDO ACIDO + IDROSSIDO -------> SALE + ACQUA

Facciamo un esempio

Facciamo reagire un ossido, Anidride Solforica e un idrossido, l'Idrossido di Sodio. Dobbiamo ottenere un sale e acqua. Come faccio a sapere quale sale si forma?

Questo caso non è semplice da risolvere come gli altri due.

Dobbiamo tornare indietro di un paio di post e riguardare le reazioni di sintesi.

E poi operare come nel caso A qualche riga sopra.

L'anidride è gassosa ma, a contatto con l'acqua, reagisce spontaneamente per dare l'acido corrispondente

(reazioni di sintesi che abbiamo visto in questo post.

Una serie di reazioni spesso associata all'inquinamento, in quanto le anidridi immesse nell'atmosfera possono trasformarsi in acidi a contatto con le goccioline condensate di vapore acqueo e dare origine al fenomeno delle piogge acide)

Per cui appena l'anidride solforica entra nella soluzione, reagisce con l'acqua per dare Acido Solforico.

L'acido solforico poi reagisce nella reazione di doppio scambio con l'Idrossido di sodio con lo stesso meccanismo che abbiamo visto nel punto A.

Quindi per il tipo C dobbiamo prima passare per una reazione di sintesi e poi per quella di doppio scambio canonica