ΙΠΛΗ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ Οι αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης γίνονται ανάµεσα σε ηλεκτρολύτες µε ανταλλαγή ιόντων. Για να πραγµατοποιηθεί µια αντίδραση διπλής αντικατάστασης πρέπει ένα τουλάχιστον από τα προϊόντα της αντίδρασης να είναι αέριο ή ίζηµα (δυσδιάλυτο σώµα) ή να είναι ελάχιστα ιονιζόµενο σώµα (δηλ. ασθενής ηλεκτρολύτης). Στις αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης δεν µεταβάλλονται οι αριθµοί οξείδωσης των χηµικών στοιχείων που περιέχονται στα αντιδρώντα σώµατα, δηλαδή πρόκειται για αντιδράσεις ΜΕΤΑΘΕΤΙΚΕΣ. Επίσης επειδή τα αντιδρώντα σωµατίδια είναι ιόντα οι αντιδράσεις αυτές χαρακτηρίζονται ΙΟΝΤΙΚΕΣ. Από άποψη απόδοσης οι αντιδράσεις αυτές θεωρούνται ποσοτικές δηλ. η απόδοση τους πλησιάζει στο 100%. Έτσι λοιπόν µπορούµε να τις γράφουµε µονόδροµες. Οι περιπτώσεις αντιδράσεων διπλής αντικατάστασης είναι: 1. Αντίδραση µεταξύ οξέος και άλατος OΞΥ + ΑΛΑΣ ΝΕΟ ΟΞΥ + ΝΕΟ ΑΛΑΣ Η 2 SO 4 + BaCl 2 2HCl + BaSO 4 Η αντίδραση αυτή γίνεται όταν το ΝΕΟ ΟΞΥ είναι ασθενέστερο του αρχικού ή το νέο άλας είναι δυσδιάλυτο (ίζηµα). Στην περίπτωση που έχουµε επίδραση ενός οξέος σε ανθρακικό ή θειώδες άλας σχηµατίζεται ανθρακικό ή θειώδες οξύ, σώµατα ασταθή που διασπώνται και δίνουν αντίστοιχα διοξείδιο του άνθρακα ή του θείου και νερό. 2HCl + Na 2 CO 3 CO 2 + H 2 O + 2NaCl 2HCl + Na 2 SO 3 SO 2 + H 2 O + 2NaCl 2. Αντίδραση µεταξύ βάσης και άλατος ΒΑΣΗ + ΑΛΑΣ ΝΕΑ ΒΑΣΗ + ΝΕΟ ΑΛΑΣ Ca(OH) 2 + Na 2 CO 3 2NaOH + CaCO 3 Η αντίδραση αυτή γίνεται όταν η ΝΕΑ ΒΑΣΗ είναι ασθενέστερη της αρχικής ή το νέο άλας είναι δυσδιάλυτο (ίζηµα). Στην περίπτωση που έχουµε επίδραση βάσης σε χλωριούχο αµµώνιο το σχηµατιζόµενο υδροξείδιο του αµµωνίου είναι ασταθές και διασπάται σε αέρια αµµωνία και νερό. NaOH + NH 4 Cl NH 3 + H 2 O + NaCl
3. Αντίδραση µεταξύ δύο αλάτων ΑΛΑΣ 1 + ΑΛΑΣ 2 ΑΛΑΣ 3 +ΑΛΑΣ 4 AgNO 3 + NaCl NaNO 3 + AgCl Η αντίδραση αυτή γίνεται όταν το ΑΛΑΣ 3 ή το ΑΛΑΣ 4 ή και τα δύο είναι δυσδιάλυτα (ιζήµατα). 4. Αντίδραση εξουδετέρωσης Στις αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης µπορούµε να κατατάξουµε και την εξουδετέρωση γιατί το νερό που παράγεται είναι ελάχιστα ιονιζόµενο σώµα: ΟΞΥ + ΒΑΣΗ ΑΛΑΣ + Η 2 Ο Η 2 SO 4 + Ca(OH) 2 CaSO 4 + H 2 O Τα κυριότερα αέρια που συναντάµε σε αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης είναι : HF, HCl, HBr, HI, HCN, H 2 S, CO 2, SO 2, NH 3. (Για να τα αποµακρύνουµε από το δ/µα ανεβάζουµε την θερµοκρασία οπότε η διαλυτότητά τους στο νερό ελαττώνεται). Τα κυριότερα δυσδιάλυτα σώµατα που συναντάµε στις αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης δίνονται στον παρακάτω πίνακα. ΠΙΝΑΚΑΣ ΙΖΗΜΑΤΩΝ υσδιάλυτα άλατα ΑΝΘΡΑΚΙΚΑ ΠΥΡΙΤΙΚΑ ΦΩΣΦΟΡΙΚΑ ΘΕΙΟΥΧΑ ΦΘΟΡΙΟΥΧΑ AgCl, PbCl 2, CuCl, Hg 2 Cl 2 AgBr, PbBr 2, CuBr, Hg 2 Br 2 AgI, PbI 2, CuI, Hg 2 I 2 CaSO 4, BaSO 4, PbSO 4 (NH4) 2 PtCl 6 Ευδιάλυτα άλατα K 2 CO 3, Na 2 CO 3, (NH 4 ) 2 CO 3 K 2 SiO 3, Na 2 SiO 3 K 3 PO 4, Na 3 PO 4, (NH 4 ) 3 PO 4 K 2 S, Na 2 S, (NH 4 ) 2 S, CaS, BaS, MgS KF, NaF, NH 4 F, AgF ΧΛΩΡΙΟΥΧΑ ΒΡΩΜΙΟΥΧΑ ΙΩ ΙΟΥΧΑ ΘΕΙΪΚΑ Νιτρικά, Χλωρικά, Όξινα ανθρακικά άλατα του Κ, Να, ΝΗ4
ΑΣΚΗΣΗ 01 Να συµπληρωθούν προϊόντα και συντελεστές στις παρακάτω χηµικές αντιδράσεις και να ονοµασθούν αντιδρώντα και προϊόντα: 1. KCN + HCl 2. (NH 4 ) 2 S + HCl 3. CαCO 3 + HNO 3 4. Cα(HCO 3 ) 2 + HCl 5. NH 4 Cl + Cα(OH) 2 6. (NH 4 ) 2 SO 4 + CαO 7. MgSO 3 + HCl 8. Nα 2 CO 3 + H 2 SO 4 9. NH 4 Br + KOH 10. AgNO 3 + KBr 11. AgNO 3 + NαI 12. Bα(NO 3 ) 2 + K 2 SO 4 13. Pb(NO 3 ) 2 + Nα 2 SO 4 14. CαCl 2 + Nα 2 CO 3 15. CuSO 4 + H 2 S 16. AgNO 3 + H 2 S 17. FeCl 2 + H 2 S 18. Pb(NO 3 ) 2 + (NH 4 ) 2 S 19. BαCl 2 + K 2 SO 4 20. ZnSO 4 + BαS 21. AgNO 3 + KOH 22. CuSO 4 + NαOH
23. (CH 3 COO) 2 Pb + Nα 2 S 24. FeCl 3 + KOH 25. CO 2 + Cα(OH) 2 26. HCl + KOH 27. H 2 SO 4 + NaOH 28. HNO 3 + Ca(OH) 2 29. H 3 PO 4 + NH 4 OH 30. Ba(OH) 2 + HBr 31. Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 32. Al(OH) 3 + HI 33. H 2 SO 3 + KOH 34. HNO 2 + Mg(OH) 2 35. HCl + CaO 36. SO 3 + NaOH 37. N 2 O 5 + Al(OH) 3 38. H 2 SO 4 + MgO 39. CO 2 + KOH 40. H 3 PO 4 + BaO
ΑΣΚΗΣΗ 02 Να συµπληρωθούν οι παρακάτω αντιδράσεις: 1. Υδροϊώδιο + υδροξείδιο του καλίου 2. ιοξείδιο του άνθρακα + υδροξείδιο του νατρίου 3. Υδροβρώµιο + υδροξείδιο του νατρίου 4. Πεντοξείδιο του αζώτου + υδροξείδιο του ασβεστίου 5. Υδροχλώριο + αµµωνία 6. Υδρόθειο + οξείδιο του µαγνησίου 7. Νιτρικό οξύ + υδροξείδιο του αργιλίου 8. Πεντοξείδιο του φωσφόρου + υδροξείδιο του καλίου 9. Θειϊκό οξύ + υδροξείδιο του βαρίου 10. Τριοξείδιο του θείου + υδροξείδιο του νατρίου 11. Φωσφορικό οξύ + υδροξείδιο του µαγνησίου 12. Θειϊκό οξύ + οξείδιο του καλίου 13. Νιτρικό οξύ + οξείδιο του ασβεστίου 14. Υδρόθειο + υδροξείδιο του καλίου 15. Θειϊκό οξύ + αµµωνία 16. Φωσφορικό οξύ + οξείδιο του νατρίου 17. Χλωρικό οξύ + υδροξείδιο του ασβεστίου 18. Υδροκυάνιο + υδροξείδιο του αργιλίου 19. Θειϊκό οξύ + χλωριούχο νάτριο 20. Ιωδιούχο ασβέστιο + θειϊκό οξύ 21. Κυανιούχο νάτριο + νιτρικό οξύ 22. Υδροξείδιο του ασβεστίου + ανθρακικό νάτριο 23. Χλωριούχο αµµώνιο + υδροξείδιο του βαρίου 24. Θειούχος σίδηρος (ΙΙ) + υδροχλώριο 25. Φωσφορικό οξύ + θειϊκό µαγνήσιο 26. Θειϊκό αµµώνιο + υδροξείδιο του νατρίου 27. ιοξείδιο του άνθρακα + οξείδιο του ασβεστίου 28. Θειούχο νάτριο + νιτρικό οξύ 29. Νιτρικός άργυρος + χλωριούχος σίδηρος (ΙΙ) 30. Τριοξείδιο του θείου + οξείδιο του καλίου
ΑΣΚΗΣΗ 01 - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ 1. KCN + HCl KCl + HCN Κυανιούχο κάλιο + Υδροχλώριο Χλωριούχο κάλιο + Υδροκυάνιο 2. (NH 4 ) 2 S + 2 HCl 2 NH 4 Cl + H 2 S Θειούχο αµµώνιο + Υδροχλώριο Χλωριούχο αµµώνιο + Υδρόθειο 3. CαCO 3 + 2 HNO 3 Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O + CO 2 Ανθρακικό ασβέστιο + νιτρικό οξύ Νιτρικό ασβέστιο + Νερό + ιοξείδιο του άνθρακα 4. Cα(HCO 3 ) 2 + 2 HCl CaCl 2 + 2 H 2 O + 2 CO 2 Όξινο ανθρακικό ασβέστιο + Υδροχλώριο Χλωριούχο ασβέστιο + Νερό + ιοξείδιο του άνθρακα 5. 2 NH 4 Cl + Cα(OH) 2 CaCl 2 + 2 NH 3 + 2 H 2 O Χλωριούχο αµµώνιο + Υδροξείδιο ασβεστίου Χλωριούχο ασβέστιο + Αµµωνία + Νερό 6. (NH 4 ) 2 SO 4 + CaO CaSO 4 + 2 NH 3 + H 2 O Θειϊκό αµµώνιο + Οξείδιο ασβεστίου Θειϊκό ασβέστιο + Αµµωνία + Νερό 7. MgSO 3 + 2 HCl MgCl 2 + H 2 O + SO 2 Θειώδες µαγνήσιο + Υδροχλώριο Χλωριούχο µαγνήσιο + Νερό + ιοξείδιο του θείου 8. Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 Ανθρακικό νάτριο + Θειϊκό οξύ Θειϊκό νάτριο + Νερό + ιοξείδιο του άνθρακα 9. NH 4 Br + KOH KBr + NH 3 + H 2 O Βρωµιούχο αµµώνιο + Υδροξείδιο καλίου Βρωµιούχο κάλιο + Αµµωνία + Νερό 10. AgNO 3 + KBr AgBr + KNO 3 Νιτρικός άργυρος + Βρωµιούχο κάλιο Βρωµιούχος άργυρος + Νιτρικό κάλιο 11. AgNO 3 + NαI AgI + NaNO 3 Νιτρικός άργυρος + Ιωδιούχο Νάτριο Ιωδιούχος άργυρος + Νιτρικό νάτριο 12. Bα(NO 3 ) 2 + K 2 SO 4 BaSO 4 + 2 KNO 3 Νιτρικό βάριο + Θειϊκό κάλιο Θειϊκό βάριο + Νιτρικό κάλιο 13. Pb(NO 3 ) 2 + Nα 2 SO 4 PbSO 4 + 2 NaNO 3 Νιτρικός µόλυβδος + Θειϊκό νάτριο Θειϊκός µόλυβδος + Νιτρικό νάτριο
14. CαCl 2 + Nα 2 CO 3 CaCO 3 + 2 NaCl Χλωριούχο ασβέστιο + Ανθρακικό νάτριο Ανθρακικό ασβέστιο + Χλωριούχο νάτριο 15. CuSO 4 + H 2 S CuS + H 2 SO 4 Θειϊκός χαλκός (ΙΙ) + Υδρόθειο Θειούχος χαλκός (ΙΙ) + Θειϊκό οξύ 16. 2 AgNO 3 + H 2 S Ag 2 S + 2 HNO 3 Νιτρικός άργυρος + Υδρόθειο Θειούχος άργυρος + Νιτρικό οξύ 17. FeCl 2 + H 2 S FeS + 2 HCl Χλωριούχος σίδηρος (ΙΙ) + Υδρόθειο Θειούχος σίδηρος (ΙΙ) + Υδροχλώριο 18. Pb(NO 3 ) 2 + (NH 4 ) 2 S PbS + 2 NH 4 NO 3 Νιτρικός Μόλυβδος (ΙΙ) + Θειούχο αµµώνιο Θειούχος µόλυβδος (ΙΙ) + Νιτρικό αµµώνιο 19. BαCl 2 + K 2 SO 4 BaSO 4 + 2 KCl Χλωριούχο βάριο + Θειϊκό κάλιο Θειϊκό βάριο + Χλωριούχο κάλιο 20. ZnSO 4 + BαS ZnS + BaSO 4 Θειϊκός ψευδάργυρος + Θειούχο βάριο Θειούχος ψευδάργυρος + Θειϊκό βάριο 21. AgNO 3 + KOH KNO 3 + AgOH Νιτρικός άργυρος + Υδροξείδιο καλίου Νιτρικό κάλιο + Υδροξείδιο αργύρου 22. CuSO 4 + 2 NαOH Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 Θειϊκός χαλκός (ΙΙ) + Υδροξείδιο νατρίου Υδροξείδιο χαλκού (ΙΙ) + Θειϊκό νάτριο 23. (CH 3 COO) 2 Pb + Nα 2 S PbS + 2 CH 3 COONa Οξικός µόλυβδος + Θειούχο νάτριο Θειούχος µόλυβδος + Οξικό νάτριο 24. FeCl 3 + 3 KOH 3 KCl + Fe(OH) 3 Χλωριούχος σίδηρος (ΙΙΙ) + Υδροξείδιο καλίου Χλωριούχο κάλιο + Υδροξείδιο σιδήρου (ΙΙΙ) 25. CO 2 + Cα(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O ιοξείδιο άνθρακα + Υδροξείδιο ασβεστίου Ανθρακικό ασβέστιο + Νερό 26. HCl + KOH KCl + H 2 O Υδροχλώριο + Υδροξείδιο καλίου Χλωριούχο κάλιο + Νερό 27. H 2 SO 4 + 2 NaOH Na 2 SO 4 + 2 H 2 O Θειϊκό οξύ + Υδροξείδιο νατρίου Θειϊκό νάτριο + Νερό
28. 2 HNO 3 + Ca(OH) 2 Ca(NO 3 ) 2 + 2 H 2 O Νιτρικό οξύ + Υδροξείδιο ασβεστίου Νιτρικό ασβέστιο + Νερό 29. H 3 PO 4 + 3 NH 4 OH (NH 4 ) 3 PO 4 + 3 H 2 O Φωσφορικό οξύ + Υδροξείδιο αµµωνίου Φωσφορικό αµµώνιο + Νερό 30. Ba(OH) 2 + 2 HBr BaBr 2 + 2 H 2 O Υδροξείδιο βαρίου + Υδροβρώµιο Βρωµιούχο βάριο + Νερό 31. Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 CaSO 4 + 2 H 2 O Υδροξείδιο ασβεστίου + Θειϊκό οξύ Θειϊκό ασβέστιο + Νερό 32. Al(OH) 3 + 3 HI AlI 3 + 3 H 2 O Υδροξείδιο αργιλίου + Υδροϊώδιο Ιωδιούχο αργίλιο + Νερό 33. H 2 SO 3 + 2 KOH K 2 SO 3 + 2 H 2 O Θειώδες οξύ + Υδροξείδιο καλίου Θειώδες κάλιο + Νερό 34. 2 HNO 2 + Mg(OH) 2 Mg(NO 2 ) 2 + 2 H 2 O Νιτρώδες οξύ + Υδροξείδιο µαγνησίου Νιτρώδες µαγνήσιο + Νερό 35. 2 HCl + CaO CaCl 2 + H 2 O Υδροχλώριο + Οξείδιο ασβεστίου Χλωριούχο ασβέστιο + Νερό 36. SO 3 + 2 NaOH Na 2 SO 4 + H 2 O Τριοξείδιο θείου + Υδροξείδιο νατρίου Θειϊκό νάτριο + Νερό 37. 3 N 2 O 5 + 2 Al(OH) 3 2 Al(NO 3 ) 3 + 3 H 2 O Πεντοξείδιο αζώτου + Υδροξείδιο αργιλίου Νιτρικό αργίλιο + Νερό 38. H 2 SO 4 + MgO MgSO 4 + H 2 O Θειϊκό οξύ + Οξείδιο µαγνησίου Θειϊκό µαγνήσιο + Νερό 39. CO 2 + 2 KOH K 2 CO 3 + H 2 O ιοξείδιο άνθρακα + Υδροξείδιο καλίου Ανθρακικό κάλιο + Νερό 40. 2 H 3 PO 4 + 3 BaO Ba 3 (PO 4 ) 2 + 3 H 2 O Φωσφορικό οξύ + Οξείδιο βαρίου Φωσφορικό βάριο + Νερό