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Reações de dupla troca

Definição e exemplos de reações de dupla troca. Deduzir e balancear reações de neutralização e de precipitação. 

O que é uma reação de dupla troca?

Reações de Dupla Troca — também chamadas de duplo deslocamento, dupla troca, ou reações de metátese — ocorrem quando partes de dois compostos iônicos são trocadas, formando dois novos compostos. O padrão geral de uma reação de dupla troca é expresso abaixo:
A+B+C+DA+D+C+B
Você pode pensar na reação como uma troca de cátions e ânions, mas não é uma troca de ambos uma vez que você termina com as mesmas substâncias com as quais iniciou. O solvente para uma reação de dupla troca é normalmente água e os reagentes e produtos são geralmente compostos iônicos - mas eles também podem ser ácidos ou bases.
Veja um exemplo de reação de dupla troca:
BaCl2(aq)+Na2SO4(aq)BaSO4(s)+2NaCl(aq)
Neste exemplo, os cátions são Ba2+ e Na+, e os ânions são Cl e SO42. Se mudarmos os ânions, ou os cátions, obteremos como nossos produtos BaSO4 e NaCl.

Reações de precipitação e neutralização

Identificar reações de dupla troca é normalmente bastante simples uma vez que você pode reconhecer o padrão. Prever se uma reação vai ocorrer pode ser mais complicado; é útil reconhecer alguns tipos comuns de reações de dupla troca. Neste artigo discutiremos reações de precipitação e neutralização.
A reação de precipitação ocorre quando dois compostos iônicos aquosos formam um novo composto iônico que não é solúvel em água. Um exemplo é a reação entre nitrato de chumbo(II) e iodeto de potássio. Ambos os compostos são sólidos brancos que se dissolvem em água e formam soluções límpidas e incolores. Quando você combina as duas soluções límpidas, você obtém a seguinte reação:
Pb(NO3)2(aq)+2KI(aq)2KNO3(aq)+PbI2(s)
Fizemos um sólido dourado bonito a partir de duas soluções transparentes! Na vida real, o frasco de reação se assemelha a figura abaixo.
Uma névoa de iodeto de chumbo (II) em estado sólido se forma quando as soluções límpidas de nitrato de chumbo (II) e iodeto de potássio são combinadas.
Misturar soluções aquosas de nitrato de chumbo(II) e iodeto de potássio resulta na formação de iodeto de chumbo(II) insolúvel, um sólido amarelo. Créditos da imagem: PRHaney em Wikimedia Commons, CC-BY-SA 3.0
O composto insolúvel resultante é chamado de precipitado. O solvente e os componentes solúveis da reação são chamados de sobrenadante ou dissolvido. Podemos usar as regras de solubilidade para prever se uma reação de precipitação ocorrerá. A formação de um sólido precipitado é governada pela tendência da reação em ocorrer no sentido direto.
Verificação de conceito: o que há em nosso sobrenadante?
Reações de neutralização são um tipo de reação de dupla troca que ocorre entre um ácido e uma base. A seguir temos um exemplo de uma reação de neutralização:
HF(aq)+NaOH(aq)H2O+NaF(aq)
ácido+baseH2O+sal
Uma reação aquosa de neutralização geralmente produz água e um novo composto iônico, também chamado de sal. A parte mais difícil de identificar uma reação de neutralização é reconhecer que você tem um ácido e uma base como reagentes. Uma vez que você sabe que tem uma reação de neutralização, você pode geralmente prever que a reação ocorrerá no sentido direto uma vez que você tenha um ácido forte e/ou uma base forte como reagente.
Uma reação de neutralização interessante que você pode ter tentado é a combinação de fermento químico (bicarbonato de sódio), NaHCO3 e vinagre (que é basicamente água e ácido acético), CH3COOH(aq), que produz ácido carbônico, H2CO3 — e acetato de sódio —NaCH3COO. Se você tiver tentado esta reação em casa, você provavelmente se lembra de bastante gás porque a reação de neutralização é acompanhada por uma reação de produção de gás, onde o ácido carbônico se decompõe em dióxido de carbono — bolhas! — e água.
Observe que reações de dupla troca podem ser escritas como equações molecular, iônica completa ou iônica. Neste artigo, apenas escreveremos a equação molecular, mas é provável que você queira se familiarizar com suas expressões em outras formas de equação também.

Exemplo: previsão e balanceamento de uma reação de dupla troca

Vamos examinar um exemplo em que não conhecemos os produtos:
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)
Primeiro, podemos identificar os cátions e ânions que serão trocados. Os cátions são H+ e Ba2+, e os ânions são SO42 e OH. A troca dos ânions produz H2O e BaSO4:
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)H2O+BaSO4
Podemos ver que nossa reação de dupla troca também é uma reação de neutralização uma vez que estão reagindo ácido sulfúrico, um ácido forte, com hidróxido de bário, uma base forte. Qual é o estado do produto sulfato de bário? Se checarmos as regras de solubilidade, veremos que o sulfato de bário é insolúvel e deve precipitar no solução. Isto significa que nossa reação é uma reação de precipitação também! Podemos também incluir esta informação em nossa equação adicionando o símbolo (s) depois de BaSO4.
Mas ainda não terminamos. Nossa reação não está balanceada, porque temos números diferentes de hidrogênios e oxigênios dos dois lados da seta. Podemos consertar isso multiplicando H2O por 2 para chegar à nossa equação molecular balanceada final:
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)2H2O+BaSO4(s)

Resumo

Reações de dupla troca apresentam dois compostos iônicos que estão trocando cátions ou ânions. Reações de precipitação e neutralização são dois tipos comuns de reações de dupla troca. Reações de precipitação produzem um produto insolúvel a partir de dois reagentes aquosos e você pode identificar uma reação de precipitação usando as regras de solubilidade. Reações de neutralização ocorrem quando os reagentes são um ácido e uma base, e reações de neutralização são normalmente mais favoráveis se envolvem ácidos forte e/ou bases fortes.

Tente!

Problema 1

Para os seguintes reagentes, quais são os produtos da reação de dupla troca?
FeCl3(aq)+Ba(OH)2(aq)
Escolha 1 resposta:

Problema 2

Que tipo de reação é a reação acima?
Escolha todas as respostas aplicáveis:

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