Reações de Dupla-Troca entre Sais, entre Sal e Base e entre Sal e Ácido


As reações de dupla-troca podem ocorrer entre um ácido e um sal, uma base e um sal ou entre dois sais e seguem o esquema geral descrito abaixo — semelhante ao das reações de neutralização —, em que A e C são cátions genéricos e distintos e B e D são ânions genéricos e distintos. O meio aquoso é fundamental para esse tipo de rea­ção, pois ao entrar em contato com a água as substâncias liberam íons (por ionização ou dissociação). Os íons livres provenientes de substâncias diferentes poderão então esta­belecer ligações entre si, formando substâncias novas.

Reações de Dupla-Troca entre Sais

Ao serem colocados em um mesmo recipiente, con­tinuaram da mesma forma, sem sofrer, nesse caso, uma mudança visível. Logo, podemos afirmar que não houve reação química. Considere agora, em um outro exemplo, que colo­quemos em contato duas soluções aquosas formadas pelos sais cloreto de sódio, NaC£, e nitrato de prata, AgN03.

Dupla-troca entre sais

A reação de dupla-troca entre sais ocorre geralmente quando pelo menos um dos sais formados (sa!3 ou sa!4) é praticamente insolúvel em água.
A maioria das reações de dupla-troca ocorre com mudança de aspecto visual, o que torna mais fácil verificar na prática a ocorrência desse tipo de reação.

Formação de precipitado

Considere, por exemplo, que coloquemos em contato duas soluções aquosas formadas pelos sais cloreto de sódio, NaC£, e nitrato de potássio, KN03. Comparando o aspecto do recipiente III com o dos recipientes I e II, percebemos que há uma diferença. Os reagentes, isoladamente, eram solúveis em água e os íons dissociados mantinham-se hidratados.

Ao serem colocados em um mesmo recipiente, eles interagiram formando uma substância praticamente in­solúvel, um precipitado de cloreto de prata.
Fenómeno igual ocorre na reação entre os sais cro-mato de potássio, K2Cr04(aq), e o nitrato de chumbo II, Pb(N03)2(aq), cujo produto é uma solução aquosa de nitra­to de potássio, KN03(aq), e um precipitado amarelo consti­tuído de cromato de chumbo II, PbCr04(ppt, K2Cr04(aq) + Pb(N03)2(aq
Em ambos os casos houve de fato uma reação.

Não há diferença no aspecto visual do recipiente III em relação ao dos recipientes I e II. Isoladamente os reagentes eram solúveis em água e os íons dissociados mantinham-se hidratados.

Uma reação de dupla-troca entre sais ocorri quando pelo menos um dos produtos esperados for praticamente insolúvel em água. A tabela a seguir traz a solubilidade em água da maio­ria dos sais e das bases utilizada em laboratório e pode ser consultada sempre que for necessário prever a ocorrência ou não de uma reação de dupla-troca.

Observe que utilizamos o termo praticamente insolú­vel porque a rigor nenhuma base ou sal é 100% insolúvel. Em contato com a água sempre haverá dissociação, ainda que o percentual de íons liberados seja extremamente pequeno. Por exemplo, em l litro de solução saturada de sulfe­to de prata, Ag2S, a 25 °C, há 3,6 • 1Q-17 mol de íons prata, Ag1+, e 1,8 • IO-17 mol de íons sulfeto, S2-.

É uma quantidade extremamente pequena, mas exis­tem íons Ag1+ e S2~ na solução; assim, não é correto dizer que o sulfeto de prata é um sal insolúvel, mas sim que é um sal praticamente insolúvel.

Dupla-troca entre sal e base

A reação de dupla-troca entre sal e base ocorre de acordo com o esquema a seguir, no qual B e C são cátions genéricos e distintos e A é um ânion genérico. Esse tipo de reação geralmente ocorre nas seguintes situações: formação de um sal ou de uma base praticamen­te insolúvel ou de uma base instável.

Produto: sal praticamente insolúvel.

Considere, por exemplo, a reação entre o sal carbo­nato de potássio, K2C03, e a base hidróxido de magnésio, Mg(OH)2, produzindo o sal carbonato de magnésio, MgC03, (praticamente insolúvel) e a base hidróxido de potássio, KOH.
l K2C03(aq) + l Mg(OH)2(aq)
—» !MgC03(ppt)i + 2KOH(aq)

Produto: base praticamente insolúvel

Quando a base formada é praticamente insolúvel, ela também é mais fraca que a base reagente (cujo grau de dissociação a é maior). Considere, por exemplo, a reação entre o sal nitrato de cobre I, CuN03, e a base hidróxido de sódio, NaOH, produzindo o sal nitrato de sódio, NaN03, de caráter neu­tro e a base hidróxido de cobre I, CuOH, (praticamente insolúvel).

Produto: base instável

Trata-se de um caso particular e importante de reações entre bases fortes e sais que apresentam o cátion amônio. Por exemplo, reação em meio aquoso entre o sal cloreto de amónio, NH4C£, e a base hidróxido de sódio, NaOH, produzindo o sal solúvel cloreto de sódio, NaC£, e a base instável hidróxido de amônio, NH4OH.

Como a base NH4OH é instável, ela decompõe-se, liberando água e gás amónia. A decomposição é favorecida pelo aquecimento. <NH4OH(e)> —» H20(e) + NH3(g). Desse modo, a equação química completa que re­presenta corretamente a reação entre o cloreto de amônio e o hidróxido de sódio é:
NH4C£(aq) + NaOH(aq) ——– > NaC£ NU, (aq) + ha.

Dupla-troca entre sal e acido

A reação de dupla-troca entre sal e ácido ocorre de acordo com o esquema a seguir, no qual A e D são ânions genéricos e distintos e C é um cátion genérico. Esse fenômeno ocorre com um número muito pe­queno de cristais de AgBr.

Antes de fazer a revelação da imagem propriamente dita, costuma-se molhar o filme em água a 20 °C. Esse banho inicial que dura cerca de l minuto tem a função de “inchar” por igual a gelatina do filme, de modo a permitir absorção uniforme e imediata do revelador. É importante manter a temperatura constante em 20 °C, pois um desvio grande de temperatura pode alterar a emulsão do filme.

Entre os vários cristais de brometo de prata dispersos na gelatina, os que foram atingidos pela luz contêm alguns átomos de prata metálica em sua estrutura. A revelação consiste em converter integralmente em prata metálica todos os cristais de AgBr atingidos pela luz, mantendo os demais intactos.
Trata-se de um efeito de “amplificação da luz” com um fator de ganho calculado na ordem de IO9.

Produto: ácido mais volátil

Lembre-se de que os ácidos fixos mais importantes são apenas três: ácido sulfúrico, H2S04(aq), ácido fosfórico, H3P04(aq), e ácido bórico, H3B03(aq).
Assim, quando esses ácidos aparecerem como rea­gentes em uma dupla-troca entre ácido e sal, é provável que o ácido no produto seja mais volátil.
Por exemplo, reação em meio aquoso entre o ácido sulfúrico, H2S04, (fixo) e o sal cloreto de sódio, NaC£, produzindo o ácido clorídrico, HC£, (volátil) e o sal sulfato de sódio, Na2S04.

Produto: sal praticamente insolúvel.

Por exemplo, reação em meio aquoso entre o ácido bromídrico, HBr, e o sal nitrato de prata, AgN03, pro­duzindo o ácido nítrico, HN03, e o sal brometo de prata, AgBr, (praticamente insolúvel).

HBr(aq) + AgN03(aq) -» HN03(aq) + AgBr(ppt)i

Para obter uma fotografia em preto e branco (pro­cesso mais simples) é necessário submeter o filme a pelo menos quatro etapas básicas de processamento.
O papel fotográfico é revestido de uma camada de gelatina contendo dispersos cristais de halogeneto de prata — em geral é utilizado AgBr(ppt) — de vários tamanhos para permitir que a imagem apresente vasta gama de tonalida­des de cinza entre o branco e o preto. Quando a luz de um objeto incide sobre o filme, forma-se uma imagem latente do objeto devido à reação de redução dos íons Ag1+ e oxidação dos íons Br1″.

Produto: ácido mais fraco ou instável

Considere, por exemplo, a reação em meio aquoso entre o ácido perclórico, HC£04 (forte), e o sal cianeto de potássio, KCN, produzindo o ácido cianídrico, HCN (fraco), e o sal perclorato de potássio, KC£04.

Considere ainda um outro exemplo: reação entre o ácido sulfúrico, H2S04, e o sal carbonato de cálcio, CaC03, produzindo o ácido carbônico, H2C03 (instável), e o sal sulfato de cálcio, CaS04.

Como o ácido H2C03 é instável, ele se decompõe, libe­rando água e gás carbônico.
<H2C03(aq)> —> H20(l) + C02(g)

Além das reações inorgânicas mais comuns já vistas, existem várias outras específicas importantes. Veremos algumas delas a seguir.