Reações de dupla troca entre sal e base

Uma reação de dupla troca entre uma base (ZOH) e um sal (WX) ocorre sempre que estes dois tipos de substâncias inorgânicas são misturados em um mesmo recipiente, formando um novo sal e uma nova base.

Durante este tipo de reação de dupla troca o cátion da base (Z) interage com o ânion do sal (X), enquanto o cátion do sal interage com o ânion hidróxido (OH) da base, como podemos observar na equação geral abaixo:

ZOH + WX → ZX +WOH

Um fato interessante é que quando realizamos uma reação de dupla troca entre sal e base pode acontecer de observamos no meio reacional (recipiente) algum ou todos os itens abaixo:

• Formação de um precipitado (um sólido, que se deposita no fundo do recipiente)

• Formação de bolhas

• Mudança de coloração da solução

1- Dupla troca entre sal e base com formação de um precipitado

A formação de um precipitado ocorre sempre que um ou mais produtos formados em uma reação é pouco solúvel ou praticamente insolúvel em água, seja ele uma base ou um sal.

Abaixo temos a classificação utilizada quanto a solubilidade das bases:

• Base pouco solúvel: aquelas que possuem metal alcalinoterroso (elemento da família IIA da tabela periódica)

• Base praticamente insolúvel: aquelas que não possuem metal alcalino (família IA da tabela periódica) ou é o hidróxido de amônio (NH₄OH)

Já os sais, de uma forma geral podem ser classificados apenas em solúveis ou praticamente insolúveis, classificação a qual pode ser determinada de forma bastante simples através da tabela de solubilidade dos sais abaixo:

Agora, vamos acompanhar exemplos de reações d dupla troca entre sal e base nas quais temos a formação de um ou mais produtos pouco solúveis ou praticamente insolúveis:

Exemplo 1: Reação entre o carbonato de bário (BaCO₃) e o hidróxido de sódio (NaOH)

Nesta reação o Carbonato do sal se une ao sódio da base formando o sal carbonato de sódio (Na₂CO₃), já o bário do sal se une ao hidróxido da base formando o hidróxido de bário, como podemos observar na equação balanceada abaixo:

BaCO₃ + NaOH → Ba(OH)₂ + Na₂ CO₃

Como o bário é um metal alcalinoterroso, logo o hidróxido de bário é uma base pouco solúvel. Logo, observaremos a formação de um precipitado no fundo do recipiente.

OBS.: O sal formado, de acordo com a tabela de solubilidade, é solúvel porque temos o ânion carbonato com um metal alcalino.

BaCO₃ + 2 NaOH → Ba(OH)_2(s) + Na₂ CO_3(aq)

Exemplo 2: Reação entre o sulfato de ferro II (FeSO₄) e o hidróxido de potássio (KOH)

Nesta reação o sulfato (SO₄) do sal se une ao potássio da base formando o sal sulfato de potássio (K₂ SO₄), já o ferro II do sal se une ao hidróxido da base formando o hidróxido de ferro II, como podemos observar na equação balanceada abaixo:

FeSO₄ + 2KOH → Fe(OH)₂ + K2SO₄

Como o bário é um metal alcalinoterroso, logo o hidróxido de bário é uma base pouco solúvel. Logo, observaremos a formação de um precipitado no fundo do recipiente.

OBS.: O sal formado, de acordo com a tabela de solubilidade, é solúvel porque temos o ânion sulfato com um metal alcalino.

FeSO₄ + 2KOH → Fe(OH)_2(s) + K₂SO_4(aq)

Exemplo 3: Reação entre o fosfato de lítio (Li₃PO₄) e o hidróxido de ouro III [Au(OH)₃]

Nesta reação o fosfato (PO₄) do sal se une ao ouro III da base formando o sal fosfato de ouro III (AuPO₄), já o lítio do sal se une ao hidróxido da base formando o hidróxido de lítio, como podemos observar na equação balanceada abaixo:

Li₃PO₄ + Au(OH)₃ → 3LiOH + AuPO₄

O lítio é um metal alcalino, logo o hidróxido de lítio formado é uma base solúvel. O sal formado (fosfato de ouro III), de acordo com a tabela de solubilidade, é praticamente insolúvel porque o ânion fosfato está associado a metal diferente de alcalino, por isso observaremos a formação de um precipitado no fundo do recipiente.

Li₃PO₄ + Au(OH)₃ → 3LiOH_(aq) + AuPO_4(s)

2- Formação de bolhas

Temos a formação de bolhas em um meio reacional quando um dos produtos formados na reação é um gás. No caso das reações de dupla troca entre sal e base, temos a formação de bolhas apenas se o hidróxido de amônio (NH₄OH) for formado, como na equação genérica abaixo

NH₄X + YOH → NH₄OH + YX

O hidróxido de amônio é uma base bastante solúvel em água e por ser uma base é sólido. Porém, além destas características, trata-se de uma base instável, ou seja, se converte naturalmente em outras substancias. Ele se transforma espontaneamente em água e amônia (que é um gás):

NH₄OH → NH_3(g) + H₂O

Assim, visualizamos a formação de bolhas no recipiente. Agora acompanhe um exemplo deste tipo de situação:

Exemplo: Dupla troca entre o hidróxido de potássio (KOH) e o cianeto de amônio (NH₄CN)

KOH + NH₄CN → NH₄OH_(aq) + KCN_(aq)

Após a decomposição do hidróxido de amônio temos a seguinte equação final:

KOH + NH₄CN → NH_3(g) + H₂O_(l) + KCN_(aq)

3- Mudança de coloração da solução

Quando realizamos uma reação de dupla troca entre sal e base pode acontecer da formação de um sal solúvel que possua uma cor diferente do sal utilizado no reagente. Assim, o novo sal ao se dissolver na água forma uma solução de cor diferente. Como podemos observar na imagem abaixo

Nela temos uma solução básica incolor e uma solução salina de cor, porém quando são misturadas ocorre a reação de dupla troca entre sal e base, mudança.