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Reação de dupla troca

Reação de dupla troca é uma reação química que ocorre entre duas substâncias compostas, formando duas novas substâncias compostas.
Fórmula geral de uma reação de dupla troca.
Fórmula geral de uma reação de dupla troca.

As reações de dupla troca (também conhecidas como reações de permutação) configuram um mecanismo específico de reações inorgânicas, em que duas substâncias compostas reagem para a formação de duas novas substâncias compostas. Essas novas substâncias compostas surgem por meio da permutação das espécies positivas e negativas das substâncias compostas de origem.

As reações de dupla troca precisam de condições específicas para ocorrer que envolvem a formação de produtos insolúveis, voláteis e/ou de menor grau de ionização. Além das reações de dupla troca, também existem, na Química inorgânica, as reações de adição (ou síntese), decomposição (ou análise) e simples troca (ou deslocamento).

Leia também: Como ocorrem as reações químicas?

Resumo sobre reação de dupla troca

  • Uma reação de dupla troca (ou permutação) é um tipo de reação inorgânica em que duas substâncias compostas reagem entre si, formando duas novas substâncias compostas.
  • Em uma reação de dupla troca, a espécie mais positiva da primeira substância composta se liga com a espécie mais negativa da outra substância composta, enquanto a substância mais negativa da primeira substância composta se liga com a espécie mais positiva da outra substância composta.
  • Uma reação de dupla troca necessita de condições para ocorrência: formação de produto insolúvel, formação de produto mais volátil, ou formação de produto de menor grau de ionização.
  • Além das reações de dupla troca, existem as reações de adição, decomposição e simples troca.

Videoaula sobre reação de dupla troca

O que é reação de dupla troca?

A reação de dupla troca, também chamada de permutação, é uma modalidade de reação inorgânica em que duas substâncias compostas reagem entre si, formando duas novas substâncias compostas. De modo geral, é possível representar a reação de dupla troca da seguinte forma:

AB + CD → AD + BD

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Como ocorre a reação de dupla troca?

A substância composta pode ser entendida como sendo a junção de uma espécie eletropositiva e uma espécie eletronegativa, se for covalente, ou uma espécie positiva (um cátion) e uma espécie negativa (um ânion), se for iônica. Para ocorrer a reação de dupla troca, a parte mais negativa de uma substância composta reagente deve se ligar à parte mais positiva da outra substância composta reagente.

Consequentemente, a parte mais positiva dessa primeira substância composta reagente se liga com a parte mais negativa da outra substância composta reagente. Por isso que a reação é chamada de dupla troca ou permutação, pois as partes de caráter antagônico permutam entre si.

Vejamos o exemplo da reação a seguir.

HCl + NaOH→ NaCl + H2O

Na primeira substância, HCl, o hidrogênio é a parte mais positiva (menor eletronegatividade), enquanto o cloro é a parte mais negativa. Na segunda substância, NaOH, o sódio se encontra na forma do cátion Na+, enquanto o hidróxido é um ânion, OH. Assim sendo, o hidrogênio se liga ao íon hidróxido e forma a água, H2O, enquanto o sódio se liga ao cloro para formação do cloreto de sódio (NaCl).

Veja também: O que são substâncias simples e substâncias compostas?

Como identificar reação de dupla troca?

As reações de dupla troca apresentam características específicas que marcam a sua conclusão, as quais podem ser:

  • a formação de um precipitado (corpo de fundo);
  • o desprendimento de um produto gasoso;
  • a formação de um produto de menor grau de ionização.

Entende-se, aliás, que essas reações só ocorrerão se, pelo menos, um dos critérios for observado. Vamos descrever melhor essas condições com os exemplos a seguir.

  1. Um dos produtos deve ser menos solúvel que os reagentes, precipitando ao fim da reação:

NaI (aq) + AgNO3 (aq) → NaNO3 (aq) + AgI (s)

No caso, o sal AgI é muito pouco solúvel e a sua formação como corpo de fundo marca a conclusão da reação.

Já a reação seguinte não é possível:

NaCl (aq) + KNO3 (aq) → NaNO3 (aq) + KCl (aq)

Isso porque ambos os produtos formados são muito solúveis em água, assim como os reagentes.

  1. Um dos produtos deve ser mais volátil que os reagentes:

NaCN (aq) + HBr (aq) → HCN (g) + NaBr (aq)

Na reação apresentada, percebe-se a formação do gás cianídrico, HCN, o qual é um composto volátil e, por isso, se desprende da solução em forma gasosa.

  1. Um dos produtos deve ter menor grau de ionização que um dos reagentes:

2 NaOH (aq) + CuSO4 (aq) → Na2SO4 (aq) + Cu(OH)2 (s)

O Cu(OH)2 apresenta menor ionização que o NaOH, pois é uma base mais fraca em comparação. Além disso, também é um composto pouco solúvel, o que ainda concorda com a regra de número I para ocorrência de reações de dupla troca.

Representação da reação entre hidróxido de sódio, NaOH, e sulfato de cobre, CuSO4, reação de dupla troca.
Representação da reação entre hidróxido de sódio, NaOH, e sulfato de cobre, CuSO4.

Tipos de reações químicas

Esquema ilustrativo das principais reações inorgânicas em texto sobre reação de dupla troca.
As principais reações inorgânicas.

As reações de dupla troca configuram apenas um dos mecanismos de reações inorgânicas possíveis. Além delas, existem outros três:

SO3 + CaO → CaSO4

2 KMnO4 → K2O + 2 MnO2 + 3/2 O2

  • Reações de simples troca (ou deslocamento): nessa reação, uma substância simples reage com uma substância composta, deslocando o elemento de caráter semelhante. Dessa forma, um elemento eletropositivo só deslocará um elemento eletropositivo, enquanto um elemento eletronegativo só deslocará um elemento eletronegativo.

2 K + 2 H2O → 2 KOH + H2

Além das reações inorgânicas, existem as reações orgânicas, as quais envolvem compostos orgânicos (que têm cadeias carbônicas).

Saiba mais: Quais são as principais funções inorgânicas?

Diferenças entre reação de dupla troca e reação de simples troca

As reações de simples troca e dupla troca têm estruturas distintas. A principal diferença, sem dúvida alguma, é na composição dos reagentes: enquanto nas reações de dupla troca percebemos duas substâncias compostas, na reação de simples troca há uma substância simples e uma substância composta.

Repare na seguinte reação de simples troca:

Cl2 + 2 NaBr → 2 NaCl + Br2

Perceba que o cloro (uma substância simples) desloca o bromo presente na substância iônica composta NaBr, fazendo com que ele seja convertido a uma nova substância simples, o Br2.

Outro ponto importante é que as reações de simples troca têm uma regra específica para ocorrência da reação. Existe uma escala de reatividade para elementos mais eletronegativos e elementos mais eletropositivos. Veja a seguir.

  • Reatividade decrescente para elementos mais eletropositivos:

Metais alcalinos > Metais alcalino-terrosos > Outros metais > H > Metais nobres

  • Reatividade decrescente para elementos mais eletronegativos:

F > O > Cl > Br > I > S > C

No caso, o cloro só conseguiu deslocar o bromo, pois, pela escala de reatividade, o cloro é mais reativo que o bromo. Caso contrário, a reação não ocorreria. Por exemplo:

Br2 + Cu2O → não ocorre

A reação acima não ocorre, pois o oxigênio é mais reativo que o bromo e, portanto, não é deslocado por ele.

Representação geral das reações de dupla troca e simples troca.
Representação geral das reações de dupla troca e simples troca.

Exercícios resolvidos sobre reação de dupla troca

Questão 1. (Unaerp Medicina/2022.2) As reações de dupla troca são aquelas que ocorrem entre substâncias compostas, havendo uma troca de espécies químicas que resulta na formação de novas substâncias compostas. A seguir, estão alguns exemplos de reações.

  1. BaS + H2SO4 → BaSO4↓ + H2S
  2. Na2S + 2 HCl → 2 NaCl + H2S
  3. 2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2 HCl
  4. KNO3 + NaCl → KCl + NaNO3
  5. Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + H2O + CO2 (g)

Em relação às reações, é correto afirmar que

(A) a reação V não ocorre, já que há produção de um gás.
(B) a reação III ocorre, já que o ácido clorídrico é fraco.
(C) a reação II não ocorre, já que o H2S é um eletrólito mais forte que um dos reagentes.
(D) a reação IV ocorre, já que ambos os produtos são solúveis.
(E) a reação I ocorre, já que um dos produtos é insolúvel.

Resposta: Letra E

A alternativa A está errada, pois a reação ocorre, já que há a formação de um gás (condição para reação de dupla troca).

A alternativa B está errada, pois o ácido clorídrico é forte. O fato de formar H2S, um ácido mais fraco, é que confirma a reação.

A alternativa C está errada, pois H2S é um ácido mais fraco, sendo assim um eletrólito também mais fraco.

A alternativa D está errada, pois a reação IV não deveria ocorrer pelos critérios da reação de dupla troca, uma vez que um dos produtos deveria ser insolúvel.

A alternativa E, por fim, está correta.

Questão 2. (Unilago/2021.2) O sulfato, naturalmente presente em águas de chuva, pode ser determinado quantitativamente com base na reação entre o sulfato e o bário, representada pela equação química a seguir.

NaSO4 (aq) + Ba(NO3)2 (aq) → BaSO4 (s) + NaNO3 (aq)

Com base na equação, assinale a alternativa que apresenta o tipo de reação química envolvida na determinação de sulfato.

(A) síntese
(B) análise
(C) simples troca
(D) dupla troca
(E) substituição

Resposta: Letra D

Percebe-se a permutação entre os cátions e os ânions do sal, duas substâncias compostas, o que caracteriza uma reação de dupla troca.

Fontes

ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Príncípios de Química: questionando a vida e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.

DO CANTO, E. L.; LEITE, L. L. C.; CANTO, L. C. Química – na abordagem do cotidiano. 1. ed. São Paulo: Moderna, 2021.

FELTRE, R. Química. V. 1, 6ª ed. Moderna: São Paulo, 2004. 

Publicado por Stéfano Araújo Novais
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