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Une réaction de double remplacement (double déplacement) se produit lorsque deux sels solubles se dissocient dans l’eau et que leurs cations et anions échangent des partenaires, formant deux nouveaux produits. La réaction se déroule en solution aqueuse ; les produits peuvent rester en solution, évoluer sous forme de gaz ou précipiter sous forme de solide insoluble.

TL;DR

Dans une réaction de double remplacement, les ions changent de place, conduisant soit à une précipitation, soit à une réaction acide-base. Les règles de solubilité déterminent si un solide précipite, un gaz évolue ou si les produits restent en solution.

Comment se produit la réaction

Considérons deux sels génériques, AB et CD. Dans l'eau, ils se dissocient en A ⁺ + B ^– et C ⁺ + D ^– . Car comme les charges se repoussent, les cations et anions se recombinent pour former les nouveaux couples AD et CB. En fonction de leur solubilité, AD et CB peuvent apparaître sous la forme d'un précipité solide, rester dissous ou former un gaz.

Règles de solubilité

Les règles de solubilité sont essentielles pour prédire le résultat d’une réaction de double remplacement. Si l’un ou l’autre réactif est insoluble, il ne participera pas. Les règles les plus couramment utilisées sont :

• Tous les nitrates (NO₃ ⁻) les sels sont solubles.
• Sels de métaux alcalins (Li ⁺ , Na ⁺ , K ⁺ , Rb ⁺ , Cs ⁺ ) sont solubles.
• Ammonium (NH₄ ⁺ ) les sels sont solubles.
• La plupart des sels d'halogénure (Cl ^– , Br ^– , je ^– ) sont solubles sauf Ag ⁺ , Hg₂ ²⁺ , et Pb ²⁺ .
• La plupart des sels de sulfate (SO₄ ^2– ) sont solubles sauf le Ca ²⁺ , Hg₂ ²⁺ , Pb ²⁺ , et Ba ²⁺ .
• La plupart des sels d'hydroxyde sont insolubles, à l'exception du Ca ²⁺ . , Ba ²⁺ , et Sr ²⁺ .
• La plupart des sels de sulfure, carbonate, phosphate et chromate sont insolubles, à l'exception de ceux des métaux alcalins et du NH₄. ⁺ .

Réactions de précipitation

Lorsque deux sels solubles sont mélangés, le résultat courant est la formation d’un solide insoluble. Par exemple, mélanger du nitrate de zinc (Zn(NO₃ )₂ ) et le phosphate de sodium (Na₃ PO₄ ) produit du nitrate de sodium, qui reste en solution, et du phosphate de zinc (Zn₃ (PO₄ )₂ ), ce qui précipite :

Zn(NON₃ )₂ (aq) + Na₃ PO₄ (aq) → 3NaNO₃ (aq) + Zn₃ (PO₄ )₂ (s)

Réactions de remplacement acide-base

Les acides et les bases participent également à des réactions de double remplacement. En solution, un acide donne H ⁺ , tandis qu'une base fournit OH ^– . Le H ⁺ et OH ^– se combinent pour former de l’eau et les ions restants forment un sel. Par exemple :

HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H₂ O (l)

Dans un cas plus complexe, le carbonate de sodium réagit avec l'acide chlorhydrique pour donner du chlorure de sodium, du dioxyde de carbone et de l'eau :

Na₂ CO₃ (aq) + 2HCl (aq) → 2NaCl (aq) + CO₂ (g) + 3H₂ O (l)

Ces exemples illustrent comment la solubilité des réactifs et l'identité des ions déterminent la formation d'un précipité, d'un gaz ou d'un sel soluble.

Pour les cas ambigus où les produits restent solubles, des tests supplémentaires (par exemple, mesure du pH, conductivité ou analyse spectroscopique) sont souvent nécessaires pour confirmer qu'une réaction s'est produite.