Reacción de metátesis de sal

Una reacción de metátesis de sal es un proceso químico que implica el intercambio de enlaces entre dos especies químicas que reaccionan y que da como resultado la creación de productos con afiliaciones de enlace similares o idénticas. Esta reacción está representada por el esquema general:

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Ejemplos típicos son las reacciones entre los oxisaltos y compuestos binarios como sales, ácidos hidrohólicos e hidroxidos metálicos:

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Otro ejemplo clásico son las reacciones entre oxisales en solución:

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El enlace entre las especies que reaccionan puede ser iónico o covalente. Clásicamente, estas reacciones dan como resultado la precipitación de un producto.

En la literatura antigua, el término doble descomposición se encuentra con frecuencia. El término doble descomposición se utiliza más específicamente cuando al menos una de las sustancias no se disuelve en el disolvente, ya que el ligando o el intercambio iónico tiene lugar en el estado sólido del reactivo. Por ejemplo:

AX(aq) + BY(s) → AY(aq) + BX(s).

Tipos de reacciones

Intercambio de contraparte

La metátesis de sales es una técnica común para intercambiar contraiones. La elección de los reactivos se guía por una tabla de solubilidad o energía reticular. La teoría HSAB también se puede utilizar para predecir los productos de una reacción de metátesis.

La metátesis de sales se emplea a menudo para obtener sales que son solubles en disolventes orgánicos. Es ilustrativa la conversión de perrenato de sodio en la sal de tetrabutilamonio:

NaReO₄ + N(C)₄H₉)₄Cl → N(C)₄H₉)₄[Reo₄# + NaCl

La sal de tetrabutilamonio precipita de la solución acuosa. Es soluble en diclorometano.

La metátesis de la sal se puede realizar en una solución no acuosa, ilustrada por la conversión de tetrafluoroborato de ferrocenio en una sal más lipófila que contiene el anión tetrakis(pentafluorofenil)borato:

[Fe(C)₅H₅)₂BF₄ + NaB(C)₆F₅)₄ [Fe(C)₅H₅)₂B₆F₅)₄ + NaBF₄

Cuando la reacción se realiza en diclorometano, la sal NaBF₄ precipita y el B(C₆F₅)₄ - la sal permanece en solución.

Pueden ocurrir reacciones de metátesis entre dos sales inorgánicas cuando un producto es insoluble en agua. Por ejemplo, la precipitación de cloruro de plata a partir de una mezcla de nitrato de plata y cloruro de hexamina de cobalto proporciona la sal nitrato del complejo de cobalto:

3 AgNO
₃ [Co(NH)₃)₆]Cl₃ → 3 AgCl + [Co(NH)₃)₆[NO]₃)₃

No es necesario que los reactivos sean muy solubles para que se produzcan reacciones de metátesis. Por ejemplo, el tiocianato de bario se forma al hervir una suspensión de tiocianato de cobre (I) e hidróxido de bario en agua:

Ba(OH)
₂ + 2CuCNS → Ba(CNS)
₂ + 2CuOH

Alquilación

Los complejos metálicos se alquilan mediante reacciones de metátesis de sales. Es ilustrativa la metilación del dicloruro de titanoceno para dar el reactivo de Petasis:

(C)₅H₅)₂TiCl₂ + 2 ClMgCH₃ → (C₅H₅)₂Ti(CH₃)₂ + 2 MgCl₂

El producto salino normalmente precipita en el disolvente de reacción.

Reacción de neutralización

Una reacción de neutralización es un tipo de reacción de doble reemplazo. Una reacción de neutralización ocurre cuando un ácido reacciona con una cantidad igual de una base. Esta reacción suele producir una sal. Un ejemplo, el ácido clorhídrico reacciona con el tetracarbonilo de hierro disódico para producir el dihidruro de hierro:

2 HCl + Na₂Fe(CO)₄ → 2 NaCl + H₂Fe(CO)₄

La reacción entre un ácido y una sal de carbonato o bicarbonato produce ácido carbónico, que descompone espontáneamente en dióxido de carbono y agua. La liberación de gas dióxido de carbono de la mezcla de reacción impulsa la reacción a la terminación. Por ejemplo, una reacción "volcán" común de la fama científica implica la reacción del ácido clorhídrico con bicarbonato de sodio:

2 HCl + Na₂CO₃ → H₂CO₃ + 2 NaCl

H₂CO₃ → H₂O + CO₂

Reacción de metátesis sin sal

A diferencia de las reacciones de metátesis de sales, que son impulsadas por la precipitación de sales sólidas, las reducciones sin sal, que son impulsadas por la formación de haluros de sililo, las reacciones de metátesis sin sal se desarrollan de manera homogénea.