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Reacciones de Desplazamiento Único (Reemplazo único): Tipos, ecuaciones y ejemplos

Publicado el 7 abril, 2024

¿Qué es una reacción de reemplazo único?

Definición de reacción de reemplazo único: una reacción de reemplazo único (también conocida como reacción de desplazamiento único) es un tipo específico de reacción química en la que un solo elemento es reemplazado por otro elemento que forma parte de un compuesto. Una ecuación simple que representa una reacción de reemplazo único es:

  • AB + C -> A + BC

Las reacciones de reemplazo único siempre involucran dos elementos puros y un compuesto/solución acuosa. En la reacción anterior, A y C serían elementos puros. Un ejemplo específico de una reacción de reemplazo único es:

  • Zn + 2HCl -> ZnCl 2 + H 2

En la ecuación anterior, el zinc (Zn) es un metal sólido, mientras que el HCl (ácido clorhídrico) es una solución acuosa. El zinc y el hidrógeno se reemplazan entre sí para producir cloruro de zinc (ZnCl 2 ) y gas hidrógeno (H 2 ).

Reemplazo simple versus reemplazo doble

Una reacción de doble reemplazo (también conocida como reacción de doble desplazamiento o reacción de metátesis) es un tipo específico de reacción en la que dos elementos o iones de dos compuestos diferentes se intercambian o reemplazan entre sí. Una ecuación simple que representa una reacción de doble reemplazo es:

  • AB + CD -> AD + CB

Los reactivos de las reacciones de doble reemplazo son soluciones acuosas y se forma un precipitado. (En una reacción de reemplazo único, una reacción es sólida mientras que la otra es una solución acuosa). Un precipitado se refiere a un sólido insoluble que se produce a partir de una solución. Un ejemplo específico de reacción de doble reemplazo es:

  • AgNO 3 + NaCl -> AgCl + NaNO 3

En esta reacción, el nitrato de plata (AgNO 3 ) y el cloruro de sodio (NaCl) son soluciones acuosas, y el cloruro de plata (AgCl) es el precipitado sólido que se forma.

Tipos de reacciones de desplazamiento único

Hay dos tipos principales de reacciones de desplazamiento simple, que incluyen:

  • Reacciones de sustitución de cationes: un catión es un ion cargado positivamente. Las reacciones de reemplazo de cationes ocurren cuando un catión es reemplazado por otro catión.
  • Reacciones de sustitución de aniones: un anión es un ion cargado negativamente. Las reacciones de reemplazo aniónico ocurren cuando un anión es reemplazado por otro anión.

Las reacciones de reemplazo de cationes generalmente involucran metales, ya que los metales forman cationes (iones cargados positivamente). Por ejemplo, el zinc (Zn) es un metal cuyo ion tiene una carga positiva de +2. Las reacciones de reemplazo aniónico generalmente involucran a no metales, ya que los no metales generalmente forman aniones (iones cargados negativamente). Por ejemplo, el cloro es un no metal y un ion cloruro tiene una carga negativa de -1.

Una imagen de la tabla periódica que muestra metales y no metales.

Ecuación de reacción de desplazamiento único

Hay ciertas formas de determinar los productos de una reacción de desplazamiento a partir de su ecuación química. Las reacciones de desplazamiento único implican el intercambio o reemplazo de un catión por otro catión o de un anión por otro anión. Aquí hay dos consejos importantes para determinar los productos de una reacción de desplazamiento:

  • Si la reacción contiene un metal, probablemente implicará el intercambio/reemplazo de cationes.
  • Si la reacción contiene un no metal, probablemente implicará el intercambio/reemplazo de aniones.

Los cationes se encuentran en los dos primeros grupos (columnas) de la tabla periódica, así como en los metales de transición. Los metales de transición se encuentran en la sección media de la tabla periódica. Los aniones involucrados en reacciones de reemplazo simple a menudo se encuentran en el extremo derecho de la tabla periódica, particularmente en las columnas 17 y 18. Veamos nuevamente la siguiente ecuación:

  • Zn + 2HCl -> ZnCl 2 + H 2

Esta ecuación contiene zinc (Zn), que es un metal. Por tanto, implicará el intercambio de cationes entre los reactivos. El zinc y el hidrógeno se reemplazarán entre sí ya que ambos son cationes (iones cargados positivamente).

En una reacción de reemplazo único, un metal o no metal más reactivo reemplazará a un metal o no metal menos activo. Los elementos que están más arriba en una columna de la tabla periódica serán más reactivos que los elementos que están más abajo en la misma columna. Por ejemplo, el orden de la columna/grupo 17 de la tabla periódica de arriba a abajo es flúor, cloro, bromo y yodo. Por tanto, los iones fluoruro serían más reactivos que los iones cloruro. Los iones cloruro serían más reactivos que los iones bromuro, y los iones bromuro serían más reactivos que los iones yoduro.

Además, los elementos ubicados más a la izquierda en la misma fila de la tabla periódica son más reactivos que los elementos ubicados más a la derecha. Por ejemplo, el magnesio (Mg) y el aluminio (Al) se encuentran en la tercera fila de la tabla periódica. Dado que el magnesio se encuentra más a la izquierda que el aluminio, el magnesio es más reactivo que el aluminio. Por lo tanto, el magnesio sustituiría al aluminio en una reacción de reemplazo único ya que es más reactivo.

Una imagen de la tabla periódica.

Ejemplos de reacciones de desplazamiento único

Ejemplos de reacciones de desplazamiento único incluyen:

2AqNO 3 + Cu -> Cu(NO 3 ) 2 + 2Aq

  • En la ecuación anterior, el nitrato de plata (AqNO 3 ) y el nitrato de cobre (Cu(NO 3 ) 2 ) son soluciones acuosas, mientras que el cobre (Cu) y la plata (Ag) son metales sólidos. El cobre se encuentra por encima de la plata en la tabla periódica. Por lo tanto, el cobre es más reactivo que la plata y el cobre reemplazará a la plata en esta reacción.

2AlPO 4 + 3Mg -> 2Al + Mg 3 (PO 4 ) 2

  • En la ecuación anterior, el fosfato de aluminio (AlPO 4 ) y el fosfato de magnesio (Mg 3 2 ) son soluciones acuosas, mientras que el magnesio (Mg) y el aluminio (Al) son metales sólidos. El magnesio se encuentra a la izquierda del aluminio en la tercera fila de la tabla periódica. Por tanto, el magnesio es más reactivo que el aluminio y sustituirá al aluminio en esta reacción.

2NaBr + Cl 2 -> 2NaCl + Br 2

  • En la ecuación anterior, el bromuro de sodio (NaBr) y el cloruro de sodio (NaCl) son soluciones acuosas, mientras que el cloruro (Cl) y el bromuro (Br) son aniones no metálicos.

Resumen de la lección

Una reacción de reemplazo simple es una reacción en la que un solo elemento es reemplazado por otro elemento que forma parte de un compuesto. Se trata de dos elementos puros y una solución acuosa. Las reacciones de reemplazo único también se conocen como reacciones de desplazamiento único. Una reacción de doble reemplazo es una reacción en la que dos elementos o iones de dos compuestos diferentes se intercambian o reemplazan entre sí. Ambos reactivos de una reacción de doble reemplazo son acuosos y este tipo de reacción forma un precipitado. Ejemplos de reacciones de reemplazo único incluyen: 2AqNO 3 + Cu -> Cu(NO 3 ) 2 + 2Aq y Zn + 2HCl -> ZnCl 2 + H 2.

Dos tipos principales de reacciones de reemplazo único son las reacciones de reemplazo de cationes y las reacciones de reemplazo de aniones. Las reacciones de reemplazo de cationes implican el reemplazo de un catión (ion cargado positivamente) por otro catión, mientras que las reacciones de reemplazo aniónico implican el reemplazo de un anión (ion cargado negativamente) por otro anión. Las reacciones de reemplazo de cationes involucrarán metales, mientras que las reacciones de reemplazo de aniones involucrarán no metales. Además, más iones reactivos reemplazarán a los iones menos reactivos. Los elementos que se encuentran más arriba en su columna en la tabla periódica son más reactivos que los elementos ubicados más abajo en la columna. Elementos que se encuentran más a la izquierda de la tabla periódica o más reactivos que los elementos ubicados más a la derecha en la misma fila.

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