Двойные разложения

Двойные разложения, химические реакции, при которых два тела, приведенные во взаимодействие, обмениваются своими составными частями; например, если к раствору азотнокислого натрия (NaNО₃) прилить раствор хлористого калия (КCl), то между этими солями произойдет обмен атомов металлов: частицы обеих солей (КCl и NaNО₃), двигаясь в растворе, приходят в близкое соприкосновение, и при этом атомы калия становятся на место атомов натрия и обратно, и происходит реакция двойного разложения или обмена по уравнению: KCl+NaNО₃ = NaCl+KNО₃. Эти реакции были известны давно, и еще в начале XIX в. известный французский химик Бертолле установил следующий закон двойного разложения: два тела, заключающие элементы MX и NY (например, две соли или соль и кислота), будучи приведены во взаимное прикосновение, образуют через двойное разложение тела МY и NX, но образование новых тел не доходит до конца, если ни одно из присутствующих тел не удалится из круга взаимодействия. Таким образом, во взятом нами примере смеси КCl и NaNО₃ реакция не дойдет до конца, т. е. не все частицы хлористого калия обменятся атомами калия с атомами натрия из азотнокислого натрия, ибо образовавшиеся частицы хлористого натрия могут в свою очередь вступить в обменное разложение с азотнокислым калием по уравнению: NaCl+KNО₃=KCl+NaNО₃, и, таким образом, в растворе наступит состояние подвижного равновесия, при котором в каждый момент частиц хлористого калия и азотнокислого натрия будет столько же образовываться, сколько разлагаться. Это выражается следующим уравнением: KCl+NaNO₃ ↔NaCl+KNO.

Знак ↔ показывает, что реакция идет в обе стороны. Количество каждой соли, согласно закону действия масс, определяется как ее количеством, так и ее химическим сродством: если хлористый калий и азотнокислый натрий взяты в молекулярных отношениях (т. е. 74 г КCl и 85 г NaNО₃), то подвижное равновесие между 4 солями (КCl, NaNО₃, NaCl и KNО₃) установится на известном пределе; если же мы затем внесем новое количество KCl, то равновесие передвигается в сторону образования нового количества NaCl и KNО₃; с другой стороны, если мы каким-либо способом удалим из раствора одну какую-либо соль, например NaCl, то сейчас же KСІ и NaNО₃ вступят в реакцию, и образуется NaCl и KNО₃.

Выделяя, таким образом, одну соль, мы можем довести реакцию до конца, т. е. превратить весь KСІ в KNО₃. Этим пользуются в технике для приготовления калийной селитры KNО₃ из азотнонатриевой соли или чилийской селитры NaNО₃. Слив растворы этих солей, получают, как мы видели, 4 соли. При выпаривании из этого раствора будет, прежде всего, выделяться NaCl (ибо эта соль растворяется в горячей воде почти в такой же степени, как и в холодной) и уходит,  таким образом, из сферы действия солей, и поэтому будут образовываться новые количества NaCl и KNО₃ (см. уравнение). Сливая горячий концентрированный раствор с осевшей соли и охлаждая его, получают кристаллы KNО₃ (ибо он в холодной воде менее растворим, чем в горячей), а по мере его выделения будут образовываться новые его количества. Таким образом, если при реакции выделяется один из ее продуктов, обменное разложение идет до конца. Выделение может происходить или через осаждение в нерастворимом виде, или через улетучивание в виде газа. Примеров первого рода реакций можно привести множество: большинство реакций, изучаемых в аналитической химии, основаны на получении путем обменного разложения нерастворимого осадка и выделении металлов в таком виде: например, осаждение бария из его солей в виде нерастворимого сернокислого бария BaSО₄ (см, II, 550). Получение хлористого водорода (НCl) из поваренной соли при действии серной кислоты может служить примером реакций второго рода: нагревая смесь этих тел, мы можем весь хлористый натрий превратить в сернокислый, ибо образующийся при реакции (2NaCl + Н₂SО = Na₂SО₄ + 2НCl) хлористый водород будет выделяться в виде газа по мере его образования. Если же вести эту реакцию в замкнутом сосуде, то реакция не может дойти до конца, ибо остающийся в сфере действия тел хлористый водород будет производить обратное действие, т. е. переводить сернокислый натрий в хлористый. Реакциями двойного разложения постоянно пользуются как в химии, так и в технике для приготовления различного рода тел.

И. Каблуков.