أمثلة على تفاعلات الاستبدال المفردة

التفاعلات الكيميائية تحول المواد إلى مواد جديدة بتركيبات كيميائية مختلفة عن المركبات أو العناصر الأصلية. في نوع التفاعل المعروف باسم الاستبدال الفردي ، أو الإزاحة الفردية ، يحل عنصر واحد محل عنصر آخر في المركب. العنصر الذي يحل محل عنصر آخر في المركب يكون بشكل عام أكثر تفاعلًا من العنصر الذي يحل محله. في هذه التفاعلات ، يتفاعل عنصر واحد دائمًا مع مركب ، وينتهي بك الأمر بعنصر ومركب كمنتجات.

إذا وضعت سلكًا نحاسيًا في محلول مائي من نترات الفضة ، فسوف ينتهي بك الأمر ببلورات معدنية فضية ومحلول نترات النحاس. في هذا التفاعل ، يحل عنصر النحاس محل الفضة في مركب النترات. وبالمثل ، إذا وضعت الزنك في محلول مائي من نترات النحاس ، فإن الزنك يحل محل النحاس في تفاعل بديل واحد. نواتج هذا التفاعل الكيميائي هي نترات النحاس والزنك.

سوف تشارك بعض المعادن والأحماض في تفاعلات استبدال مفردة. الزنك ، عند غمسه في حمض الهيدروكلوريك ، سيحل محل الهيدروجين في حمض الهيدروكلوريك ويشكل كلوريد الزنك ، تاركًا ذرات الهيدروجين كمنتج آخر للتفاعل. ستحل المعادن بشكل عام محل الهيدروجين من الحمض ، وفقًا لقسم الفيزياء الفائقة بجامعة ولاية جورجيا. تشمل الأمثلة الأخرى التفاعل بين المغنيسيوم وحمض الهيدروكلوريك ، الذي يشكل المغنيسيوم الكلوريد والهيدروجين والبوتاسيوم وحمض الكبريتيك الذي يشكل كبريتات البوتاسيوم والهيدروجين غاز.

تفاعل الثرمايت بين أكسيد الحديد والألمنيوم هو تفاعل بديل منفرد طارد للحرارة ، مما يعني أنه يطلق حرارة. الحرارة الشديدة المنبعثة من هذا التفاعل كافية لإذابة منتج الحديد. في التفاعل ، يحل الألمنيوم محل الحديد ، وبالتالي فإن المنتجات هي أكسيد الحديد والألمنيوم. هذا التفاعل هو أيضًا تفاعل الأكسدة والاختزال ، أو تفاعل الأكسدة والاختزال ، حيث يتأكسد الألمنيوم لتكوين أكسيد الألومنيوم ، حيث يتم تقليل أكسيد الحديد إلى جزيئات الحديد.

في حين أن العديد من تفاعلات الاستبدال الفردية تتضمن استبدال المعادن ببعضها البعض ، يمكن أن تحدث الاستبدالات بين اللافلزات. على سبيل المثال ، يقوم كلور الهالوجين بإزاحة البروم في مركب بروميد الصوديوم لأن الهالوجين أكثر تفاعلاً من البروم. المنتجات الناتجة هي كلوريد الصوديوم والبروم. وبالمثل ، يحل البروم محل اليود في تفاعل بين البروم ويوديد البوتاسيوم أو يوديد الكالسيوم. تحدث هذه التفاعلات لأن البروم أكثر تفاعلاً من اليود.