Beispiele für einzelne Austauschreaktionen

Chemische Reaktionen verwandeln Stoffe in neue Materialien mit einer anderen chemischen Zusammensetzung als die ursprünglichen Verbindungen oder Elemente. Bei der als Single Replacement oder Single Displacement bekannten Reaktion ersetzt ein Element ein anderes Element in einer Verbindung. Das Element, das ein anderes in einer Verbindung ersetzt, ist im Allgemeinen reaktiver als das Element, das es ersetzt. Bei diesen Reaktionen reagiert immer ein Element mit einer Verbindung und am Ende erhält man Element und Verbindung als Produkte.

Wenn Sie einen Kupferdraht in die wässrige Silbernitratlösung legen, erhalten Sie am Ende Silbermetallkristalle und Kupfernitratlösung. Bei dieser Reaktion ersetzt das Kupferelement das Silber in der Nitratverbindung. Wenn Sie Zink in eine wässrige Lösung von Kupfernitrat geben, ersetzt Zink das Kupfer in einer einzigen Austauschreaktion. Die Produkte dieser chemischen Reaktion sind Kupfer- und Zinknitrat.

Einige Metalle und Säuren gehen einzelne Austauschreaktionen ein. Zink verdrängt beim Eintauchen in Salzsäure den Wasserstoff in der Salzsäure und bildet Zinkchlorid, wobei Wasserstoffatome als anderes Reaktionsprodukt zurückbleiben. Laut dem HyperPhysics Department der Georgia State University werden Metalle im Allgemeinen Wasserstoff aus einer Säure verdrängen. Andere Beispiele sind die Reaktion zwischen Magnesium und Salzsäure, die Magnesium bildet Chlorid und Wasserstoff sowie Kalium und Schwefelsäure, die Kaliumsulfat und Wasserstoff bildet Gas.

Die Thermit-Reaktion zwischen Eisenoxid und Aluminium ist eine einzige Austauschreaktion, die exotherm ist, das heißt, sie gibt Wärme ab. Die bei dieser Reaktion freigesetzte extreme Hitze reicht aus, um das Eisenprodukt zu schmelzen. Bei der Reaktion ersetzt Aluminium Eisen, so dass die Produkte Eisen und Aluminiumoxid sind. Diese Reaktion ist auch eine Oxidations-Reduktions-Reaktion oder Redox-Reaktion, bei der Aluminium zu Aluminiumoxid oxidiert wird, da das Eisenoxid zu Eisenmolekülen reduziert wird.

Während bei vielen einzelnen Austauschreaktionen Metalle sich gegenseitig ersetzen, können Austausche zwischen Nichtmetallen auftreten. Beispielsweise verdrängt das Halogenchlor das Brom in einer Natriumbromidverbindung, da Halogen reaktiver ist als Brom. Die resultierenden Produkte sind Natriumchlorid und Brom. In ähnlicher Weise ersetzt Brom Jod in einer Reaktion zwischen Brom und Kaliumjodid oder Calciumjodid. Diese Reaktionen treten auf, weil Brom reaktiver ist als Jod.