Παραδείγματα αντιδράσεων μεμονωμένης αντικατάστασης

Οι χημικές αντιδράσεις αλλάζουν ουσίες σε νέα υλικά με διαφορετικές χημικές συνθέσεις από τις αρχικές ενώσεις ή στοιχεία. Στον τύπο της αντίδρασης που είναι γνωστός ως απλή αντικατάσταση ή μονή μετατόπιση, ένα στοιχείο αντικαθιστά ένα άλλο στοιχείο σε μια ένωση. Το στοιχείο που αντικαθιστά ένα άλλο σε μια ένωση είναι γενικά πιο αντιδραστικό από το στοιχείο που αντικαθιστά. Σε αυτές τις αντιδράσεις, ένα στοιχείο αντιδρά πάντα με μια ένωση και καταλήγετε με ένα στοιχείο και μια ένωση ως προϊόντα.

Εάν τοποθετήσετε σύρμα χαλκού στο υδατικό διάλυμα νιτρικού αργύρου, θα καταλήξετε με μεταλλικούς κρυστάλλους αργύρου και διάλυμα νιτρικού χαλκού. Σε αυτήν την αντίδραση, το στοιχείο χαλκού αντικαθιστά τον άργυρο στην νιτρική ένωση. Παρομοίως, εάν βάζετε ψευδάργυρο σε ένα υδατικό διάλυμα νιτρικού χαλκού, ο ψευδάργυρος αντικαθιστά τον χαλκό σε μία αντίδραση αντικατάστασης. Τα προϊόντα αυτής της χημικής αντίδρασης είναι ο νιτρικός χαλκός και ο ψευδάργυρος.

Ορισμένα μέταλλα και οξέα θα προκαλέσουν αντιδράσεις απλής αντικατάστασης. Ο ψευδάργυρος, όταν βυθίζεται σε υδροχλωρικό οξύ, θα εκτοπίζει το υδρογόνο στο υδροχλωρικό οξύ και θα σχηματίζει χλωριούχο ψευδάργυρο, αφήνοντας τα άτομα υδρογόνου ως το άλλο προϊόν της αντίδρασης. Τα μέταλλα γενικά θα εκτοπίσουν το υδρογόνο από ένα οξύ, σύμφωνα με το HyperPhysics Department of Georgia State University. Άλλα παραδείγματα περιλαμβάνουν την αντίδραση μεταξύ μαγνησίου και υδροχλωρικού οξέος, το οποίο σχηματίζει μαγνήσιο χλωριούχο και υδρογόνο, και κάλιο και θειικό οξύ, το οποίο σχηματίζει θειικό κάλιο και υδρογόνο αέριο.

Η αντίδραση θερμίτη μεταξύ οξειδίου του σιδήρου και αλουμινίου είναι μια απλή αντίδραση αντικατάστασης που είναι εξώθερμη, που σημαίνει ότι εκπέμπει θερμότητα. Η ακραία θερμότητα που απελευθερώνεται από αυτήν την αντίδραση είναι αρκετή για να λιώσει το προϊόν σιδήρου. Στην αντίδραση, το αλουμίνιο αντικαθιστά το σίδηρο, έτσι τα προϊόντα είναι σίδηρος και οξείδιο του αργιλίου. Αυτή η αντίδραση είναι επίσης αντίδραση μείωσης της οξείδωσης, ή αντίδραση redox, στην οποία το αλουμίνιο οξειδώνεται για να σχηματίσει οξείδιο του αργιλίου, καθώς το οξείδιο του σιδήρου ανάγεται σε μόρια σιδήρου.

Ενώ πολλές απλές αντιδράσεις αντικατάστασης περιλαμβάνουν μέταλλα που αντικαθιστούν το ένα το άλλο, αντικαταστάσεις μπορεί να συμβούν μεταξύ μη μετάλλων. Για παράδειγμα, το αλογόνο χλώριο θα αντικαταστήσει το βρώμιο σε μια ένωση βρωμιούχου νατρίου επειδή το αλογόνο είναι πιο αντιδραστικό από το βρώμιο. Τα προκύπτοντα προϊόντα είναι χλωριούχο νάτριο και βρώμιο. Παρομοίως, το βρώμιο αντικαθιστά το ιώδιο σε αντίδραση μεταξύ βρωμίου και ιωδιούχου καλίου ή ιωδιούχου ασβεστίου. Αυτές οι αντιδράσεις συμβαίνουν επειδή το βρώμιο είναι πιο αντιδραστικό από το ιώδιο.