Reakcje chemiczne zmieniają substancje w nowe materiały o innym składzie chemicznym niż oryginalne związki lub pierwiastki. W typie reakcji znanym jako pojedyncze zastępowanie lub pojedyncze przemieszczenie, jeden pierwiastek zastępuje inny pierwiastek w związku. Pierwiastek, który zastępuje inny w związku, jest na ogół bardziej reaktywny niż pierwiastek, który zastępuje. W tych reakcjach jeden pierwiastek zawsze reaguje ze związkiem, a ty otrzymujesz pierwiastek i związek jako produkty.
Metale w roztworze wodnym
Jeśli umieścisz drut miedziany w wodnym roztworze azotanu srebra, otrzymasz kryształy metalu srebra i roztwór azotanu miedzi. W tej reakcji pierwiastek miedzi zastępuje srebro w związku azotanowym. Podobnie, jeśli umieścisz cynk w wodnym roztworze azotanu miedzi, cynk zastępuje miedź w pojedynczej reakcji wymiany. Produktami tej reakcji chemicznej są azotan miedzi i cynku.
Metale w kwasie
Niektóre metale i kwasy zaangażują się w reakcje pojedynczej wymiany. Cynk zanurzony w kwasie solnym wyprze wodór w kwasie solnym i utworzy chlorek cynku, pozostawiając atomy wodoru jako drugi produkt reakcji. Według Departamentu Hiperfizyki Georgia State University metale wypierają wodór z kwasu. Inne przykłady obejmują reakcję między magnezem a kwasem solnym, która tworzy magnez chlorek i wodór oraz potas i kwas siarkowy, który tworzy siarczan potasu i wodór gaz.
Reakcja termitowa
Reakcja termitowa między tlenkiem żelaza a aluminium jest pojedynczą reakcją wymiany, która jest egzotermiczna, co oznacza, że wydziela ciepło. Ekstremalne ciepło uwolnione w tej reakcji wystarcza do stopienia produktu żelaznego. W reakcji aluminium zastępuje żelazo, więc produktami są żelazo i tlenek glinu. Ta reakcja jest również reakcją utleniania-redukcji lub reakcją redoks, w której aluminium utlenia się z wytworzeniem tlenku glinu, gdy tlenek żelaza jest redukowany do cząsteczek żelaza.
Reakcje niemetaliczne
Podczas gdy wiele pojedynczych reakcji wymiany obejmuje wzajemne zastępowanie metali, wymiany mogą wystąpić między niemetalami. Na przykład chlorowiec, chlor wypiera brom w związku bromku sodu, ponieważ chlorowiec jest bardziej reaktywny niż brom. Powstałymi produktami są chlorek sodu i brom. Podobnie brom zastępuje jod w reakcji między bromem a jodkiem potasu lub jodkiem wapnia. Reakcje te występują, ponieważ brom jest bardziej reaktywny niż jod.
