Vad är förskjutningsreaktioner?

En undanträngningsreaktion är en där ett grundämne eller en grupp förskjuts från en kemisk förening av ett annat grundämne eller grupp. I singelförskjutningsreaktioner förskjuter det mer reaktiva elementet det mindre reaktiva. Vid dubbla förskjutningsreaktioner, som oftast sker mellan vattenlösningar av jonföreningar, växlar de positivt laddade katjonerna och negativt laddade anjonerna runt. Reaktionen fortskrider i allmänhet eftersom en av produkterna är olöslig och fälls ut som ett fast ämne eller utvecklas som en gas, eller eftersom reaktanterna är en syra och en bas, som alltid kommer att producera ett salt och vatten.

Enstaka förskjutningsreaktioner inkluderar ersättning av en metall i ett salt med en mer reaktiv metall. Till exempel kommer järn att tränga undan koppar från en kopparsulfatlösning eftersom det är mer reaktivt: Fe+ CuSO4 -> Cu + FeSO4. Denna typ av reaktion kan användas för metallplätering.

Metaller som är mer reaktiva än väte kommer att ersätta det från syror. Till exempel, om zink tillsätts till saltsyra, kommer reaktionen att producera zinkklorid och väte, eftersom zink är mer reaktivt än väte: Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2. Metaller som är mindre reaktiva än väte – till exempel koppar, bly, silver och guld – kommer inte att ersätta det från en syra.

Den välkända termitreaktionen, i vilken pulveriserat aluminium används för att ersätta en metall från en förening, vanligtvis en oxid, är ett exempel på en undanträngningsreaktion mellan fasta ämnen. I sin vanligaste form produceras järn genom reaktion av aluminium med järn III-oxid: Fe2O3 + 2Al -> 2Fe + Al2O3. Så mycket värme utvecklas att järnet frigörs som en vit varm vätska; det används ibland som en metod för att svetsa ihop trasiga rälsspår.

Förskjutningsreaktioner mellan icke-metaller är också vanliga. Ett exempel är ersättning av jod från ett jodsalt med klor. Klor är mer reaktivt än jod, så om klorgas bubblas in i en lösning av natriumjodid kommer det att ersätta joden: 2NaI + Cl2 -> 2NaCl + I2. Denna metod används för industriell produktion av jod.

Ett exempel på dubbelförskjutning är reaktionen av bariumklorid- och natriumsulfatlösningar. När dessa blandas reagerar de för att producera natriumklorid och bariumsulfat. Den senare är olöslig och bildar en fällning: BaCl2 + Na2SO4 -> BaSO4 + 2NaCl. Bariumkloridlösning kan alltså användas för att testa för sulfatjoner.
Syra-bas-reaktioner är en annan form av dubbelförskjutning. Dessa är också kända som neutraliseringsreaktioner. Till exempel kommer saltsyra och natriumhydroxid att reagera för att producera natriumklorid och vatten: HCl + NaOH -> NaCl + H2O.