Wat zijn verplaatsingsreacties?
Een verplaatsingsreactie is een reactie waarbij een element of groep wordt verplaatst van een chemische verbinding door een ander element of groep. Bij enkelvoudige verplaatsingsreacties verplaatst het reactievere element het minder reactieve element. Bij dubbele verplaatsingsreacties, die meestal plaatsvinden tussen waterige oplossingen van ionische verbindingen, wisselen de positief geladen kationen en negatief geladen anionen rond. De reactie verloopt in het algemeen omdat een van de producten onoplosbaar is en wordt neergeslagen als een vaste stof of wordt ontwikkeld als een gas, of omdat de reactanten een zuur en een base zijn, die altijd een zout en water zullen produceren.
Enkele verplaatsingsreacties omvatten de vervanging van een metaal in een zout door een meer reactief metaal. IJzer zal bijvoorbeeld koper uit een kopersulfaatoplossing verdringen omdat deze reactiever is: Fe + CuS04 - Cu + FeS04. Dit type reactie kan worden gebruikt voor het metalliseren.
Metalen die reactiever zijn dan waterstof zullen het verdrijven uit zuren. Als bijvoorbeeld zink wordt toegevoegd aan zoutzuur, produceert de reactie zinkchloride en waterstof, omdat zink reactiever is dan waterstof: Zn + 2HCI -> ZnCl2 + H2. Metalen die minder reactief zijn dan waterstof - bijvoorbeeld koper, lood, zilver en goud - zullen het niet van een zuur verdringen.
De bekende thermietreactie, waarbij aluminium in poedervorm wordt gebruikt om een metaal uit een verbinding, gewoonlijk een oxide, te verdringen, is een voorbeeld van een verplaatsingsreactie tussen vaste stoffen. In zijn meest voorkomende vorm wordt ijzer geproduceerd door de reactie van aluminium met ijzer III-oxide: Fe203 + 2Al -> 2Fe + Al203. Er wordt zoveel warmte ontwikkeld dat het ijzer wordt afgegeven als een witte hete vloeistof; het wordt soms gebruikt als een methode om gebroken spoorrails aan elkaar te lassen.
Verplaatsingsreacties tussen niet-metalen zijn ook gebruikelijk. Een voorbeeld is de verplaatsing van jodium uit een jodidezout door chloor. Chloor is reactiever dan jodium, dus als chloorgas wordt geborreld in een oplossing van natriumjodide, zal het het jodium verdringen: 2NaI + Cl 2 -> 2NaCl + I 2 . Deze methode wordt gebruikt voor de industriële productie van jodium.
Een voorbeeld van dubbele verplaatsing is de reactie van bariumchloride en natriumsulfaatoplossingen. Wanneer deze worden gemengd, reageren ze om natriumchloride en bariumsulfaat te produceren. De laatste is onoplosbaar en vormt een neerslag: BaCl2 + Na2S04 -> BaS04 + 2NaCl. Bariumchloride-oplossing kan dus worden gebruikt om te testen op sulfaationen.
Zuur-base reacties zijn een andere vorm van dubbele verplaatsing. Dit worden ook wel neutralisatiereacties genoemd. Zoutzuur en natriumhydroxide zullen bijvoorbeeld reageren om natriumchloride en water te produceren: HCl + NaOH -> NaCl + H20.