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化学反応は、元の化合物または元素とは異なる化学組成を持つ新しい物質に物質を変化させます。単一置換または単一置換として知られる反応のタイプでは、1つの要素が化合物内の別の要素を置き換えます。化合物内の別の要素を置き換える要素は、一般に、置換する要素よりも反応性が高くなります。これらの反応では、1つの要素が常に化合物と反応し、最終的に要素と化合物が製品として生成されます。
水溶液中の金属
硝酸銀の水溶液に銅線を配置すると、銀金属結晶と硝酸銅溶液になります。この反応では、銅化合物が硝酸化合物の銀に置き換わります。同様に、硝酸銅の水溶液に亜鉛を入れると、1回の交換反応で亜鉛が銅に置き換わります。この化学反応の生成物は、硝酸銅と硝酸亜鉛です。
酸中の金属
一部の金属および酸は、単一の置換反応に関与します。亜鉛を塩酸に浸すと、塩酸中の水素が置換され、塩化亜鉛が形成され、反応の他の生成物として水素原子が残ります。ジョージア州立大学のハイパーフィジックス学部によると、一般に金属は酸から水素を置き換えます。他の例には、塩化マグネシウムと水素を形成するマグネシウムと塩酸、および硫酸カリウムと水素ガスを形成するカリウムと硫酸の反応が含まれます。
テルミット反応
酸化鉄とアルミニウムの間のテルミット反応は、発熱性の単一の置換反応であり、熱を発します。この反応から放出される極端な熱は、鉄製品を溶かすのに十分です。この反応では、鉄が鉄に置き換わるため、製品は鉄と酸化アルミニウムになります。この反応は酸化還元反応、または酸化還元反応でもあり、酸化鉄は鉄分子に還元されるため、アルミニウムは酸化されて酸化アルミニウムを形成します。
非金属反応
多くの単一置換反応では、金属同士が相互に置換されますが、非金属間でも置換が発生する場合があります。例えば、ハロゲンは臭素よりも反応性が高いため、ハロゲン塩素は臭化ナトリウム化合物の臭素を置換します。得られる生成物は、塩化ナトリウムと臭素です。同様に、臭素とヨウ化カリウムまたはヨウ化カルシウムとの反応では、臭素がヨウ素に置き換わります。これらの反応は、臭素がヨウ素よりも反応性が高いために発生します。