Una reazione di spostamento è quella in cui un elemento o un gruppo viene spostato da un composto chimico da un altro elemento o gruppo. Nelle reazioni di spostamento singolo, l’elemento più reattivo sposta quello meno reattivo. Nelle reazioni di doppio spostamento, che più comunemente avvengono tra soluzioni acquose di composti ionici, i cationi caricati positivamente e gli anioni caricati negativamente si scambiano. La reazione generalmente procede perché uno dei prodotti è insolubile ed è precipitato come solido o si è evoluto come gas, oppure perché i reagenti sono un acido e una base, che produrranno sempre un sale e acqua.
Le reazioni di spostamento singolo includono la sostituzione di un metallo in un sale con un metallo più reattivo. Ad esempio, il ferro sostituirà il rame da una soluzione di solfato di rame perché è più reattivo: Fe+ CuSO4 -> Cu + FeSO4. Questo tipo di reazione può essere utilizzato per la placcatura dei metalli.
I metalli che sono più reattivi dell’idrogeno lo sostituiranno dagli acidi. Ad esempio, se lo zinco viene aggiunto all’acido cloridrico, la reazione produrrà cloruro di zinco e idrogeno, perché lo zinco è più reattivo dell’idrogeno: Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2. I metalli che sono meno reattivi dell’idrogeno, ad esempio rame, piombo, argento e oro, non lo sostituiranno da un acido.
La ben nota reazione della termite, in cui l’alluminio in polvere viene utilizzato per spostare un metallo da un composto, solitamente un ossido, è un esempio di reazione di spostamento tra solidi. Nella sua forma più comune, il ferro è prodotto dalla reazione dell’alluminio con l’ossido di ferro III: Fe2O3 + 2Al -> 2Fe + Al2O3. Si sviluppa così tanto calore che il ferro viene rilasciato come un liquido incandescente; a volte è usato come metodo per saldare insieme binari rotti.
Sono comuni anche le reazioni di spostamento tra i non metalli. Un esempio è lo spostamento dello iodio da un sale ioduro mediante cloro. Il cloro è più reattivo dello iodio, quindi se il gas di cloro viene fatto gorgogliare in una soluzione di ioduro di sodio, sostituirà lo iodio: 2NaI + Cl2 -> 2NaCl + I2. Questo metodo viene utilizzato per la produzione industriale di iodio.
Un esempio di doppio spostamento è la reazione di soluzioni di cloruro di bario e solfato di sodio. Quando questi vengono miscelati, reagiscono per produrre cloruro di sodio e solfato di bario. Quest’ultimo è insolubile e forma un precipitato: BaCl2 + Na2SO4 -> BaSO4 + 2NaCl. La soluzione di cloruro di bario può quindi essere utilizzata per testare gli ioni solfato.
Le reazioni acido-base sono un’altra forma di doppio spostamento. Queste sono anche note come reazioni di neutralizzazione. Ad esempio, l’acido cloridrico e l’idrossido di sodio reagiranno per produrre cloruro di sodio e acqua: HCl + NaOH -> NaCl + H2O.