Austauschreaktion

Eine Austauschsreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der Bestandteile zweier Verbindungen miteinander ausgetauscht werden, sodass zwei neue Verbindungen entstehen. Der Begriff wird sowohl in der organischen als auch in der anorganischen Chemie verwendet und umfasst häufig Metathese- bzw. Doppelverschiebungsreaktionen, bei denen sich Ionen, Gruppen oder Liganden gegenseitig austauschen. Typisch handelt es sich um Reaktionen in Lösung, bei denen die ausgetauschten Partner als Ionen oder polare Gruppen vorliegen.

Der Mechanismus einer Austauschsreaktion kann schrittweise oder konzertiert erfolgen. Wesentliche Triebkräfte sind die Bildung eines schwer löslichen Salzes, die Entstehung eines stabileren Komplexes oder die Abspaltung eines guten Abgangs- bzw. Zuschlagsstoffs. Die Thermodynamik und die Kinetik bestimmen oft das Gleichgewicht; viele Austauschsreaktionen sind reversibel und lassen sich durch Änderung von Konzentrationen, Temperatur oder Lösungsmittel verschieben.

Beispiele verdeutlichen die Bandbreite. In wässrigen Lösungen reagiert AgNO3 mit NaCl zu AgCl (Niederschlag) und NaNO3: AgNO3 + NaCl → AgCl(s) + NaNO3. In der organischen Chemie kann ein Transesterifikationsaustausch stattfinden: CH3COOEt + CH3OH ⇌ CH3COOCH3 + EtOH. In der Koordinationschemie kommt es häufig zum Ligandenaustausch am Metallzentrum, etwa wenn Wasser liganden durch stärkere Liganden ersetzt werden.

Abgrenzung und Bedeutung: Der Begriff Austauschsreaktion wird oft synonym mit Doppelverschiebungsreaktion oder Metathese verwendet. Er dient als Oberbegriff für Reaktionen, bei denen Partner zweier Spezies gegenseitig ausgetauscht werden. Praktisch relevant ist diese Reaktionsklasse in der Synthese, der Reinigung, der Analytik und der Polymerchemie.