Förändringen i färg på kopparsulfatlösning när en järnspik doppas i den beror på processen med förskjutningsreaktion. Denna reaktion innebär att en metall ersätts med en annan i en förening. I detta fall reagerar järnspiken med kopparsulfatlösningen för att bilda järnsulfat och koppar.

Den kemiska ekvationen för denna reaktion är:

$$Fe(s) + CuSO_4(aq) -> FeSO_4(aq) + Cu(s)$$

Här tränger järn (Fe) bort koppar (Cu) från kopparsulfatlösningen. Som ett resultat bleknar den blå färgen på kopparsulfatlösningen och en grön färg visas. Denna gröna färg beror på bildandet av järnsulfat.

Denna förskjutningsreaktion uppstår på grund av skillnaden i reaktiviteten hos järn och koppar. Järn är mer reaktivt än koppar, så det kan ersätta koppar från dess föreningar. Denna reaktion är också ett exempel på en redoxreaktion, där järn genomgår oxidation och koppar genomgår reduktion.