EN reversibel reaktion Det er en, der på et tidspunkt i løbet af sin forløb når en ligevægtstilstand, hvor koncentrationerne af reaktanterne og produkterne forbliver konstante; det vil sige, de varierer ikke, da hastigheden, hvormed den ene forbruges, er den samme, som den anden vises. Det siges også, at en sådan tilstand svarer til en dynamisk ligevægt.
Imidlertid kunne ligevægt ses som en konsekvens af reversibiliteten af en kemisk reaktion; da det i irreversible reaktioner er umuligt at etablere nogen ligevægt. For at dette kan ske, skal produkterne være i stand til at reagere med hinanden under specifikke betingelser for tryk og temperatur, hvilket får reaktanterne til at vende tilbage..
Ovenstående er forenklet ved hjælp af dobbeltpilsymbolet (med to antiparallelle hoveder). Når vi ser det i en kemisk ligning, betyder det, at reaktionen forløber i begge retninger: fra venstre til højre (dannelse af produkter) og fra højre til venstre (dannelse af reaktanter eller reaktanter).
Mindretallet af kemiske reaktioner er reversible, og de findes hovedsageligt i organiske og uorganiske synteser. I disse er det ekstremt vigtigt at vide, hvilke betingelser der favoriserer ligevægt for at estimere de produktmængder, der kan opnås..
Artikelindeks
En reversibel reaktion har følgende generelle ligning, i betragtning af at der kun er to reaktanter, A og B:
A + B ⇌ C + D
Den dobbelte pil indikerer, at A og B reagerer for at producere C og D, men også C og D kan reagere med hinanden for at regenerere reaktanterne; det vil sige, reaktionen i den modsatte retning, fra højre til venstre, finder sted.
Den direkte reaktion producerer produkter, mens den omvendte er reaktiv. Hvis den ene er eksoterm, skal den anden logisk være endoterm, og begge forekommer spontant; men ikke nødvendigvis i samme hastighed.
For eksempel kan A og B være mindre eller ustabile end C og D; og at de derfor indtages hurtigere end C og D kan regenerere dem.
Hvis produkter C og D næppe reagerer med hinanden, vil der være en større ophobning af produkter end reaktanter. Dette betyder, at når kemisk ligevægt er nået, vil vi have højere koncentrationer af C og D end af A eller B, uanset om deres koncentrationer ikke varierer..
Ligevægt siges derefter at blive flyttet til venstre, hvor der vil være flere produkter end reaktanter.
En reversibel reaktion er karakteriseret ved at finde sted i begge retninger i en kemisk ligning, nå et ligevægtspunkt og reagere på eksterne ændringer eller påvirkninger efter princippet om le Châtelier.
Takket være dette princip kunne Berthollets observationer i 1803, da han genkendte Na-krystaller, faktisk forklares.toCO3 i en sandet sø beliggende i Egypten. Den dobbelte forskydningsreaktion ville være:
NatoCO3(ac) + CaClto(ac) ⇌ NaCl (aq) + CaCO3(ac)
For at den omvendte reaktion skal finde sted, skal der være et overskud af NaCl, og ligevægten vil således skifte til højre: mod dannelsen af NaCltoCO3.
Denne egenskab er af stor betydning, fordi tryk eller temperaturer på samme måde manipuleres for at favorisere retning af reaktionen, der genereres af arten af interesse..
Kemiske ændringer for reversible reaktioner har tendens til at være mindre indlysende end dem, der ses ved irreversible reaktioner. Der er dog reaktioner, især dem, der involverer metalkomplekser, hvor vi ser temperaturafhængige farveændringer..
Enhver type forbindelse kan være involveret i en reversibel reaktion. Man så, at to salte er i stand til at etablere en ligevægt, NatoCO3 og CaClto. Det samme sker mellem metalkomplekser eller molekyler. Faktisk skyldes meget af de reversible reaktioner molekyler med specifikke bindinger, der brydes og regenereres igen og igen..
En opløsning af cobaltchlorid, CoClto, i vand pletter det lyserødt på grund af dannelsen af en kompleks vandig. Når denne opløsning opvarmes, skifter farven til blå, hvilket giver følgende reversible reaktion:
[Co (HtoELLER)6]to+(ac) (lyserød) + 4Cl-(ac) + Q ⇌ CoCl4to-(ac) (blå) + 6HtoO (l)
Hvor Q leveres til varmen. Denne varme dehydrerer komplekset, men når opløsningen afkøles, eller hvis der tilsættes vand, vender den tilbage til sin oprindelige lyserøde farve..
Følgende reversible reaktion er måske den mest klassiske i introduktionen af begrebet kemisk ligevægt:
Hto(g) + Ito(s) ⇌ 2HI (g)
Bemærk, at reaktionen formår at skabe en ligevægt, selv når jodet er i fast tilstand. Alle arter er molekylære: H-H, I-I og H-I.
Hydrolyser er meget repræsentative eksempler på reversible reaktioner. Blandt de enkleste har vi den, der gennemgår en konjugeret syre eller base. Hydrolyse af ammoniumionen, NH4+, og carbonationen, CO3to-, er som følgende:
NH4+(ac) + HtoO (l) ⇌ NH3(g) + OH-
CO3to-(ac) + HtoO (l) ⇌ HCO3-(ac) + OH-
Hvis vi tilføjer en base, der bidrager med OH-ioner- til midten skifter vi begge vægte til venstre.
Meget ens som i det første eksempel gennemgår en kromatopløsning en farveændring, men på grund af variationer i temperatur, men ikke i pH. Den reversible reaktion er:
2CrO4to-(ac) (gul) + 2H3ELLER+(ac) ⇌ CrtoELLER7to-(ac) (orange) + 3HtoO (l)
Så hvis til en gul CrO-opløsning4to- hvis den syrnes med en hvilken som helst syre, bliver farven straks orange. Og hvis det derefter er alkaliseret, eller der tilsættes rigeligt vand, skifter balancen til højre, den gule farve dukker op igen og Cr forbruges.toELLER7to-.
Syntesen af ammoniak, NH3, Det involverer en reversibel reaktion justeret, så det gasformige nitrogen, en meget inert art, reagerer:
Nto(g) + 3Hto(s) ⇌ 2NH3(g)
Og endelig nævnes et eksempel på organisk kemi: forestring. Dette består i at opnå en ester fra en carboxylsyre og en alkohol i et stærkt surt medium. Den reversible reaktion er:
RCOOH + R'OH ⇌ RCOOR '+ HtoELLER
Endnu ingen kommentarer