MEGFORDÍTHATÓ REAKCIÓ: JELLEMZŐK ÉS PÉLDÁK - KÉMIA - 2026

Egy reverzibilis reakció az, amely a folyamán valamikor egyensúlyi állapotba lép, amelyben a reagensek és termékek koncentrációi állandóak maradnak; vagyis nem változnak, mivel az egyik fogyasztási sebessége megegyezik a másik megjelenési sebességével. Azt mondják, hogy egy ilyen állapot a dinamikus egyensúlynak is megfelel.

Az egyensúly azonban a kémiai reakció visszafordíthatóságának következménye lehet; mivel visszafordíthatatlan reakciók során lehetetlen egyensúly kialakulása. Ahhoz, hogy ez megtörténjen, a termékeknek képesnek kell lenniük reagálni egymással, meghatározott nyomás és hőmérséklet körülmények között, ami a reagensek visszatérését eredményezheti.

A kettős nyíl jelzi, hogy a reakció reverzibilis. Forrás: Ezt az SVG-képet a Medium69. készítette.Cette-kép SVG egy étrendi créée par Medium69.Kérjük, írja jóvá: William Crochot

Ezt megkönnyíti a kettős nyíl szimbólum használata (két párhuzamos fejjel). Ha kémiai egyenletben látjuk, ez azt jelenti, hogy a reakció mindkét irányban halad: balról jobbra (termékképződés) és jobbról balra (reaktáns vagy reaktánsképződés).

A kémiai reakciók csekély része visszafordítható, és elsősorban szerves és szervetlen szintézisekben fordul elő. Ezekben rendkívül fontos tudni, hogy mely körülmények kedveznek az egyensúlynak, hogy megbecsüljék a termékmennyiségeket, amelyek beszerezhetők.

A reverzibilis reakciók jellemzői

Általános egyenlet és egyensúly

Egy reverzibilis reakció a következő általános egyenlettel rendelkezik, figyelembe véve, hogy csak két reagens van, A és B:

A + B ⇌ C + D

A kettős nyíl azt jelzi, hogy A és B reagál, hogy C és D képződjön, de a C és D is reagálhatnak egymással a reagensek regenerálására; vagyis a reakció ellentétes irányban, jobbról balra zajlik.

A közvetlen reakció termékeket produkál, míg a fordított reakcióképes. Ha az egyik exoterm, akkor a másiknak logikusan endotermikusnak kell lennie, és mindkettő spontán; de nem feltétlenül azonos sebességgel.

Például A és B lehet kisebb vagy instabil, mint C és D; és ezért gyorsabban fogyasztják őket, mint a C és a D képes regenerálni őket.

Ha a C és D termékek alig reagálnak egymással, akkor nagyobb a termékek felhalmozódása, mint a reagensekben. Ez azt jelenti, hogy a kémiai egyensúly elérésekor a C és D koncentrációja nagyobb lesz, mint az A vagy B, függetlenül attól, hogy koncentrációjuk nem változik-e.

Azt mondják, hogy az egyensúly balra tolódik el, ahol több termék lesz, mint reagens.

A Le Châtelier-elv

A reverzibilis reakciót az jellemzi, hogy kémiai egyenletben mindkét irányban zajlik, az egyensúlyi pontot eléri, és a le Châtelier elvét követve reagál a külső változásokra vagy befolyásokra.

Valójában ennek az elvnek köszönhetően Berthollet 1803. évi megfigyelései megmagyarázhatók, amikor egy egyiptomi homokos tóban felismerte a Na ₂ CO ₃ kristályokat. A kettős elmozdulási reakció a következő:

Na ₂ CO ₃ (aq) + CaCI ₂ (aq) ⇌ NaCl (aq) + CaCO ₃ (aq)

A fordított reakció lejátszódjon, ott kell lennie feleslegben NaCl, és így az egyensúlyi lenne jobbra tolódtak: keletkezése irányába Na ₂ CO ₃.

Ez a tulajdonság nagy jelentőséggel bír, mivel ugyanúgy a nyomásokat vagy a hőmérsékleteket manipulálják, hogy elősegítsék a reakció irányát, amelyet az érdeklődő faj generál.

Kémiai változások

A reverzibilis reakciók kémiai változásai kevésbé nyilvánvalóak, mint a irreverzibilis reakciók esetén. Vannak olyan reakciók is, különösen a fémkomplexek esetében, amelyekben hőmérséklettől függő színváltozásokat tapasztalunk.

Vegyi fajok

Bármilyen típusú vegyület részt vehet egy reverzibilis reakcióban. Azt láttuk, hogy a két sók alkalmasak annak megállapítására, egy egyensúlyi, Na ₂ CO ₃ -ot és CaCI ₂. Ugyanez történik a fémkomplexek vagy molekulák között. Valójában a reverzibilis reakciók nagy része olyan specifikus kötésekkel rendelkező molekuláknak köszönhető, amelyek újra és újra felbomlanak és regenerálódnak.

Példák reverzibilis reakciókra

Kobalt-klorid oldat

Ezután kobalt-klorid, CoCl ₂, a víz foltok ez rózsaszín, mivel a komplex képződését, vizes. Az oldat felmelegítésekor a szín kékre változik, és a következő visszafordítható reakciót eredményezheti:

²⁺ (aq) (rózsaszín) + 4Cl ^- (aq) + Q ⇌ CoCl ₄ ^2- (aq) (kék) + 6H ₂ O (l)

Ahol Q a szolgáltatott hő. Ez a hő kiszárítja a komplexet, de amint az oldat lehűl, vagy ha vizet adunk hozzá, az visszatér eredeti rózsaszín színéhez.

Hidrogén-jodid

A következő reverzibilis reakció talán a klasszikusabb a kémiai egyensúly fogalmának bevezetésében:

H ₂ (g) + I ₂ (s) ⇌ 2HI (g)

Megjegyezzük, hogy a reakció még akkor is képes egyensúlyt teremteni, ha a jód szilárd állapotban van. Minden faj molekuláris: HH, II és HI.

hidrolízis

A hidrolízis a reverzibilis reakciók nagyon reprezentatív példái. A legegyszerűbbek között van egy, amely konjugált savaktól vagy bázistól szenved. A hidrolízist a ammóniumion, NH ₄ ⁺, és a karbonát-ion, CO ₃ ^2-, a következők:

NH ₄ ⁺ (aq) + H ₂ O (l) ⇌ NH ₃ (g) + OH ^-

CO ₃ ^2- (aq) + H ₂ O (l) ⇌ HCO ₃ ^- (aq) + OH ^-

Ha ehhez hozzátesszük a bázis, amely hozzájárul OH ^- ionok a középső térünk át mind egyensúlyok balra.

Króm-dikromát oldat

Nagyon hasonló, mint az első példában, a kromát oldat színe megváltozik, de a hőmérséklet-változások miatt, de a pH-értéken nem. A reverzibilis reakció:

2CrO ₄ ^2- (aq) (sárga) + 2H ₃ O ⁺ (aq) ⇌ Cr ₂ O ₇ ^2- (aq) (narancs) + 3H ₂ O (l)

Tehát, ha a CrO ₄ ² sárga oldata bármilyen savval megsavanyodik, színe azonnal narancssárgára vált. És ha később lúgosítják vagy bőséges vizet adnak hozzá, az egyensúly jobbra tolódik el, a sárga szín újra megjelenik, és a Cr ₂ O ₇ ² elfogy.

ammónia

Ammónia szintézisénél, NH ₃, magában foglalja egy reverzibilis reakciót úgy állítjuk be, hogy a gázállapotú nitrogén, egy nagyon közömbös faj reagál:

N ₂ (g) + 3H ₂ (S) ⇌ 2NH ₃ (g)

észterezést

És végül említik a szerves kémia egyik példáját: észterezés. Ez abból áll, hogy egy észtert előállítunk egy karbonsavból és egy alkoholból egy erős savas közegben. A reverzibilis reakció:

RCOOH + R'OH ⇌ RCOOR „+ H ₂ O

Irodalom

1. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
2. Walter J. Moore. (1963). Fizikai kémia. A kémiai kinetikában. Negyedik kiadás, Longmans.
3. Ira N. Levine. (2009). A fizikokémia alapelvei. Hatodik kiadás, 479–540. Mc Graw Hill.
4. Wikipedia. (2020). Megfordítható reakció. Helyreállítva: en.wikipedia.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. augusztus 19.). Megfordítható reakció meghatározása és példák. Helyreállítva: gondolat.com
6. Binod Shrestha. (2019. június 05.). Megfordítható és visszafordíthatatlan reakciók. Kémia LibreTexts. Helyreállítva: chem.libretexts.org
7. David Wood. (2020). Megfordítható kémiai reakciók: Meghatározás és példák. Tanulmány. Helyreállítva: study.com