Kaj je reverzibilna reakcija?

Reverzibilna reakcija je a kemijska reakcija kje za reaktanti oblika izdelkov ki reagirajo skupaj in vrnejo reaktante nazaj. Reverzibilne reakcije bodo dosegle ravnovesno točko, kjer se koncentracije reaktantov in produktov ne bodo več spreminjale.

Reverzibilna reakcija je označena z dvojno puščico, ki obe smeri kaže v a kemijska enačba. Na primer, dva reagenta, dve enačbi izdelka bi bila zapisana kot

A + B ⇆ C + D

Za označitev reverzibilnih reakcij je treba uporabljati dvosmerne harpune ali dvojne puščice (⇆) z dvostransko puščico (↔) rezervirano za resonančne strukture, vendar boste na spletu najverjetneje naleteli na puščice v enačbah, preprosto zato, ker je to lažje Koda. Ko pišete na papir, je pravilna oblika uporaba harpuna ali dvojne puščice.

Šibke kisline in baze lahko doživijo povratne reakcije. Na primer, ogljikova kislina in voda reagirata na ta način:

H₂CO_{3 (l)} + H₂O_(l) ⇌ HCO⁻_{3 (aq)} + H₃O⁺_(aq)

Drug primer reverzibilne reakcije je:

N₂O₄ ⇆ 2 NE₂

Hkrati se pojavita dve kemični reakciji:

N₂O₄ → 2 NE₂

2 NE₂ → N₂O₄

Reverzibilne reakcije se ne izvajajo nujno z isto hitrostjo v obe smeri, ampak vodijo v ravnovesje. Če pride do dinamičnega ravnotežja, nastane produkt ene reakcije z enako hitrostjo, kot jo porabimo za obratno reakcijo. Ravnotežne konstante se izračunajo ali zagotovijo, da se določi, koliko reaktanta in produkta nastane.

Ravnotežje reverzibilne reakcije je odvisno od začetnih koncentracij reaktantov in produktov ter ravnovesne konstante, K.

Večina reakcij, ki se srečujejo v kemiji, so nepovratne (ali reverzibilne, vendar se zelo malo izdelka pretvori nazaj v reaktant). Če na primer kuriš les lesa z reakcijo zgorevanja, nikoli ne vidiš, da pepel spontano naredi nov les, kajne? Nekaj ​​reakcij pa je obratno. Kako to deluje?

Odgovor je povezan z energijo vsake reakcije in z energijo, ki jo potrebuje. V reverzibilni reakciji reakcijske molekule v zaprtem sistemu trčijo med seboj in porabijo energijo za pretrganje kemičnih vezi in tvorbo novih produktov. V sistemu je dovolj energije, da se z izdelki lahko zgodi enak postopek. Veze so pretrgane in nastanejo nove, ki privedejo do začetnih reaktantov.

Naenkrat so znanstveniki verjeli, da so vse kemijske reakcije nepovratne. Leta 1803 je Berthollet predlagal idejo o reverzibilni reakciji po opazovanju tvorbe kristalov natrijevega karbonata na robu slanega jezera v Egiptu. Berthollet je verjel, da je odvečna sol v jezeru potisnila nastanek natrijevega karbonata, ki bi nato lahko ponovno reagiral in oblikoval natrijev klorid in kalcijev karbonat:

2NaCl + CaCO₃ ⇆ Na₂CO₃ + CaCl₂

Waage in Guldberg sta Bertholletovo stališče količinsko opredelila z zakonom množičnega ukrepanja, ki sta ga predlagala leta 1864.