IRREVERSIBEL REAKSJON: KJENNETEGN OG EKSEMPLER - KJEMI - 2025

En irreversibel reaksjon er en som praktisk talt ikke når likevekt, og at derfor alle reaktanter er blitt omdannet til produkter. Det sies å forekomme i bare en retning: fra venstre mot høyre, siden produktene ikke kan rekombineres for å gjenopprette reaktantene.

I dag er det flere teorier og vinkler som irreversibiliteten av en kjemisk reaksjon kan forklares fra. Det enkleste synspunktet er å ta hensyn til hvor ustabile reaktantene er, stabiliteten til produktene, eller om det dannes gasser eller faste stoffer som slipper ut eller skiller seg fra reaksjonsmediet.

Irreversible reaksjoner er svært vanlige på en daglig basis. Hvis vi ser endringer i omgivelsene våre for å reversere effekten, er det nødvendig å gå tilbake i tid, så vil det sikkert være disse typer kjemiske reaksjoner. For eksempel vil en kake i seg selv ikke gå tilbake til sin opprinnelige tilstand: ingrediensene.

Produktene fra en irreversibel reaksjon kan imidlertid gjennomgå reaksjoner som gjør dem reaktive. Dette er tilfellet med rust, som når vi behandles med sterke reduksjonsmidler, kan gjenvinne det metalliske jernet som er i dem.

Kjennetegn på irreversible reaksjoner

Fremstillingen av en kake eller terte omfatter et stort antall irreversible reaksjoner som finner sted samtidig. Kilde: Pxhere.

Generell kjemisk ligning

Enhver irreversibel reaksjon kan være representert ved en enkel kjemisk ligning, forutsatt at to reaktive arter, A og B, deltar:

A + B => C + D

A og B reagerer irreversibelt til å bli C og D. Det er ikke rom for å få en likevekt. Det som reageres regenereres ikke, og det som ikke har gjort, vil forbli like stort på grunn av reaksjonens ytelse, eller fordi en av reagensene har blitt konsumert.

Merk at aggregeringstilstanden i hver reaktant eller produkt (fast stoff, gass eller væske) ikke er spesifisert.

Det er reaksjoner der en ubetydelig mengde C og D, på grunn av deres kjemiske natur, rekombinerer for å regenerere A og B. Hvis dette skjer i likevekt, sies det at det er veldig langt til høyre; det vil si mot dannelse av produkter.

Bare i disse tilfellene er det ingen sikkerhet for å hevde at en antatt reaksjon utvilsomt er irreversibel. Imidlertid forekommer en slik situasjon ikke regelmessig i reaksjoner som viser for markerte endringer.

Kjemiske forandringer

Det er ikke en generell eller endelig regel, men flere av de irreversible reaksjonene genererer bemerkelsesverdige kjemiske forandringer. For eksempel anses svært eksoterme reaksjoner som vesentlig irreversible, på grunn av energimengden i form av varme og lys som frigjøres.

Den samme resonnementet gjelder når vi ser utseendet til en gass, enten boblende i væsken, eller siver fra porene til et faststoff. Hvis denne gassen slipper ut fra reaksjonsmediet, vil det være umulig for den å delta i etablering av likevekt; det vil si at den ikke vil reagere for å regenerere noen av reagensene.

På samme måte betyr dannelse av et fast stoff eller bunnfall umiddelbart at reaksjonen er irreversibel, siden bare overflaten fortsatt vil ha kontakt med reaksjonsmediet. Og hvis dette faste stoffet har en veldig stabil struktur, vil mye mindre det delta i en likevekt (annet enn dets løselighet), siden partiklene vil være begrenset.

På den annen side kan du ikke alltid stole på fargeforandringer. Mange reaksjoner der disse blir sett er faktisk reversible, og før eller senere blir endringen reversert.

Stabile produkter og ustabile reaktanter

Et mer generelt kjennetegn ved irreversible reaksjoner er at produktene som er dannet er mye mer stabile enn reaktantene som deltar i reaksjonen. Dette forklarer hvorfor C og D ikke lenger "ønsker" å rekombinere for å regenerere A og B, siden de sistnevnte er mer ustabile arter.

Nevnte stabilitet kan forutses ved å kjenne til produktenees strukturer, hvor sterke og stabile de nye bindingene er, eller til og med ved hjelp av en molekylær mekanisme som viser de påfølgende trinnene i en reaksjon.

Tilsynelatende reversibilitet

Det er irreversible reaksjoner som praktisk talt vil kreve tid å vende tilbake for at reaktantene skulle formes på nytt. Eller mer enn reaksjoner, ville det være endringer eller prosesser som involverer en serie av dem. Dette er fordi det ikke handler om å reversere en reaksjon, men mange og øyeblikkelig. For eksempel: nedbrytning av frukt.

Andre irreversible reaksjoner kan derimot reverseres hvis produktene deres er laget for å reagere med andre arter. På samme måte er det reaksjoner som oppstår i en "omvendt versjon" gjennom forskjellige prosesser eller mekanismer. Det mest kjente eksemplet er cellulær respirasjon og fotosyntese, og forskjellen er at sistnevnte drar nytte av solenergi.

eksempler

Noen representative eksempler på irreversible reaksjoner vil bli nevnt nedenfor.

oksidasjoner

Materiale når oksiderer gjør det irreversibelt med mindre det kommer i kontakt med reduksjonsmidler. Når metaller oksiderer, vises et lag av oksid på overflaten deres, som når fuktighet og karbondioksid blir avsatt, i tillegg til salter, starter en korrosjonsprosess.

Metalloksydet vil ikke gå i stykker fra intet for å gjenopprette metallet og la oksygengassen slippe ut.

Forbrennings

Alt organisk materiale som reagerer kraftig med oksygen, vil gjennomgå forbrenning og gassformige oksider og aske frigjøres fra det. Disse oksyder, som i det vesentlige CO ₂ , H ₂ O, NO _2, og SO ₂ , aldri vil rekombinere til å danne de første molekyler. Dette er tilfellet med plast, hydrokarboner, tre, vegetabilsk og animalsk materiale.

Sterk syrebase-nøytralisering

Når en sterk syre og base reagerer eller nøytraliseres, rekombineres ikke den genererte arten igjen for å generere dem. For eksempel, NaOH og HCl reagerer for å produsere NaCl og H ₂ O, begge meget stabil type:

NaOH + HCl => NaCl + H ₂ O

Denne reaksjonen er irreversibel, det er ikke noe poeng der det er bekreftet at en del av NaOH eller HCl er blitt regenerert. Det samme er tilfelle for andre par sterke syrer og baser.

Oppløsning av metaller

Når metaller oppløses i sterke syrer, danner de et salt, vann og en gass. For eksempel angripes kobber av salpetersyre for å gi kobbernitrat, vann og nitrogendioksid:

Cu + 4HNO ₃ => CU (NO ₃ ) ₂ + 2 H ₂ O + 2NO ₂

Den resulterende løsningen er blåaktig i fargen, og coppery-partikler vil aldri på magisk vis dukke opp igjen, noe som indikerer dannelse av metallisk kobber.

Forsåpning

Endelig har vi forsoningsreaksjonen, som er irreversibel; selv om flere av de interne trinnene er reversible. Såpene som kommer, vil ikke bli konvertert tilbake til fettet de kom fra; ikke engang kaliumhydroksyd, KOH, en så sterk base, kan regenereres ved enhver likevektsvirkning.

referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi (8. utg.). CENGAGE Læring.
2. BBC. (2020). Hva er irreversible endringer? Gjenopprettet fra: bbc.co.uk
3. Khan Academy. (2020). Kjemiske reaksjoner. Gjenopprettet fra: khanacademy.org
4. Fakta Monster. (2020). DK Science: Kjemiske reaksjoner. Gjenopprettet fra: factmonster.com
5. Ginesa Blanco. (16. oktober 2019). Stemmer det at ingen kjemisk reaksjon er irreversibel? Landet. Gjenopprettet fra: elpais.com