REVERSIBEL REAKSJON: KJENNETEGN OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

En reversibel reaksjon er en som på et tidspunkt i dens kurs når en likevektstilstand der konsentrasjonene av reaktantene og produktene forblir konstante; det vil si at de ikke varierer, siden hastigheten som den ene konsumeres med er den samme som den andre vises med. En slik tilstand sies også å samsvare med en dynamisk likevekt.

Imidlertid kan likevekt sees på som en konsekvens av reversibiliteten av en kjemisk reaksjon; siden det i irreversible reaksjoner er umulig å etablere noen likevekt. For at dette skal skje, må produktene kunne reagere med hverandre under spesifikke trykk og temperaturbetingelser, og få reaktantene til å returnere.

Dobbeltpilsymbolet indikerer at en reaksjon er reversibel. Kilde: Dette SVG-bildet ble opprettet av Medium69.Cette image SVG a été créée par Medium69.Krediter dette: William Crochot

Dette blir forenklet ved å bruke dobbeltpilsymbolet (med to antiparallelle hoder). Når vi ser det i en kjemisk ligning, betyr det at reaksjonen fortsetter i begge retninger: fra venstre mot høyre (produktdannelse), og fra høyre til venstre (reaktant- eller reaktantdannelse).

Mindretallet av kjemiske reaksjoner er reversible, og de finnes mest i organiske og uorganiske synteser. I disse er det ekstremt viktig å vite hvilke forhold som favoriserer likevekt for å estimere mengden produkt som kan oppnås.

Kjennetegn på reversible reaksjoner

Generell ligning og likevekt

En reversibel reaksjon har følgende generelle ligning, med tanke på at det bare er to reaktanter, A og B:

A + B ⇌ C + D

Dobbeltpilen indikerer at A og B reagerer for å produsere C og D, men også C og D kan reagere med hverandre for å regenerere reaktantene; det vil si at reaksjonen i motsatt retning, fra høyre mot venstre, finner sted.

Den direkte reaksjonen produserer produkter, mens de motsatte er reaktive. Hvis den ene er eksoterm, må den andre logisk være endoterm, og begge oppstår spontant; men ikke nødvendigvis med samme hastighet.

For eksempel kan A og B være mindre eller ustabile enn C og D; og derfor konsumeres de raskere enn C og D kan regenerere dem.

Hvis produktene C og D neppe reagerer med hverandre, vil det være en større ansamling av produkter enn av reaktanter. Dette betyr at når kjemisk likevekt oppnås, vil vi ha høyere konsentrasjoner av C og D enn A eller B, uavhengig av om konsentrasjonen ikke varierer.

Likevekten sies da å bli forskjøvet til venstre, hvor det vil være flere produkter enn reaktanter.

Le Châtelier-prinsippet

En reversibel reaksjon er kjennetegnet ved å finne sted i begge retninger i en kjemisk ligning, nå et poeng av likevekt, og svare på ytre endringer eller påvirkninger etter prinsippet om le Châtelier.

Faktisk, takket være dette prinsippet, kunne Berthollets observasjoner i 1803 forklares, da han kjente igjen Na ₂ CO _3- krystaller i en sandsjø som ligger i Egypt. Den doble forskyvningsreaksjonen ville være:

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

For at den omvendte reaksjonen skal finne sted, må det være et overskudd av NaCl, og dermed vil likevekten forskyve seg til høyre: mot dannelsen av Na ₂ CO ₃ .

Denne egenskapen er av stor betydning fordi på samme måte som trykk eller temperaturer blir manipulert for å favorisere retningen på reaksjonen generert av arten av interesse.

Kjemiske forandringer

De kjemiske endringene for reversible reaksjoner har en tendens til å være mindre åpenbare enn de man ser for irreversible reaksjoner. Imidlertid er det reaksjoner, spesielt de som involverer metallkomplekser, der vi ser temperaturavhengige fargeendringer.

Kjemiske arter

Enhver type forbindelse kan være involvert i en reversibel reaksjon. Det ble sett at to salter er i stand til å etablere en likevekt, Na ₂ CO ₃ og CaCl ₂ . Det samme skjer mellom metallkomplekser eller molekyler. Faktisk skyldes mye av de reversible reaksjonene molekyler med spesifikke bindinger som brytes og regenererer om og om igjen.

Eksempler på reversible reaksjoner

Koboltkloridløsning

En løsning av koboltklorid, CoCl ₂ , i vannflekker det rosa, på grunn av dannelsen av et kompleks vandig. Når denne løsningen varmes opp, endres fargen til blå, noe som gir følgende reversible reaksjon:

^{2 +} (aq) (rosa) + 4Cl ^- (aq) + Q ⇌ CoCl ₄ ^-2- (aq) (blå) + 6H ₂ O (l)

Hvor Q er varmen som tilføres. Denne varmen dehydrerer komplekset, men når løsningen avkjøles, eller hvis vann tilsettes, vil den gå tilbake til sin opprinnelige rosa farge.

Hydrogenjodid

Følgende reversible reaksjon er kanskje den mest klassiske når det gjelder å introdusere begrepet kjemisk likevekt:

H ₂ (g) + I ₂ (s) ⇌ 2HI (g)

Merk at reaksjonen klarer å etablere en likevekt selv når jod er i fast tilstand. Alle artene er molekylære: HH, II og HI.

Hydrolyse

Hydrolyse er veldig representative eksempler på reversible reaksjoner. Blant de enkleste har vi den som lider av en konjugert syre eller base. Hydrolysen av ammoniumionet, NH ₄ ⁺ , og av den karbonation, CO ₃ ^2- , er som følger:

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

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

Hvis vi legger til en base som bidrar OH ^- ioner til midten, vil vi skifte begge likevektene til venstre.

Kromat-dikromatløsning

Svært lik som i det første eksemplet gjennomgår en kromatløsning en fargeendring, men på grunn av variasjoner i temperatur, men ikke i pH. Den reversible reaksjonen er:

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

Så hvis en gul løsning av CrO ₄ ^2- blir surgjort med en hvilken som helst syre, blir fargen umiddelbart oransje. Og hvis det deretter lages alkalisk eller rikelig vann tilsettes, vil balansen skifte til høyre, den gule fargen dukker opp igjen og Cr ₂ O ₇ ^2- konsumeres .

Ammoniakk

Syntese av ammoniakk, NH ₃ , omfatter en reversibel reaksjon reguleres slik at gassformet nitrogen, en meget inerte arter, reagerer:

N ₂ (g) + 3H ₂ (s) ⇌ 2NH ₃ (g)

esterifisering

Og til slutt nevnes et eksempel på organisk kjemi: forestring. Dette består av å få en ester fra en karboksylsyre og en alkohol i et sterkt syremedium. Den reversible reaksjonen er:

R-COOH + R OH ⇌ RCOOR '+ H ₂ O

referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi (8. utg.). CENGAGE Læring.
2. Walter J. Moore. (1963). Fysisk kjemi. I kjemisk kinetikk. Fjerde utgave, Longmans.
3. Ira N. Levine. (2009). Prinsipper for fysisk kjemi. Sjette utgave, s. 479-540. Mc Graw Hill.
4. Wikipedia. (2020). Vendbar reaksjon. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (19. august 2019). Reversibel reaksjonsdefinisjon og eksempler. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
6. Binod Shrestha. (05. juni 2019). Vendbare og irreversible reaksjoner. Kjemi LibreTexts. Gjenopprettet fra: chem.libretexts.org
7. David Wood. (2020). Reversible Chemical Reactions: Definisjon og eksempler. Studere. Gjenopprettet fra: study.com