РЕВЕРЗИБИЛНА РЕАКЦИЈА: КАРАКТЕРИСТИКЕ И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

Повратна хемијска реакција је онај који у неком тренутку у свом току достиже стање равнотеже у којем концентрације реактаната и производа остане константна; то јест, они се не разликују, јер је брзина којом се један троши иста с којом се појављује и друга. За такво стање се такође каже да одговара динамичкој равнотежи.

Међутим, равнотежа се може посматрати као последица реверзибилности хемијске реакције; пошто је у неповратним реакцијама немогуће успоставити равнотежу. Да би се то догодило, производи морају бити у могућности да реагују једни са другима, под специфичним условима притиска и температуре, узрокујући да се реактанти врате.

Симбол двоструке стрелице указује да је реакција реверзибилна. Извор: СВГ слику је креирао Медиум69.Цетте имаге СВГ је цртеж за Медиум69.Кредит ово: Виллиам Цроцхот

Ово се превише поједностављује коришћењем двоструке стрелице (са две антипаралне главе). Када га видимо у хемијској једначини, то значи да реакција тече у оба смера: с лева на десно (формирање производа) и с десна на лево (настајање реактаната или реактаната).

Мањина хемијских реакција је реверзибилна, а налазе се углавном у органским и анорганским синтезама. У тим је случајевима изузетно важно знати који услови фаворизују равнотежу како би се процијениле количине производа који се могу добити.

Карактеристике реверзибилних реакција

Општа једначина и равнотежа

Реверзибилна реакција има следећу општу једначину, имајући у виду да постоје само два реактаната, А и Б:

А + Б ⇌ Ц + Д

Двострука стрелица означава да А и Б реагују да производе Ц и Д, али исто тако Ц и Д могу да реагују једни са другима да регенеришу реактанте; то јест, одвија се реакција у супротном смеру, с десна на лево.

Директна реакција производи производе, док је обрнута, реактивна. Ако је један егзотермичан, други мора бити ендотермичан и оба се јављају спонтано; али не нужно истом брзином.

На пример, А и Б могу бити мањи или нестабилни од Ц и Д; и према томе, они се троше брже него што их Ц и Д може обнављати.

Ако производи Ц и Д једва реагирају, тада ће доћи до већег накупљања производа од реактаната. То значи да када постигнемо хемијску равнотежу, имаћемо веће концентрације Ц и Д у односу на А или Б, без обзира да ли се њихове концентрације не разликују.

Речено је да се равнотежа помера улево, где ће бити више производа него реактаната.

Принцип Ле Цхателиер-а

Реверзибилна реакција се карактерише тако што се одвијају у оба смера у хемијској једначини, достижу тачку равнотеже и реагују на спољне промене или утицаје следећи принцип ле Цхателиер.

У ствари, захваљујући овом принципу, Бертхоллетова запажања из 1803. могу се објаснити, када је препознао кристале На ₂ ЦО ₃ у пешчаном језеру смештеном у Египту. Реакција двоструког помака била би:

На ₂ ЦО ₃ (ак) + ЦаЦл ₂ (ак) ⇌ НаЦл (ак) + ЦаЦО ₃ (ак)

За супротна реакција да се одржи, мора постојати вишак НаЦл, а тиме и равнотежа се помера на десно: ка формирању На ₂ ЦО ₃ .

Ова карактеристика је од велике важности јер се на исти начин манипулишу притисци или температуре да би се фаворизовао правац реакције коју генеришу интересантне врсте.

Хемијске промене

Хемијске промене за реверзибилне реакције обично су мање очигледне од оних које се виде за неповратне реакције. Међутим, постоје реакције, посебно оне које укључују металне комплексе, у којима видимо промене боје зависне од температуре.

Хемијске врсте

Било која врста једињења може бити укључена у реверзибилну реакцију. Видело се да две соли способне да успостави равнотежу, На ₂ ЦО ₃ и ЦаЦлз ₂ . Исто се дешава и између металних комплекса или молекула. У ствари, велики део реверзибилних реакција настаје због молекула са специфичним везама које се разбијају и регенеришу изнова и изнова.

Примери реверзибилних реакција

Раствор кобалт хлорида

Раствор кобалта хлорида, ЦОЦИ ₂ , у води мрље се Пинк, због формирања сложене водена. Када се овај раствор загрева, боја се мења у плаву, што даје следећу реверзибилну реакцију:

²⁺ (ак) (роза) + 4Цл ^- (ак) + К ⇌ ЦоЦл ₄ ^2- (ак) (плава) + 6Х ₂ О (л)

Где је К испоручена топлота. Ова топлота дехидрира комплекс, али како се раствор хлади, или ако се дода вода, вратит ће се својој првобитној ружичастој боји.

Водоник јодид

Следећа реверзибилна реакција је можда најкласичнија у увођењу концепта хемијске равнотеже:

Х ₂ (г) + И ₂ (а) ⇌ 2ХИ (г)

Имајте на уму да реакцијом успева да успостави равнотежу чак и када је јод у чврстом стању. Све су врсте молекуларне: ХХ, ИИ и ХИ.

Хидролиза

Хидролиза је врло репрезентативан пример реверзибилних реакција. Међу најједноставнијим имамо ону која пати од коњуговане киселине или базе. Хидролиза амонијум јона, НХ ₄ ⁺ , и на карбоната јона, ЦО ₃ ^2- , су следећи:

НХ ₄ ⁺ (ак) + Х ₂ О (л) ⇌ НХ ₃ (г) + ОХ ^-

ЦО ₃ ^2- (ак) + Х ₂ О (л) ⇌ ХЦО ₃ ^- (ак) + ОХ ^-

Ако додамо базу која доприноси ОХ ^- ионима у средину, обе равнотеже пребацимо улево.

Раствор хромат-дихромата

Врло слично као у првом примеру, раствор хромата пролази кроз промену боје, али због варијација у температури, али не и у пХ. Реверзибилна реакција је:

2ЦрО ₄ ^2- (ак) (жута) + 2Х ₃ О ⁺ (ак) ⇌ Цр ₂ О ₇ ^2- (ак) (наранџаста) + 3Х ₂ О (л)

Дакле, ако жути раствор ЦрО ₄ ^2- се закисели са било којом киселином, његова боја ће се одмах окренути наранџасто. А ако се од ње дода алкална или додана обилна вода, равнотежа ће се преместити на десно, пожутећи се жута боја и појести Цр ₂ О ₇ ^2- .

Амонијак

Синтеза амонијака, НХ ₃ , укључује реверзибилне реакцију подешена тако да гасовити азот, врло инертне врсте реагује:

Н ₂ (г) + 3Х ₂ (а) ⇌ 2НХ ₃ (г)

Естерификација

И на крају, помиње се пример органске хемије: естерификација. Ово се састоји од добијања естера из карбоксилне киселине и алкохола у медијуму са јаким киселинама. Реверзибилна реакција је:

РЦООХ + Р'ОХ ⇌ РЦООР '+ Х ₂ О

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
2. Валтер Ј. Мооре. (1963). Физичка хемија. Ин Хемијска кинетика. Четврто издање, Лонгманс.
3. Ира Н. Левине. (2009). Принципи физикохемије. Шесто издање, стр. 479-540. Мц Грав Хилл.
4. Википедиа. (2020). Реверзибилна реакција. Опоравак од: ен.википедиа.орг
5. Хелменстине, др Анне Марие (19. августа 2019). Дефиниција и примери реверзибилне реакције. Опоравак од: тхинкцо.цом
6. Бинод Схрестха. (05. јуна 2019.). Реверзибилне и неповратне реакције. Цхемистри ЛибреТектс. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
7. Давид Воод. (2020). Реверзибилне хемијске реакције: дефиниција и примери. Студи. Опоравак од: студи.цом