Caracteristici și exemple de reacție reversibile

A reacție reversibilă Este una care la un moment dat în cursul său atinge o stare de echilibru în care concentrațiile reactanților și produselor rămân constante; adică nu variază, deoarece viteza cu care una este consumată este aceeași cu care apare cealaltă. Se mai spune că o astfel de stare corespunde unui echilibru dinamic.

Cu toate acestea, echilibrul ar putea fi văzut ca o consecință a reversibilității unei reacții chimice; întrucât în ​​reacțiile ireversibile este imposibil să se stabilească orice echilibru. Pentru ca acest lucru să se întâmple, produsele trebuie să poată reacționa între ele, în condiții specifice de presiune și temperatură, determinând revenirea reactanților..

Cele de mai sus sunt simplificate în exces prin utilizarea simbolului săgeată dublă (cu două capete antiparalele). Când o vedem într-o ecuație chimică, înseamnă că reacția se desfășoară în ambele direcții: de la stânga la dreapta (formarea produselor) și de la dreapta la stânga (formarea reactanților sau reactanților).

Minoritatea reacțiilor chimice sunt reversibile și se găsesc mai ales în sinteze organice și anorganice. În acestea, este extrem de important să știm ce condiții favorizează echilibrul pentru a estima cantitățile de produs care pot fi obținute..

Indice articol

• 1 Caracteristicile reacțiilor reversibile
  • 1.1 Ecuație generală și echilibru
  • 1.2 Principiul Le Châtelier
  • 1.3 Modificări chimice
  • 1.4 Specii chimice
• 2 Exemple de reacții reversibile
  • 2.1 Soluție de clorură de cobalt
  • 2.2 Iodură de hidrogen
  • 2.3 Hidroliza
  • 2.4 Soluție cromat-dicromat
  • 2,5 Amoniac
  • 2.6 Esterificare
• 3 Referințe

Caracteristicile reacțiilor reversibile

Ecuație generală și echilibru

O reacție reversibilă are următoarea ecuație generală, având în vedere că există doar doi reactanți, A și B:

A + B ⇌ C + D

Săgeata dublă indică faptul că A și B reacționează pentru a produce C și D, dar și C și D pot reacționa între ele pentru a regenera reactanții; adică are loc reacția în direcția opusă, de la dreapta la stânga.

Reacția directă produce produse, în timp ce inversul, reactiv. Dacă unul este exoterm, celălalt trebuie să fie în mod logic endoterm și ambele apar spontan; dar nu neapărat cu aceeași viteză.

De exemplu, A și B pot fi mai mici sau instabile decât C și D; și, prin urmare, acestea sunt consumate mai repede decât C și D le pot regenera.

Dacă produsele C și D abia reacționează între ele, atunci va exista o acumulare mai mare de produse decât reactanții. Aceasta înseamnă că, atunci când se atinge echilibrul chimic, vom avea concentrații mai mari de C și D decât de A sau B, indiferent dacă concentrațiile lor nu variază..

Se spune că echilibrul este deplasat spre stânga, unde vor exista mai mulți produse decât reactanți.

Principiul Le Châtelier

O reacție reversibilă se caracterizează prin desfășurarea în ambele direcții într-o ecuație chimică, atingerea unui punct de echilibru și răspunsul la schimbări sau influențe externe, urmând principiul le Châtelier..

De fapt, datorită acestui principiu, observațiile lui Berthollet din 1803, când a recunoscut cristalele de Na, ar putea fi explicate._DouăCO₃ într-un lac nisipos situat în Egipt. Reacția de dublă deplasare ar fi:

N / A_DouăCO₃(ac) + CaCI_Două(ac)  ⇌ NaCI (aq) + CaCO₃(ac)

Pentru ca reacția inversă să aibă loc, trebuie să existe un exces de NaCl și, astfel, echilibrul s-ar deplasa spre dreapta: spre formarea Na_DouăCO₃.

Această caracteristică are o mare importanță deoarece, în același mod, presiunile sau temperaturile sunt manipulate pentru a favoriza direcția reacției generate de speciile de interes..

Modificări chimice

Modificările chimice pentru reacțiile reversibile tind să fie mai puțin evidente decât cele observate pentru reacțiile ireversibile. Cu toate acestea, există reacții, în special cele care implică complexe metalice, în care observăm modificări de culoare dependente de temperatură..

Specii chimice

Orice tip de compus poate fi implicat într-o reacție reversibilă. S-a văzut că două săruri sunt capabile să stabilească un echilibru, Na_DouăCO₃ și CaCl_Două. La fel se întâmplă între complexele metalice sau molecule. De fapt, multe dintre reacțiile reversibile se datorează moleculelor cu legături specifice care se rup și se regenerează iar și iar..

Exemple de reacții reversibile

Soluție de clorură de cobalt

O soluție de clorură de cobalt, CoCl_Două, în apă îl colorează în roz, datorită formării unui complex apos. Când această soluție este încălzită, culoarea se transformă în albastru, dând următoarea reacție reversibilă:

[Co (H_DouăSAU)₆]^Două+(ac) (roz) + 4Cl^-(ac) + Q ⇌ CoCI₄^Două-(ac) (albastru) + 6H_DouăO (l)

Unde Q este căldura furnizată. Această căldură deshidratează complexul, dar pe măsură ce soluția se răcește sau, dacă se adaugă apă, va reveni la culoarea originală roz..

Iodură de hidrogen

Următoarea reacție reversibilă este probabil cea mai clasică în introducerea conceptului de echilibru chimic:

H_Două(g) + I_Două(s) ⇌ 2HI (g)

Rețineți că reacția reușește să stabilească un echilibru chiar și atunci când iodul este în stare solidă. Toate speciile sunt moleculare: H-H, I-I și H-I.

Hidroliză

Hidrolizele sunt exemple foarte reprezentative de reacții reversibile. Printre cele mai simple îl avem pe cel care suferă un acid sau o bază conjugată. Hidroliza ionului de amoniu, NH₄⁺, și ionul carbonat, CO₃^Două-, sunt după cum urmează:

NH₄⁺(ac) + H_DouăO (l) ⇌ NH₃(g) + OH^-

CO₃^Două-(ac) + H_DouăO (l) ⇌ HCO₃^-(ac) + OH^-

Dacă adăugăm o bază care contribuie cu ioni OH^- la mijloc, vom deplasa ambele solduri spre stânga.

Soluție cromat-dicromat

Foarte similar cu cel din primul exemplu, o soluție de cromat suferă o schimbare de culoare, dar datorită variațiilor de temperatură, dar nu și de pH. Reacția reversibilă este:

2CrO₄^Două-(ac) (galben) + 2H₃SAU⁺(ac) ⇌ Cr_DouăSAU₇^Două-(ac) (portocaliu) + 3H_DouăO (l)

Deci dacă la o soluție galbenă de CrO₄^Două- dacă este acidulat cu orice acid, culoarea sa va deveni imediat portocalie. Și dacă este alcalinizată sau se adaugă apă abundentă, echilibrul se va deplasa spre dreapta, culoarea galbenă reaparând și Cr consumat._DouăSAU₇^Două-.

Amoniac

Sinteza amoniacului, NH₃, Implică o reacție reversibilă ajustată astfel încât azotul gazos, o specie foarte inertă, să reacționeze:

N_Două(g) + 3H_Două(s) ⇌ 2NH₃(g)

Esterificare

Și, în cele din urmă, este menționat un exemplu de chimie organică: esterificarea. Aceasta constă în obținerea unui ester dintr-un acid carboxilic și un alcool într-un mediu acid puternic. Reacția reversibilă este:

RCOOH + R'OH ⇌ RCOOR '+ H_DouăSAU

Referințe

1. Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie. (Ed. A VIII-a). CENGAGE Învățare.
2. Walter J. Moore. (1963). Chimie Fizica. În cinetica chimică. Ediția a patra, Longmans.
3. Ira N. Levine. (2009). Principiile fizico-chimiei. Ediția a șasea, pp. 479-540. Mc Graw Hill.
4. Wikipedia. (2020). Reacție reversibilă. Recuperat de pe: en.wikipedia.org
5. Helmenstine, Anne Marie, dr. (19 august 2019). Definiția reacției reversibile și exemple. Recuperat de pe: thoughtco.com
6. Binod Shrestha. (05 iunie 2019). Reacții reversibile și ireversibile. Chimie LibreTexte. Recuperat de pe: chem.libretexts.org
7. David Wood. (2020). Reacții chimice reversibile: definiție și exemple. Studiu. Recuperat de la: study.com