Omkeerbare reactiekenmerken en voorbeelden

A Omkeerbare reactie Het is er een die op een bepaald moment in zijn loop een staat van evenwicht bereikt waarin de concentraties van de reagentia en producten constant blijven; dat wil zeggen, ze variëren niet, omdat de snelheid waarmee de ene wordt geconsumeerd hetzelfde is waarmee de andere verschijnt. Er wordt ook gezegd dat een dergelijke toestand overeenkomt met een dynamisch evenwicht.

Het evenwicht kan echter worden gezien als een gevolg van de omkeerbaarheid van een chemische reactie; Omdat in onomkeerbare reacties het onmogelijk is om een ​​evenwicht te vestigen. Om dit te laten gebeuren, moeten de producten op elkaar kunnen reageren, onder specifieke omstandigheden van druk en temperatuur, afkomstig van teruggekeerd naar de reagentia.

Het dubbele pijlsymbool geeft aan dat een reactie omkeerbaar is. Bron: deze SVG -afbeelding is gemaakt door medium69.Cette afbeelding svg a eté créée par perium69.Credit dit: William Crochot [Public Domain]

Het bovenstaande is vereenvoudigd door het dubbele pijlsymbool te gebruiken (met twee antiparallelle tips). Wanneer we het in een chemische vergelijking zien, betekent dit dat de reactie in beide richtingen verloopt: van links naar rechts (productvorming) en van rechts naar links (reagens of reactieve vorming).

De minderheid van chemische reacties is omkeerbaar en ze worden meer gevonden dan allemaal in de organische en anorganische synthese. Hierin is het van groot belang om te weten welke voorwaarden de voorkeur geven aan evenwicht om de hoeveelheden product te schatten die kunnen worden verkregen.

[TOC]

Kenmerken van omkeerbare reacties

Algemene vergelijking en balans

Een omkeerbare reactie heeft de volgende algemene vergelijking, gezien het feit dat er slechts twee reagentia zijn, A en B:

A + B ⇌ C + D

De dubbele pijl geeft aan dat A en B reageren om C en D te produceren, maar ook C en D kunnen op elkaar reageren om de reagentia te regenereren; dat wil zeggen, de reactie in de tegenovergestelde richting, van rechts naar links vindt plaats.

Kan u van dienst zijn: wat is de erristeneo?

De directe reactie ontstaat producten, terwijl de omgekeerde, reagentia. Als de ene exotherme is, moet de andere door logica endotherm zijn en beide komen spontaan voor; Maar niet noodzakelijkerwijs met dezelfde snelheid.

A en B kunnen bijvoorbeeld kleiner of onstabiel zijn dan C en D; En daarom consumeren ze sneller dan C en D kunnen ze regenereren.

Als producten C en D nauwelijks op elkaar reageren, zal er een grotere accumulatie van producten zijn dan reagentia. Dit betekent dat wanneer de chemische balans wordt bereikt, we hogere concentraties C en D zullen hebben dan van A of B, ongeacht dat hun concentraties niet variëren.

Er wordt dan gezegd dat het evenwicht naar links wordt verplaatst, waar er meer producten zullen zijn dan reagentia.

Le châtelier principe

Een omkeerbare reactie wordt gekenmerkt door plaats te vinden in beide richtingen in een chemische vergelijking, een balanspunt te bereiken en te reageren op externe veranderingen of invloeden na het principe van Le Châtelier.

Dankzij dit principe konden de observaties van Berthollet zelfs worden verklaard in 1803, toen hij NA ​​-kristallen herkende₂CO₃ In een zandmeer in Egypte. De dubbele verplaatsingsreactie zou zijn:

NA₂CO₃(AC) + CACL₂(AC)  ⇌ NaCl (AC) + Caco₃(AC)

Om de omgekeerde reactie te laten plaatsvinden, moet er een overmaat NaCl zijn, en dus zou de balans naar rechts bewegen: naar de vorming van NA₂CO₃.

Dit kenmerk is van groot belang omdat de druk of temperaturen ook worden gemanipuleerd om de betekenis te bevorderen van de reactie die wordt gegenereerd door de interessante soort.

Chemische veranderingen

De chemische veranderingen van omkeerbare reacties zijn meestal minder duidelijk dan die waargenomen voor onomkeerbare reacties. Er zijn echter reacties, vooral die waar metaalcomplexen deelnemen, waarin we temperatuurafhankelijke kleurveranderingen zien.

Kan u van dienst zijn: Perrin Atomic Model: kenmerken, postulaten

Chemische soorten

Elk type verbinding kan worden betrokken bij een omkeerbare reactie. Het werd gezien dat twee zouten in staat zijn om een ​​evenwicht te vestigen, na₂CO₃ en cacl₂. Hetzelfde gebeurt tussen metaalcomplexen of moleculen. In feite is veel van de omkeerbare reacties te wijten aan moleculen met specifieke verbindingen die steeds opnieuw breken en regenereren.

Voorbeelden van omkeerbare reacties

Kobaltchloride -ontbinding

Een kobaltchloride -oplossing, cocl₂, In water vlekt het roze, vanwege de vorming van een complexe ACU. Wanneer deze oplossing wordt verwarmd, verandert de kleur in blauw, wat de volgende omkeerbare reactie geeft:

[CO (H₂OF)₆]²⁺(AC) (roze) + 4cl^-(AC) + Q ⇌ Cocl₄^2-(AC) (blauw) + 6H₂Of (l)

Waar wordt de warmte geleverd. Deze warmte ontacht het complex, maar naarmate de oplossing afkoelt, of als er water wordt toegevoegd, keert het terug naar zijn oorspronkelijke roze kleur.

Waterstofjodide

De volgende omkeerbare reactie is misschien wel de meest klassieke in de introductie van het concept van chemische balans:

H₂(g) + i₂(s) ⇌ 2Hi (g)

Merk op dat de reactie erin slaagt een evenwicht te vestigen, zelfs wanneer het jodium in vaste toestand is. Alle soorten zijn moleculair: H-H, I-I en H-I.

Hydrolyse

Hydrolyse zijn zeer representatieve voorbeelden van omkeerbare reacties. Een van de eenvoudigste hebben we degene die wordt geleden door een geconjugeerde zuur of basis. De hydrolyse van het ammoniumionen, NH₄⁺, en van het carbonaation, CO₃^2-, zijn het volgende:

NH₄⁺(AC) + H₂Of (l) ⇌ NH₃(g) + oh^-

CO₃^2-(AC) + H₂Of (l) ⇌ hco₃^-(AC) + OH^-

Als we een basis toevoegen die ionen biedt oh^- In het midden zullen we beide saldi naar links verplaatsen.

Kan u van dienst zijn: gadolinio: structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

Chromate-Domato-ontbinding

Zeer vergelijkbaar als in het eerste voorbeeld, ondergaat een chromaatoplossing kleurverandering maar vanwege temperatuurvariaties maar pH. De omkeerbare reactie is:

2cro₄^2-(AC) (geel) + 2H₃OF⁺(AC) ⇌ CR₂OF₇^2-(AC) (oranje) + 3H₂Of (l)

Dus als een gele ontbinding van CRO₄^2- Het wordt aangezuurd met elk zuur, de kleur wordt onmiddellijk oranje. En als er alkalisch is of veel water wordt toegevoegd, zal de balans naar rechts gaan, de gele kleur opnieuw verschijnen en de CR consumeren₂OF₇^2-.

Ammoniak

De synthese van ammoniak, NH₃, Het gaat om een ​​omkeerbare omkeerbare reactie, zodat gasvormige stikstof, een zeer inerte soort, reageert:

N₂(g) + 3H₂(s) ⇌ 2nh₃(G)

Verestering

En ten slotte wordt een voorbeeld van organische chemie genoemd: verestering. Dit bestaat uit het verkrijgen van een ester uit een carbonzuur en een alcohol in sterk zuur medium. De omkeerbare reactie is:

RCOOH + R'OH ⇌ RCOOOR ' + H₂OF

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Scheikunde. (8e ed.)). Cengage leren.
2. Walter J. Moore. (1963). Fysische chemie. In chemische kinetiek. Vierde editie, Longmans.
3. Iran. Levine. (2009). Principes van fysicochemie. Zesde editie, pagina 479-540. MC Graw Hill.
4. Wikipedia. (2020). Omkeerbare reactie. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
5. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (19 augustus 2019). Omkeerbare reactiedefinitie en examens. Hersteld van: Thoughtco.com
6. Binod Shrestha. (5 juni 2019). Omkeerbare en onomkeerbare reacties. Chemistry Libhethexts. Hersteld van: chem.Librhetxts.borg
7. David Wood. (2020). Omkeerbare chemische reacties: definitie en examens. Studie. Hersteld van: studie.com