NEGRĮŽTAMA REAKCIJA: CHARAKTERISTIKOS IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Negrįžtamas reakcija yra vienas, kad beveik nepasiekia pusiausvyros, ir kad todėl visi reagentai buvo pertvarkyta į produktų. Teigiama, kad jis vyksta tik viena kryptimi: iš kairės į dešinę, nes produktai negali rekombinuoti reaktyviųjų medžiagų iš naujo.

Šiandien yra keletas teorijų ir aspektų, iš kurių galima paaiškinti cheminės reakcijos negrįžtamumą. Paprasčiausias vaizdas yra atsižvelgiant į tai, kokie nestabilūs yra reagentai, produktų stabilumas arba ar susidaro dujos ar kietos medžiagos, kurios pasišalina arba atsiskiria nuo reakcijos terpės.

Negrįžtamos reakcijos yra labai dažnos kiekvieną dieną. Jei pamatysime pokyčius savo aplinkoje, kuriuose reikia pakeisti jų poveikį, reikia grįžti atgal laiku, tai tikrai bus šios cheminės reakcijos rūšys. Pavyzdžiui, pats pyragas negrįš į pradinę būseną: ingredientų.

Tačiau negrįžtamos reakcijos produktai gali patirti reakcijas, dėl kurių jie tampa reaktyvūs. Tai rūdžių atvejis, kai, apdoroję stipriais reduktoriais, galime atgauti juose esančią metalinę geležį.

Negrįžtamų reakcijų charakteristika

Torto ar pyrago paruošimas apima daugybę negrįžtamų reakcijų, vykstančių vienu metu. Šaltinis: Pxhere.

Bendroji cheminė lygtis

Bet kokią negrįžtamą reakciją galima apibūdinti paprasta chemine lygtimi, darant prielaidą, kad dalyvauja dvi reaktyviosios rūšys - A ir B:

A + B => C + D

A ir B negrįžtamai reaguoja į C ir D. Neįmanoma nustatyti pusiausvyros. Tai, kas sureagavo, nėra regeneruota, o kas ne - liks kaip perteklius dėl pačios reakcijos vykdymo arba dėl to, kad buvo sunaudotas vienas iš reagentų.

Atkreipkite dėmesį, kad kiekvieno reagento ar produkto (kietojo, dujinio ar skystojo) agregacijos būsena nėra nurodyta.

Yra reakcijų, kai nereikšmingas C ir D kiekis dėl jų cheminės prigimties rekombinuojasi, kad regeneruotų A ir B. Jei taip atsitinka pusiausvyroje, sakoma, kad jis yra labai toli į dešinę; tai yra, produktų formavimo link.

Tik šiais atvejais nėra abejonių teigti, kad tariama reakcija yra neabejotinai negrįžtama. Tačiau tokia situacija paprastai nebūna reguliariai vykstanti reakcijose, kurios rodo per ryškius pokyčius.

Cheminiai pokyčiai

Tai nėra bendra ar galutinė taisyklė, tačiau kelios negrįžtamos reakcijos sukelia nepaprastus cheminius pokyčius. Pavyzdžiui, labai egzoterminės reakcijos laikomos iš esmės negrįžtamomis dėl išskiriamo energijos kiekio šilumos ir šviesos pavidalu.

Tas pats samprotavimas galioja, kai stebime dujų atsiradimą - burbuliuoja skysčio viduje arba purškiasi iš kietos medžiagos porų. Jei šios dujos išeis iš reakcijos terpės, joms nebus įmanoma dalyvauti nustatant pusiausvyrą; tai yra, jis nereaguos regeneruodamas bet kurį reagentą.

Taip pat kietų medžiagų ar nuosėdų susidarymas iš karto reiškia, kad reakcija yra negrįžtama, nes tik jos paviršius vis dar turės kontaktą su reakcijos terpe. Ir jei šios kietosios medžiagos struktūra yra labai stabili, daug mažiau ji dalyvaus pusiausvyroje (išskyrus tirpumą), nes jos dalelės bus ribotos.

Kita vertus, jūs ne visada galite pasikliauti spalvų pokyčiais. Daugelis reakcijų ten, kur jos matomos, iš tikrųjų yra grįžtamos, ir anksčiau ar vėliau pokytis grįžta.

Stabilūs produktai ir nestabilūs reagentai

Bendresnė negrįžtamų reakcijų savybė yra ta, kad susidarę produktai yra daug stabilesni nei reakcijoje dalyvaujantys reagentai. Tai paaiškina, kodėl C ir D nebenori „rekombinuoti“ A ir B regeneruoti, nes pastarosios yra nestabilesnės rūšys.

Minėtą stabilumą galima nuspėti žinant produktų struktūrą, tai, kokie stiprūs ir stabilūs yra naujieji ryšiai, ar net naudojant molekulinį mechanizmą, rodantį nuoseklias reakcijos pakopas.

Akivaizdus grįžtamumas

Yra negrįžtamų reakcijų, kurioms realiai prireikti laiko pasukti atgal, kad reaktantai vėl susidarytų. Arba daugiau nei reakcijos, tai būtų pokyčiai ar procesai, apimantys daugybę jų. Taip yra todėl, kad kalbama ne apie vienos reakcijos atšaukimą, bet daug ir iškart. Pvz .: vaisių skilimas.

Kita vertus, kitos negrįžtamos reakcijos gali būti atvirkštinės, jei jų produktai reaguoja su kitomis rūšimis. Panašiai yra ir reakcijų, kurios vyksta „atvirkštinėje versijoje“ per skirtingus procesus ar mechanizmus. Labiausiai žinomas yra ląstelių kvėpavimas ir fotosintezė, skiriasi tuo, kad pastarosios naudojasi saulės energija.

Pavyzdžiai

Toliau bus paminėti keli negrįžtamų reakcijų pavyzdžiai.

Oksidacijos

Oksiduodamasis, tai negrįžtamai, nebent liečiasi su reduktoriais. Kai metalai oksiduojasi, jų paviršiuje atsiranda oksido sluoksnis, kuris, nusėdęs drėgmei ir anglies dioksidui, kartu su druskomis, pradeda korozijos procesą.

Metalo oksidas neišsisklaidys iš niekur, kad iš naujo išgautų metalą ir leistų deguonies dujoms išeiti.

Degimas

Visos organinės medžiagos, energingai reaguojančios su deguonimi, bus deginamos, o iš jos išsiskirs dujiniai oksidai ir pelenai. Šie oksidai, iš esmės CO ₂ , H ₂ O, NO ₂ ir SO ₂ , niekada nebus rekombinuoti, kad sudarytų pradines molekules. Tai taikoma plastikams, angliavandeniliams, medienai, augalinėms ir gyvūninėms medžiagoms.

Stiprus rūgšties bazės neutralizavimas

Kai stipri rūgštis ir bazė reaguoja arba yra neutralizuojami, susidariusios rūšys jų negeneruoja dar kartą. Pavyzdžiui, NaOH ir HCl, reaguoti į gaminti NaCl ir H ₂ O, abu labai stabilius rūšių:

NaOH + HCl => NaCl + H ₂ O

Ši reakcija yra negrįžtama, nėra reikalo patvirtinti, kad dalis NaOH ar HCl yra regeneruota. Tas pats pasakytina ir apie kitas stiprių rūgščių ir bazių poras.

Metalų ištirpimas

Kai metalai ištirpsta stipriose rūgštyse, jie sudaro druską, vandenį ir dujas. Pavyzdžiui, varį puola azoto rūgštis, kad gautų vario nitratą, vandenį ir azoto dioksidą:

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

Gautas tirpalas turi melsvą spalvą, o vario dalelės niekada stebuklingai iš jo nepasirodys, tai rodo metalinio vario susidarymą.

Muilinimas

Galiausiai turime muilinimo reakciją, kuri yra negrįžtama. nors keli jo vidiniai žingsniai yra grįžtami. Kilę muilai nebus paversti riebalais, iš kurių jie atsirado; net ne kalio hidroksidas, KOH, tokia stipri bazė, gali būti regeneruota bet kokiu pusiausvyros veiksmu.

Nuorodos

1. Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. (2008). Chemija (8-asis leidimas). CENGAGE mokymasis.
2. BBC. (2020). Kas yra negrįžtami pokyčiai? Atkurta iš: bbc.co.uk
3. Khano akademija. (2020). Cheminės reakcijos. Atkurta iš: khanacademy.org
4. Faktų pabaisa. (2020). DK mokslas: cheminės reakcijos. Atkurta iš: factmonster.com
5. „Ginesa Blanco“. (2019 m. Spalio 16 d.). Ar tiesa, kad nė viena cheminė reakcija nėra negrįžtama? Šalis. Atkurta iš: elpais.com