GRĮŽTAMOJI REAKCIJA: CHARAKTERISTIKOS IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Grįžtamas reakcija yra vienas, kad tam tikru savo kursą punkte pasiekia pusiausvyros, kurioje reagentų ir produktų koncentracijos lieka pastovios būklę; tai yra, jie nesiskiria, nes greitis, kuriuo suvartojamas tas pats, su kuriuo atsiranda kitas. Sakoma, kad tokia būsena atitinka dinaminę pusiausvyrą.

Tačiau pusiausvyrą galima laikyti cheminės reakcijos grįžtamumo pasekme; nes esant negrįžtamai reakcijai neįmanoma nustatyti pusiausvyros. Kad tai įvyktų, produktai turi sugebėti reaguoti tarpusavyje tam tikromis slėgio ir temperatūros sąlygomis, sukeldami reagentų grįžimą.

Dviguba rodyklės simbolis rodo, kad reakcija yra grįžtama. Šaltinis: Šį SVG atvaizdą sukūrė „Medium69.Cette“ vaizdas „SVG“ yra „été créée par Medium69.Palikite tai: William Crochot“

Tai yra per daug supaprastinta, naudojant dvigubos rodyklės simbolį (su dviem antiparallelėmis). Kai matome ją cheminėje lygtyje, tai reiškia, kad reakcija vyksta abiem kryptimis: iš kairės į dešinę (produkto formavimasis) ir iš dešinės į kairę (reaktantas arba reaktyvinio formavimasis).

Mažuma cheminių reakcijų yra grįžtamos, jos daugiausia randamos organinėse ir neorganinėse sintezėse. Juose ypač svarbu žinoti, kokios sąlygos palaiko pusiausvyrą, norint įvertinti produkto kiekį, kurį galima gauti.

Grįžtamųjų reakcijų charakteristika

Bendroji lygtis ir pusiausvyra

Grįžtamoji reakcija turi šią bendrąją lygtį, atsižvelgiant į tai, kad yra tik du reagentai, A ir B:

A + B ⇌ C + D

Dviguba rodyklė rodo, kad A ir B reaguoja gamindami C ir D, bet taip pat C ir D gali reaguoti tarpusavyje, kad regeneruotų reagentus; y., vyksta reakcija priešinga kryptimi, iš dešinės į kairę.

Tiesioginė reakcija sukuria produktus, o atvirkštinė - reaktyvią. Jei vienas yra egzoterminis, kitas logiškai turi būti endoterminis, ir abu jie atsiranda spontaniškai; bet nebūtinai tuo pačiu greičiu.

Pavyzdžiui, A ir B gali būti mažesni arba nestabilūs nei C ir D; todėl jie sunaudojami greičiau nei C ir D gali juos regeneruoti.

Jei produktai C ir D sunkiai reaguoja vienas su kitu, tada produktai susikaupia daugiau nei reagentai. Tai reiškia, kad pasiekus cheminę pusiausvyrą, C ir D koncentracijos bus didesnės nei A ar B, nepriklausomai nuo to, ar jų koncentracijos nesiskiria.

Tada sakoma, kad pusiausvyra pasislenka į kairę, kur bus daugiau produktų nei reagentų.

Le Châtelier principas

Grįžtamai reakcijai būdinga tai, kad ji vyksta abiem kryptimis cheminėje lygtyje, pasiekia pusiausvyros tašką ir reaguoja į išorinius pokyčius ar įtaką pagal le Châtelier principą.

Faktiškai šio principo dėka galima paaiškinti Berthollet 1803 m. Pastebėjimus, kai jis atpažino Na ₂ CO ₃ kristalus smėlio ežere, esančiame Egipte. Dviguba poslinkio reakcija būtų:

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

Reversiniam reakcija vyks, turi būti NaCl perteklius, ir tokiu būdu pusiausvyra būtų perkelti į dešinę: link Na formavimo ₂ CO ₃ .

Ši savybė turi didelę reikšmę, nes tokiu pat būdu manipuliuojama slėgiais ar temperatūra, kad būtų palanki reakcijos kryptis, kurią sukuria dominančios rūšys.

Cheminiai pokyčiai

Cheminiai grįžtamųjų reakcijų pokyčiai paprastai būna mažiau akivaizdūs nei tie, kurie pastebimi negrįžtamų reakcijų metu. Tačiau yra reakcijų, ypač susijusių su metalų kompleksais, kurių metu matome nuo temperatūros priklausomus spalvos pokyčius.

Cheminės rūšys

Grįžtamojoje reakcijoje gali dalyvauti bet koks junginys. Ji buvo pastebėta, kad du druskos yra pajėgi, nustatantį pusiausvyrą, Na ₂ CO ₃ ir CaCl ₂ . Tas pats nutinka tarp metalų kompleksų ar molekulių. Tiesą sakant, daug grįžtamųjų reakcijų vyksta dėl molekulių su specifiniais ryšiais, kurie vėl ir vėl suskaidomi ir regeneruojami.

Grįžtamųjų reakcijų pavyzdžiai

Kobalto chlorido tirpalas

Kobalto chlorido tirpalas, COCl ₂ , vandens dėmių ji rožinė, dėl to, kad sudėtinio vandeniniais formavimas. Kai šis tirpalas pašildomas, spalva pasikeičia į mėlyną ir sukelia tokią grįžtamąją reakciją:

²⁺ (aq) (rausva) + 4Cl ^- (aq) + Q ⇌ CoCl ₄ ^2- (aq) (mėlyna) + 6H ₂ O (l)

Kur Q yra tiekiama šiluma. Ši šiluma dehidratuoja kompleksą, tačiau tirpalui atvėsus arba įpylus vandens jis vėl įgis pradinę rausvą spalvą.

Vandenilio jodidas

Įvedant cheminės pusiausvyros sąvoką, turbūt labiausiai klasikinė yra ši grįžtamoji reakcija:

H ₂ (g) + I ₂ (s) ⇌ 2HI (g)

Atkreipkite dėmesį, kad reakcija sugeba sukurti pusiausvyrą net tada, kai jodas yra kieto būvio. Visos rūšys yra molekulinės: HH, II ir HI.

Hidrolizė

Hidrolizė yra labai tipiški grįžtamųjų reakcijų pavyzdžiai. Tarp paprasčiausių turime tą, kuris kenčia nuo konjuguotos rūgšties ar bazės. Iš amonio jonų hidrolizė, NH ₄ ⁺ , ir karbonato joną, CO ₃ ^2- , yra tokie:

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

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

Jei prie vidurio pridėsime bazę, kuri prisideda prie OH ^- jonų , abi pusiausvyras pasislinksime į kairę.

Chromato-dichromato tirpalas

Labai panašus į pirmąjį pavyzdį, chromato tirpalas keičia spalvą, tačiau dėl temperatūros pokyčių, bet ne dėl pH. Grįžtamoji reakcija yra:

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

Taigi, jei geltonasis CrO ₄ ^2- tirpalas parūgštinamas bet kokia rūgštimi, jo spalva iškart pasidaro oranžinė. Ir jei jis bus pagamintas šarminiu arba įpiltas gausus vanduo, likutis pasislinks į dešinę, vėl pasirodys geltona spalva ir sunaudos Cr ₂ O ₇ ² .

Amoniakas

Amoniako sintezė, NH ₃ , apima grįžtamąją reakciją sureguliuotas taip, kad dujiniu azotu, labai inertinės rūšys, reaguoja:

N ₂ (g) + 3H ₂ (S) ⇌ 2NH ₃ (g)

Esterifikacija

Galiausiai paminimas organinės chemijos pavyzdys: esterinimas. Tai susideda iš esterio gavimo iš karboksirūgšties ir alkoholio stiprios rūgšties terpėje. Grįžtamoji reakcija yra:

RCOOH + R'OH ⇌ RCOOR '+ H ₂ O

Nuorodos

1. Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. (2008). Chemija (8-asis leidimas). CENGAGE mokymasis.
2. Walteris J. Moore'as. (1963). Fizikinė chemija. Cheminėje kinetikoje. Ketvirtasis leidimas, Longmansas.
3. Ira N. Levine. (2009). Fizikochemijos principai. Šeštas leidimas, 479–540 psl. Mc Graw Hill.
4. Vikipedija. (2020). Grįžtamoji reakcija. Atkurta iš: en.wikipedia.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 m. Rugpjūčio 19 d.). Grįžtamosios reakcijos apibrėžimas ir pavyzdžiai. Atgauta iš: thinkco.com
6. Binod Shrestha. (2019 m. Birželio 05 d.). Grįžtamosios ir negrįžtamosios reakcijos. Chemija „LibreTexts“. Atkurta iš: chem.libretexts.org
7. Davidas Woodas. (2020). Grįžtamosios cheminės reakcijos: Apibrėžimas ir pavyzdžiai. Tyrimas. Atgauta iš: study.com