НЕОБРАТИМА РЕАКЦИЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2026

Един необратима реакция е, че почти не достига равновесие и че, следователно, всички реагенти са превърнати в продукти. Твърди се, че се среща само в една посока: отляво надясно, тъй като продуктите не могат да се рекомбинират, за да възникнат отново реагентите.

Днес има няколко теории и ъгли, от които може да се обясни необратимостта на химическата реакция. Най-простият изглед е да се вземе предвид колко нестабилни са реагентите, стабилността на продуктите или ако се образуват газове или твърди вещества, които се отделят или отделят от реакционната среда.

Необратимите реакции са много чести всеки ден. Ако видим промени в нашата среда, в които да се обърне тяхното въздействие е необходимо да се върнем назад във времето, тогава със сигурност това ще са тези видове химически реакции. Например, торта сама по себе си няма да се върне в първоначалното си състояние: съставките.

Продуктите на необратима реакция обаче могат да претърпят реакции, които ги правят реактивни. Такъв е случаят с ръждата, която при обработка със силни редуциращи агенти можем да възстановим съдържащото се в тях метално желязо.

Характеристики на необратимите реакции

Приготвянето на торта или питка включва голям брой необратими реакции, протичащи едновременно. Източник: Pxhere.

Общо химично уравнение

Всяка необратима реакция може да бъде представена с обикновено химично уравнение, като се приеме, че участват два реактивни вида, А и В:

A + B => C + D

A и B необратимо реагират, за да станат C и D. Няма място за установяване на равновесие. Това, което реагира, не се регенерира и това, което не е, ще остане като излишък поради действието на самата реакция или защото един от реагентите е бил консумиран.

Обърнете внимание, че състоянието на агрегация във всеки реагент или продукт (твърдо, газово или течно) не е уточнено.

Има реакции, при които пренебрежимо малко количество С и D, поради химическата си природа, се рекомбинира, за да регенерира А и В. Ако това се случи при равновесие, се казва, че е много далеч вдясно; тоест към формирането на продукти.

Само в тези случаи няма сигурност да се твърди, че предполагаема реакция несъмнено е необратима. Такава ситуация обаче обикновено не се случва редовно при реакции, които проявяват твърде изразени промени.

Химически промени

Това не е общо, нито окончателно правило, но няколко от необратимите реакции пораждат забележителни химически промени. Например силно екзотермичните реакции се считат по същество за необратими, поради количеството енергия под формата на топлина и светлина, която се отделя.

Същото разсъждение се прилага, когато наблюдаваме появата на газ, който или се вдига в течността, или изтича от порите на твърдо вещество. Ако този газ излезе от реакционната среда, ще бъде невъзможно да участва в установяването на равновесие; това означава, че няма да реагира за регенериране на който и да е от реагентите.

По същия начин образуването на твърдо вещество или утайка веднага означава, че реакцията е необратима, тъй като само повърхността й ще има контакт с реакционната среда. И ако това твърдо вещество има много стабилна структура, много по-малко ще участва в равновесие (различно от неговата разтворимост), тъй като неговите частици ще бъдат ограничени.

От друга страна, не винаги можете да разчитате на промените в цвета. Много реакции, при които се виждат, всъщност са обратими и рано или късно промяната се обръща.

Стабилни продукти и нестабилни реагенти

По-обща характеристика на необратимите реакции е, че образуваните продукти са много по-стабилни от реагентите, участващи в реакцията. Това обяснява защо C и D вече не искат да рекомбинират, за да регенерират А и В, тъй като последните са по-нестабилни видове.

Споменатата стабилност може да се предвиди чрез познаване на структурите на продуктите, колко здрави и стабилни са новите връзки или дори чрез молекулен механизъм, който показва последователните стъпки на реакцията.

Явна обратимост

Има необратими реакции, които на практика ще изискват време за връщане назад, за да се образуват реагентите. Или повече от реакции, те биха били промени или процеси, които включват серия от тях. Това е така, защото не става въпрос за обрат на една реакция, а за много и мигновено. Например: разлагането на плодовете.

Други необратими реакции, от друга страна, могат да бъдат обърнати, ако техните продукти са направени да реагират с други видове. По същия начин има реакции, които протичат в „обратна версия“ чрез различни процеси или механизми. Най-известният пример е този на клетъчното дишане и фотосинтезата, като разликата е, че последната се възползва от слънчевата енергия.

Примери

Някои представителни примери за необратими реакции ще бъдат споменати по-долу.

окисления

Има значение, когато се окислява, прави това необратимо, освен ако не влезе в контакт с редуциращи агенти. Когато металите се окисляват, върху повърхността им се появява слой оксид, който при отлагане на влага и въглероден диоксид, в допълнение към солите, започва процес на корозия.

Металният оксид няма да се разпадне от нищото, за да възникне отново металът и да остави кислородния газ да излезе.

горене

Цялото органично вещество, което реагира енергично с кислорода, ще претърпи горене, а от него ще се отделят газообразни оксиди и пепел. Тези оксиди, по същество CO ₂, H ₂ O, NO _2, и SO ₂, никога няма да рекомбинират да образуват първоначалните молекули. Такъв е случаят с пластмасата, въглеводородите, дървесината, растителната и животинската материя.

Силна неутрализация на киселинни основи

Когато силна киселина и основа реагират или се неутрализират, генерираните видове не рекомбинират отново, за да ги генерират. Например, NaOH и солна киселина реагира за производство на NaCl и H ₂ O, както много стабилни видове:

NaOH + HCl => NaCl + H ₂ O

Тази реакция е необратима, няма смисъл, когато е проверено дали част от NaOH или HCl е регенерирана. Същото важи и за други двойки силни киселини и основи.

Разтваряне на метали

Когато металите се разтварят в силни киселини, те образуват сол, вода и газ. Например, медта се атакува от азотна киселина, за да даде меден нитрат, вода и азотен диоксид:

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

Полученият разтвор е синкав на цвят и медни частици никога няма да се появят магически, което показва образуването на метална мед.

Сапунофициране

Накрая имаме реакцията на осапуняване, която е необратима; въпреки че няколко от вътрешните му стъпки са обратими. Сапуните, които произхождат, няма да бъдат превърнати обратно в мазнините, от които са дошли; дори и калиев хидроксид, KOH, толкова силна основа, може да бъде възстановен чрез всяко равновесно действие.

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Би Би Си. (2020). Какво представляват необратимите промени? Възстановено от: bbc.co.uk
3. Академия Хан. (2020). Химична реакция. Възстановено от: khanacademy.org
4. Факт чудовище. (2020). DK Science: Химически реакции. Възстановени от: factmonster.com
5. Ginesa Blanco. (16 октомври 2019 г.). Вярно ли е, че нито една химическа реакция не е необратима? Страната. Възстановено от: elpais.com