ОБРАТИМА РЕАКЦИЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2026

А обратима реакция е, че в някакъв момент от своя курс достигне състояние на равновесие, в което концентрациите на реагентите и продуктите остават постоянни; тоест те не варират, тъй като скоростта, с която се консумира единият, е същата, с която се появява и другата. За такова състояние се казва също, че съответства на динамично равновесие.

Равновесието обаче може да се разглежда като следствие от обратимостта на химическата реакция; тъй като при необратими реакции е невъзможно да се установи равновесие. За да се случи това, продуктите трябва да могат да реагират помежду си при специфични условия на налягане и температура, което води до връщане на реагентите.

Символът с двойна стрелка показва, че реакцията е обратима. Източник: Този SVG образ е създаден от Medium69.Cette изображение SVG е средно ниво на Medium69. Моля, кредитирайте това: Уилям Крохот

Това е опростено чрез използване на символа с двойна стрелка (с две антипаралелни глави). Когато го видим в химическо уравнение, това означава, че реакцията протича в двете посоки: отляво надясно (образуване на продукти) и отдясно наляво (образуване на реагенти или реагенти).

Малцинството от химичните реакции са обратими и се срещат най-вече в органични и неорганични синтези. При тях е изключително важно да се знае какви условия благоприятстват равновесието, за да се преценят количествата продукт, които могат да бъдат получени.

Характеристики на обратими реакции

Общо уравнение и равновесие

Обратната реакция има следното общо уравнение, като се има предвид, че има само два реагента, А и В:

A + B ⇌ C + D

Двойната стрелка показва, че А и В реагират да произвеждат C и D, но също така C и D могат да реагират помежду си, за да регенерират реагентите; т. е. протича реакцията в обратна посока, отдясно на ляво.

Директната реакция произвежда продукти, докато обратната, реактивна. Ако единият е екзотермичен, другият логично трябва да бъде ендотермичен и двете се проявяват спонтанно; но не непременно със същата скорост.

Например A и B могат да бъдат по-малки или нестабилни от C и D; и следователно те се консумират по-бързо, отколкото С и D могат да ги регенерират.

Ако продуктите C и D трудно реагират помежду си, тогава ще има по-голямо натрупване на продукти, отколкото на реагентите. Това означава, че когато се постигне химическо равновесие, ще имаме по-високи концентрации на C и D, отколкото на A или B, независимо дали концентрациите им не варират.

След това се казва, че равновесието е изместено наляво, където ще има повече продукти, отколкото реагенти.

Принцип на Льо Шателие

Обратната реакция се характеризира с провеждане в двете посоки в химическо уравнение, достигане на равновесна точка и реагиране на външни промени или влияния, следващи принципа на le Châtelier.

В действителност, благодарение на този принцип, наблюденията на Бертолет през 1803 г. могат да бъдат обяснени, когато разпознава кристали Na ₂ CO ₃ в пясъчно езеро, разположено в Египет. Реакцията на двойно изместване ще бъде:

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

За да се проведе обратната реакция, трябва да има излишък от NaCl и по този начин равновесието ще се измести надясно: към образуването на Na ₂ CO ₃.

Тази характеристика е от голямо значение, тъй като по същия начин наляганията или температурите се манипулират, за да се благоприятства посоката на реакцията, генерирана от интересуващите се видове.

Химически промени

Химическите промени за обратими реакции са по-малко очевидни от наблюдаваните при необратимите реакции. Има обаче реакции, особено такива, включващи метални комплекси, при които виждаме зависимости от температурата на цвета.

Химически видове

Всеки тип съединение може да участва в обратима реакция. Това се наблюдава, че две соли са способни за установяване на равновесие, Na ₂ СО ₃ и СаСЬ ₂. Същото се случва между метални комплекси или молекули. Всъщност голяма част от обратимите реакции се дължат на молекули със специфични връзки, които се разрушават и регенерират отново и отново.

Примери за обратими реакции

Разтвор на кобалт хлорид

Разтвор на кобалтов хлорид, CoCl ₂, във вода оцветява розово, поради образуването на сложен воден разтвор. Когато този разтвор се нагрява, цветът се променя в син, което дава следната обратима реакция:

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

Къде Q е подадената топлина. Тази топлина дехидратира комплекса, но като разтворът се охлади или ако се добави вода, той ще се върне към първоначалния си розов цвят.

Водород йодид

Следващата обратима реакция е може би най-класическата при въвеждането на концепцията за химическо равновесие:

H ₂ (g) + I ₂ (s) ⇌ 2HI (g)

Обърнете внимание, че реакцията успява да установи равновесие дори когато йодът е в твърдо състояние. Всички видове са молекулярни: HH, II и HI.

хидролиза

Хидролизата е много представителни примери за обратими реакции. Сред най-простите имаме тази, която страда от конюгирана киселина или основа. Хидролизата на амониев йон, NH ₄ ⁺, и на карбонат йон, CO ₃ ^2-, са както следва:

NH ₄ ⁺ (вод) + H ₂ O (л) ⇌ NH ₃ (г) + OH ^-

CO ₃ ^2- (вод) + H ₂ O (л) ⇌ HCO ₃ ^- (вод) + OH ^-

Ако добавим основа, която допринася за OH ^- йони в средата, ще изместим двете равновесия вляво.

Разтвор на хромат-дихромат

Много подобен като в първия пример, разтворът на хромат претърпява промяна в цвета, но поради промени в температурата, а не на рН. Обратната реакция е:

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

Така че, ако жълт разтвор на СгОз ₄ ^2- се подкислява с всяка киселина, цвета си веднага ще се превърне в оранжево. И ако по-късно се алкализира или се добави обилна вода, балансът ще се измести надясно, жълтият цвят ще се появи отново и Cr ₂ O ₇ ^{2- ще се} консумира.

амоняк

Синтезът на амоняк, NH ₃, включва обратима реакция регулира така, че газообразен азот, много инертни видове, реагира:

N ₂ (г) + 3H ₂ (S) ⇌ 2NH ₃ (г)

Естерификационна

И накрая се споменава пример за органична химия: естерификация. Това се състои в получаване на естер от карбоксилна киселина и алкохол в силна киселинна среда. Обратната реакция е:

RCOOH + R'OH ⇌ RCOOR '+ H ₂ O

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Уолтър Дж. Мур. (1963). Физическа химия. В химическата кинетика. Четвърто издание, Longmans.
3. Ира Н. Левайн. (2009 г.). Принципи на физикохимията. Шесто издание, стр. 479-540. Mc Graw Hill.
4. Wikipedia. (2020). Обратима реакция. Възстановено от: en.wikipedia.org
5. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (19 август 2019 г.). Определение и примери за обратима реакция. Възстановено от: thinkco.com
6. Бинод Шреща. (05 юни 2019 г.). Обратими и необратими реакции. Химия LibreTexts. Възстановено от: chem.libretexts.org
7. Дейвид Ууд. (2020). Обратими химически реакции: Определение и примери. Изследване. Възстановено от: study.com