Hvad er en vendbar reaktion?

En reversibel reaktion er en kemisk reaktion hvor er reaktanter form Produkter der igen reagerer sammen for at give reaktanterne tilbage. Vendbare reaktioner vil nå et ligevægtspunkt, hvor koncentrationerne af reaktanter og produkter ikke længere vil ændre sig.

En reversibel reaktion betegnes med en dobbeltpil, der peger begge retninger i a kemisk ligning. For eksempel vil en to reagens, to produktligninger blive skrevet som

A + B ⇆ C + D

Tovejsharpuner eller dobbeltpile (⇆) skal bruges til at indikere reversible reaktioner med den dobbeltsidede pil (↔) forbeholdt resonansstrukturer, men online møder du sandsynligvis pile i ligninger, simpelthen fordi det er lettere at gøre det kode. Når du skriver på papir, er den rigtige form at bruge harpun eller dobbeltpilnotation.

Svage syrer og baser kan gennemgå reversible reaktioner. For eksempel reagerer kulsyre og vand på denne måde:

H₂CO_{3 (l)} + H₂O_(L) ⇌ HCO⁻_{3 (aq)} + H₃O⁺_(Aq)

Et andet eksempel på en reversibel reaktion er:

N₂O₄ ⇆ 2 NO₂

To kemiske reaktioner forekommer samtidig:

N₂O₄ → 2 NO₂

2 NR₂ → N₂O₄

Vendbare reaktioner forekommer ikke nødvendigvis med samme hastighed i begge retninger, men de fører til en ligevægtsbetingelse. Hvis der forekommer dynamisk ligevægt, dannes produktet fra en reaktion i samme hastighed, som det bruges til den omvendte reaktion. Ligevægtskonstanter beregnes eller leveres for at hjælpe med at bestemme, hvor meget reaktant og produkt der dannes.

Ligevægten af ​​en reversibel reaktion afhænger af de indledende koncentrationer af reaktanter og produkter og ligevægtskonstanten, K.

De fleste reaktioner, der opstår i kemi, er irreversible reaktioner (eller reversible, men med meget lidt produkt, der omdannes til reaktant). For eksempel, hvis du brænder et stykke træ ved hjælp af forbrændingsreaktionen, ser du aldrig asken spontant skabe nyt træ, gør du? Dog er nogle reaktioner omvendt. Hvordan virker det?

Svaret har at gøre med energioutputen for hver reaktion og den krævede for, at den kan forekomme. I en reversibel reaktion kolliderer reaktionsmolekyler i et lukket system med hinanden og bruger energien til at bryde kemiske bindinger og danne nye produkter. Der er tilstrækkelig energi i systemet til, at den samme proces kan forekomme med produkterne. Der er brudt obligationer og dannet nye, som resulterer i de indledende reaktanter.

På en tid troede forskerne, at alle kemiske reaktioner var irreversible reaktioner. I 1803 foreslog Berthollet tanken om en reversibel reaktion efter at have observeret dannelsen af ​​natriumcarbonatkrystaller på kanten af ​​en salt sø i Egypten. Berthollet mente, at overskydende salt i søen skubbede dannelsen af ​​natriumcarbonat, som derefter igen kunne reagere til dannelse af natriumchlorid og calciumcarbonat:

2NaCl + CaCO₃ ⇆ Na₂CO₃ + CaCl₂

Waage og Guldberg kvantificerede Berthollets observation med masseaktionens lov, som de foreslog i 1864.