НЕОБРАТИМАЯ РЕАКЦИЯ: ХАРАКТЕРИСТИКА И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2025

Необратимая реакция является тот , который практически не достигает равновесия , и что, следовательно, все реагенты были преобразованы в продукты. Говорят, что это происходит только в одном направлении: слева направо, поскольку продукты не могут рекомбинировать, чтобы повторно образовать реагенты.

Сегодня существует несколько теорий и точек зрения, с которых можно объяснить необратимость химической реакции. Самая простая точка зрения состоит в том, чтобы принять во внимание, насколько нестабильны реагенты, стабильность продуктов или образуются ли газы или твердые вещества, которые выходят или отделяются от реакционной среды.

Необратимые реакции очень распространены изо дня в день. Если мы увидим изменения в окружающей среде, в которых, чтобы обратить вспять их эффекты, необходимо вернуться в прошлое, то наверняка это будут химические реакции такого типа. Например, торт сам по себе не вернется в исходное состояние: ингредиенты.

Однако продукты необратимой реакции могут вступать в реакции, которые делают их реактивными. Это случай ржавчины, которая при обработке сильными восстановителями позволяет восстановить содержащееся в них металлическое железо.

Характеристики необратимых реакций

Приготовление торта или торта включает в себя большое количество необратимых реакций, которые происходят одновременно. Источник: Pxhere.

Общее химическое уравнение

Любая необратимая реакция может быть представлена ​​простым химическим уравнением, если предположить, что в ней участвуют два реакционноспособных вида, A и B:

А + В => С + D

A и B необратимо реагируют, превращаясь в C и D. Нет места для установления равновесия. То, что прореагировало, не регенерируется, а то, что не регенерируется, останется в избытке из-за проведения самой реакции или из-за того, что один из реагентов был израсходован.

Обратите внимание, что агрегатное состояние каждого реагента или продукта (твердое, газообразное или жидкое) не указано.

Существуют реакции, в которых незначительное количество C и D из-за их химической природы рекомбинируется, чтобы регенерировать A и B. Если это происходит в состоянии равновесия, говорят, что это очень далеко вправо; то есть к формированию продуктов.

Только в этих случаях нет уверенности в том, что предполагаемая реакция, несомненно, необратима. Однако такая ситуация обычно не возникает в реакциях, которые демонстрируют слишком заметные изменения.

Химические изменения

Это не общее и не окончательное правило, но некоторые необратимые реакции вызывают заметные химические изменения. Например, сильно экзотермические реакции считаются по существу необратимыми из-за количества выделяемой энергии в виде тепла и света.

Те же рассуждения применимы, когда мы наблюдаем появление газа, который либо пузырится внутри жидкости, либо вытекает из пор твердого тела. Если этот газ ускользнет из реакционной среды, он не сможет участвовать в установлении равновесия; то есть, он не будет реагировать на регенерацию каких-либо реагентов.

Точно так же образование твердого вещества или осадка немедленно означает, что реакция необратима, поскольку только его поверхность будет контактировать с реакционной средой. И если это твердое тело имеет очень стабильную структуру, то гораздо меньше оно будет участвовать в равновесии (кроме его растворимости), поскольку его частицы будут ограничены.

С другой стороны, нельзя всегда полагаться на смену цвета. Многие реакции, в которых они наблюдаются, на самом деле обратимы, и рано или поздно изменения обращаются вспять.

Стабильные продукты и нестабильные реагенты

Более общая характеристика необратимых реакций состоит в том, что образующиеся продукты намного более стабильны, чем реагенты, участвующие в реакции. Это объясняет, почему C и D больше не «хотят» рекомбинировать для регенерации A и B, поскольку последние являются более нестабильными видами.

Указанную стабильность можно предсказать, зная структуру продуктов, насколько сильны и стабильны новые связи, или даже с помощью молекулярного механизма, который показывает последовательные стадии реакции.

Очевидная обратимость

Существуют необратимые реакции, которые практически потребуют времени, чтобы повернуть вспять для реформирования реагентов. Или больше, чем реакции, это были бы изменения или процессы, включающие их серию. Это потому, что речь идет не об обращении вспять одной реакции, а о множестве и мгновенно. Например: разложение фруктов.

С другой стороны, другие необратимые реакции могут быть обращены вспять, если их продукты вступают в реакцию с другими видами. Точно так же есть реакции, которые происходят в «обратной версии» через различные процессы или механизмы. Самый известный пример - клеточное дыхание и фотосинтез, разница в том, что последний использует солнечную энергию.

Примеры

Некоторые репрезентативные примеры необратимых реакций будут упомянуты ниже.

окислениях

Окисление происходит необратимо, если только оно не вступает в контакт с восстановителями. Когда металлы окисляются, на их поверхности появляется слой оксида, который при отложении влаги и углекислого газа, помимо солей, начинает процесс коррозии.

Оксид металла не будет распадаться ниоткуда, чтобы повторно образовать металл и позволить газообразному кислороду уйти.

Горение

Все органические вещества, которые активно вступают в реакцию с кислородом, будут гореть, и из них будут выделяться газообразные оксиды и зола. Эти оксиды, в основном CO ₂ , H ₂ O, NO ₂ и SO ₂ , никогда не будут рекомбинировать с образованием исходных молекул. Это касается пластмасс, углеводородов, древесины, растительного и животного происхождения.

Нейтрализация сильных кислотных оснований

Когда сильная кислота и основание реагируют или нейтрализуются, образующиеся частицы не рекомбинируют снова, чтобы произвести их. Например, NaOH и HCl реагируют с образованием NaCl и H ₂ O, оба очень стабильных вещества:

NaOH + HCl => NaCl + H ₂ O

Эта реакция необратима, нет пункта, где было бы подтверждено, что часть NaOH или HCl была регенерирована. То же верно и для других пар сильных кислот и оснований.

Растворение металлов

Когда металлы растворяются в сильных кислотах, они образуют соль, воду и газ. Например, медь подвергается действию азотной кислоты с образованием нитрата меди, воды и диоксида азота:

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

Полученный раствор имеет голубоватый цвет, и частицы меди никогда не появятся волшебным образом, что указывает на образование металлической меди.

Омыление

Наконец, у нас есть реакция омыления, которая необратима; хотя некоторые из его внутренних шагов обратимы. Мыло, которое было получено, не превратится обратно в жиры, из которых оно было получено; даже гидроксид калия КОН, такое сильное основание, не может быть регенерирован каким-либо равновесным действием.

Ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
2. BBC. (2020). Что такое необратимые изменения? Получено с: bbc.co.uk
3. Ханская академия. (2020). Химические реакции. Получено с: khanacademy.org
4. Факт Монстр. (2020). DK Science: Химические реакции. Получено с: factmonster.com
5. Джинеза Бланко. (16 октября 2019 г.). Верно ли, что никакая химическая реакция не является необратимой? Страна. Получено с: elpais.com