НЕЗВОРОТНА РЕАКЦІЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2025

Необоротна реакція є той , який практично не досягає рівноваги , і що, отже, все реагенти були перетворені в продукти. Кажуть, що це відбувається лише в одному напрямку: зліва направо, оскільки продукти не можуть рекомбінувати для повторного походження реагентів.

Сьогодні існує кілька теорій і ракурсів, з яких можна пояснити незворотність хімічної реакції. Найпростіший погляд - це врахування того, наскільки нестійкі реагенти, стабільність продуктів, або якщо утворюються гази або тверді речовини, які виходять або відокремлюються від реакційного середовища.

Незворотні реакції дуже часто зустрічаються щодня. Якщо ми побачимо зміни в нашому середовищі, в яких для зворотного впливу їх необхідно повернутись у часі, то, безумовно, це будуть ці види хімічних реакцій. Наприклад, торт сам по собі не повернеться до свого початкового стану: інгредієнти.

Однак продукти незворотної реакції можуть зазнавати реакцій, які роблять їх реакційними. Це випадок іржі, яка при обробці сильними відновниками може відновити міститься в них металеве залізо.

Характеристика незворотних реакцій

Приготування пирога або пирога включає велику кількість незворотних реакцій, що відбуваються одночасно. Джерело: Pxhere.

Загальне хімічне рівняння

Будь-яка незворотна реакція може бути представлена ​​простим хімічним рівнянням, припускаючи, що в ній беруть участь два реакційноздатні види, А і В:

A + B => C + D

A і B необоротно реагують, стаючи C і D. Не може бути встановлено рівноваги. Те, що відреагувало, не регенерується, а те, що не відбудеться, залишатиметься надмірним через ефективність самої реакції або через те, що один із реагентів був спожитий.

Зауважте, що стан агрегації у кожному реагенті чи продукті (твердому, газовому чи рідкому) не вказано.

Існують реакції, коли незначна кількість C і D, завдяки своїй хімічній природі, рекомбінується для відновлення A і B. Якщо це відбувається в рівновазі, кажуть, що це дуже далеко справа; тобто до утворення продуктів.

Тільки в цих випадках немає впевненості стверджувати, що передбачувана реакція, безсумнівно, незворотна. Однак зазвичай така ситуація не трапляється регулярно в реакціях, які виявляють занадто помітні зміни.

Хімічні зміни

Це не загальне і не остаточне правило, але кілька незворотних реакцій породжують чудові хімічні зміни. Наприклад, високоекзотермічні реакції вважаються по суті незворотніми, через кількість енергії у вигляді тепла і світла, що виділяється.

Це ж міркування застосовується і тоді, коли ми спостерігаємо появу газу, або барботажу всередині рідини, або сочиться з пір твердого тіла. Якщо цей газ вирветься з реакційного середовища, не можна буде брати участь у встановленні рівноваги; тобто він не реагуватиме на регенерацію жодного з реагентів.

Так само утворення твердого речовини або осаду негайно означає, що реакція незворотна, оскільки тільки її поверхня все одно матиме контакт з реакційним середовищем. І якщо ця тверда речовина має дуже стійку структуру, значно менше буде брати участь у рівновазі (крім її розчинності), оскільки її частинки будуть обмежені.

З іншого боку, не завжди можна покластися на зміни кольору. Багато реакцій, де вони помічені, насправді є оборотними, і рано чи пізно зміни змінюються.

Стабільні продукти та нестабільні реактиви

Більш загальною характеристикою незворотних реакцій є те, що утворюються продукти набагато стійкіші, ніж реагенти, що беруть участь у реакції. Це пояснює, чому C і D більше не хочуть "рекомбінувати" для відновлення A і B, оскільки останні є більш нестабільними видами.

Зазначену стабільність можна передбачити, знаючи структури продуктів, наскільки міцними і стійкими є нові зв’язки, або навіть за допомогою молекулярного механізму, який показує послідовні етапи реакції.

Видима оборотність

Існують незворотні реакції, які практично потребують часу, щоб повернути реагенти на повторну форму. Або більше, ніж реакції, це були б зміни або процеси, що передбачають їх ряд. Це тому, що йдеться не про те, щоб повернути одну реакцію, а багато і миттєво. Наприклад: розкладання плодів.

З іншого боку, інші незворотні реакції можуть бути зворотні, якщо їх продукти змушені реагувати з іншими видами. Так само існують реакції, які виникають у "зворотному варіанті" через різні процеси чи механізми. Найвідоміший приклад - це клітинне дихання та фотосинтез, різниця полягає в тому, що останній користується перевагою сонячної енергії.

Приклади

Деякі репрезентативні приклади незворотних реакцій будуть згадані нижче.

Окислення

Мати, коли окислюється, робить це незворотно, якщо він не контактує з відновниками. Коли метали окислюються, на їх поверхні з’являється шар оксиду, який при відкладанні вологи та вуглекислого газу, крім солей, розпочинає процес корозії.

Оксид металу не розпадеться нізвідки, щоб відновити метал, і не дозволить викинути кисневий газ.

Горіння

Вся органічна речовина, яка енергійно реагує з киснем, піддаватиметься горінню, а з нього виділяться газоподібні оксиди та зола. Ці оксиди, по суті, CO ₂ , H ₂ O, NO ₂ і SO ₂ , ніколи не рекомбінують для утворення початкових молекул. Це справа пластмаси, вуглеводнів, деревини, рослинної та тваринного походження.

Сильна нейтралізація кислотної основи

Коли сильна кислота та основа реагують або нейтралізуються, утворені види не повторно поєднуються для їх отримання. Наприклад, NaOH та HCl реагують на отримання NaCl та H ₂ O, обидва дуже стійкі види:

NaOH + HCl => NaCl + H ₂ O

Ця реакція незворотна, немає сенсу, коли було б підтверджено, що частина NaOH або HCl була регенерована. Те саме стосується інших пар сильних кислот і основ.

Розчинення металів

Коли метали розчиняються у сильних кислотах, вони утворюють сіль, воду та газ. Наприклад, мідь атакується азотною кислотою, отримуючи нітрат міді, воду та діоксид азоту:

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

Отриманий розчин має синюватий колір, і мідні частинки ніколи не чарівно з’являться, що свідчить про утворення металевої міді.

Омилення

Нарешті, у нас є реакція омилення, яка незворотна; хоча кілька його внутрішніх кроків є оборотними. Мила, що виникають, не будуть перетворені назад у жири, з яких вони надійшли; навіть гідроксид калію, KOH, така сильна основа, може бути регенерований будь-якою рівноважною дією.

Список літератури

1. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
2. BBC. (2020). Що таке незворотні зміни? Відновлено з: bbc.co.uk
3. Академія хана. (2020). Хімічні реакції. Відновлено з: khanacademy.org
4. Факт монстра. (2020). DK Science: Хімічні реакції. Відновлено з: factmonster.com
5. Гінеса Бланко. (16 жовтня 2019 р.). Чи правда, що жодна хімічна реакція незворотна? Країна. Відновлено з: elpais.com