Hva er en reversibel reaksjon?

En reversibel reaksjon er en kjemisk reaksjon hvor i reagenser skjema Produkter som på sin side reagerer sammen for å gi reaktantene tilbake. Vendbare reaksjoner vil nå et likevektspunkt der konsentrasjonene av reaktantene og produktene ikke lenger vil endre seg.

En reversibel reaksjon betegnes med en dobbel pil som peker begge retninger i a kjemisk ligning. For eksempel, en to reagens, to produktligninger vil bli skrevet som

A + B ⇆ C + D

Bidireksjonale harpuner eller dobbeltpiler (⇆) bør brukes for å indikere reversible reaksjoner, med dobbeltsidig pil (↔) forbeholdt resonansstrukturer, men online vil du sannsynligvis møte piler i ligninger, ganske enkelt fordi det er lettere å gjøre det kode. Når du skriver på papir, er riktig form å bruke harpunen eller dobbeltpilenotasjonen.

Svake syrer og baser kan gjennomgå reversible reaksjoner. For eksempel reagerer kullsyre og vann på denne måten:

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

Et annet eksempel på en reversibel reaksjon er:

N₂O₄ ⇆ 2 NO₂

To kjemiske reaksjoner oppstår samtidig:

N₂O₄ → 2 NO₂

2 NO₂ → N₂O₄

Reversible reaksjoner forekommer ikke nødvendigvis med samme hastighet i begge retninger, men de fører til en likevektsbetingelse. Hvis det oppstår dynamisk likevekt, dannes produktet av en reaksjon i samme hastighet som det er brukt opp til reversreaksjonen. Likevektskonstanter beregnes eller tilveiebringes for å bestemme hvor mye reaktant og produkt som dannes.

Likevekten av en reversibel reaksjon avhenger av de innledende konsentrasjoner av reaktantene og produktene og likevektskonstanten, K.

De fleste reaksjoner som oppstått i kjemi er irreversible reaksjoner (eller reversible, men med svært lite produkt som omdannes til reaktant). For eksempel, hvis du brenner et stykke tre ved å bruke forbrenningsreaksjonen, ser du aldri asken spontant lage nytt trevirke, ikke sant? Likevel er noen reaksjoner omvendt. Hvordan virker dette?

Svaret har å gjøre med energiutgangen til hver reaksjon og den som kreves for at den skal skje. I en reversibel reaksjon kolliderer reagerende molekyler i et lukket system med hverandre og bruker energien til å bryte kjemiske bindinger og danne nye produkter. Det er tilstrekkelig med energi i systemet for at samme prosess kan skje med produktene. Obligasjoner blir brutt og nye dannet, noe som tilfeldigvis resulterer i de første reaktantene.

På en gang trodde forskere at alle kjemiske reaksjoner var irreversible reaksjoner. I 1803 foreslo Berthollet ideen om en reversibel reaksjon etter å ha observert dannelsen av natriumkarbonatkrystaller på kanten av en salt innsjø i Egypt. Berthollet mente overflødig salt i innsjøen presset dannelsen av natriumkarbonat, som deretter kunne reagere igjen for å danne natriumklorid og kalsiumkarbonat:

2NaCl + CaCO₃ ⇆ Na₂CO₃ + CaCl₂

Waage og Guldberg kvantifiserte Berthollets observasjon med masseaksjonens lov som de foreslo i 1864.