IRREVERSIBEL REAKTION: EGENSKAPER OCH EXEMPEL - KEMI - 2026

En irreversibel reaktion är en som praktiskt taget inte når jämvikt och därför har alla reaktanter omvandlats till produkter. Det sägs ske endast i en riktning: från vänster till höger, eftersom produkterna inte kan rekombineras för att återuppställa reaktanterna.

Idag finns det flera teorier och vinklar från vilka irreversibiliteten för en kemisk reaktion kan förklaras. Den enklaste bilden tar hänsyn till hur instabila reaktanterna är, produkternas stabilitet eller om det bildas gaser eller fasta ämnen som slipper ut eller separeras från reaktionsmediet.

Oåterkalleliga reaktioner är mycket vanliga dagligen. Om vi ​​ser förändringar i vår miljö för att vända deras effekter är det nödvändigt att gå tillbaka i tiden, då kommer det säkert att vara dessa typer av kemiska reaktioner. Till exempel kommer en kaka i sig inte att återgå till sitt ursprungliga tillstånd: ingredienserna.

Produkterna från en irreversibel reaktion kan emellertid genomgå reaktioner som gör dem reaktiva. Detta är fallet med rost, som när vi behandlas med starka reduktionsmedel kan vi återfå det metalliska järn som finns i dem.

Egenskaper av irreversibla reaktioner

Beredningen av en tårta eller tårta innefattar ett stort antal irreversibla reaktioner som äger rum samtidigt. Källa: Pxhere.

Allmän kemisk ekvation

Varje irreversibel reaktion kan representeras av en enkel kemisk ekvation, förutsatt att två reaktiva arter, A och B, deltar:

A + B => C + D

A och B reagerar irreversibelt och blir C och D. Det finns inget utrymme för att skapa en jämvikt. Det som reagerat regenereras inte, och det som inte har, kommer att förbli som ett överskott på grund av reaktionens prestanda, eller på grund av att en av reaktanterna har konsumerats.

Observera att tillståndet för aggregering i varje reaktant eller produkt (fast, gas eller vätska) inte specificeras.

Det finns reaktioner där en försumbar mängd C och D på grund av deras kemiska natur rekombineras för att regenerera A och B. Om detta händer i jämvikt sägs det att det är mycket långt till höger; det vill säga mot bildandet av produkter.

Endast i dessa fall finns det ingen säkerhet att hävda att en påstådd reaktion utan tvekan är irreversibel. Men en sådan situation uppstår vanligtvis inte regelbundet i reaktioner som uppvisar för markanta förändringar.

Kemiska förändringar

Det är inte en allmän eller definitiv regel, men flera av de irreversibla reaktionerna genererar anmärkningsvärda kemiska förändringar. Exempelvis anses mycket exoterma reaktioner vara väsentligen irreversibla på grund av mängden energi i form av värme och ljus som släpps ut.

Samma resonemang gäller när vi observerar utseendet på en gas, antingen bubblande i vätskan, eller oser från porerna i ett fast ämne. Om denna gas flyr ut från reaktionsmediet kommer det att vara omöjligt för den att delta i upprättandet av jämvikt; det vill säga, det kommer inte att reagera för att regenerera några av reagensen.

På liknande sätt betyder bildningen av ett fast ämne eller fällning omedelbart att reaktionen är irreversibel, eftersom endast dess yta fortfarande kommer att ha kontakt med reaktionsmediet. Och om detta fasta ämne har en mycket stabil struktur, kommer mycket mindre att delta i en jämvikt (annat än dess löslighet), eftersom dess partiklar kommer att vara begränsade.

Å andra sidan kan du inte alltid lita på färgförändringar. Många reaktioner där dessa ses är faktiskt reversibla och förr eller senare vänder förändringen.

Stabila produkter och instabila reaktanter

Ett mer generellt kännetecken för irreversibla reaktioner är att de bildade produkterna är mycket mer stabila än reaktanterna som deltar i reaktionen. Detta förklarar varför C och D inte längre "vill" rekombinera för att regenerera A och B, eftersom de senare är mer instabila arter.

Nämnda stabilitet kan förutsägas genom att känna till produkternas strukturer, hur starka och stabila de nya bindningarna är, eller till och med med hjälp av en molekylmekanism som visar de reaktionssteg i följd.

Tydlig reversibilitet

Det finns irreversibla reaktioner som praktiskt taget skulle kräva tid att vända tillbaka för att reaktanterna ska formas igen. Eller mer än reaktioner, det skulle vara förändringar eller processer som involverar en serie av dem. Detta beror på att det inte handlar om att vända en reaktion, utan många och omedelbart. Till exempel: nedbrytning av frukt.

Andra irreversibla reaktioner kan å andra sidan vändas om deras produkter görs för att reagera med andra arter. Det finns också reaktioner som inträffar i en "omvänd version" genom olika processer eller mekanismer. Det mest kända exemplet är cellulär andning och fotosyntes, varvid skillnaden är att den senare utnyttjar solenergi.

exempel

Några representativa exempel på irreversibla reaktioner kommer att nämnas nedan.

oxidationer

Materia när det oxiderar gör det irreversibelt om det inte kommer i kontakt med reduktionsmedel. När metaller oxiderar visas ett lager av oxid på deras yta, som när fukt och koldioxid avsätts, utöver salter, börjar en korrosionsprocess.

Metalloxiden kommer inte att sönderdelas ur ingenstans för att återuppställa metallen och släppa syrgas.

Förbränning

Allt organiskt material som reagerar kraftigt med syre kommer att genomgå förbränning och gasformiga oxider och aska kommer att frigöras från det. Dessa oxider, i huvudsak CO ₂ , H ₂ O, NR _2, och SO ₂ , kommer aldrig att rekombinera till att bilda de ursprungliga molekylerna. Detta är fallet med plast, kolväten, trä, grönsaker och djurämnen.

Stark syrabasneutralisering

När en stark syra och en bas reagerar eller neutraliseras rekombineras inte den genererade arten igen för att generera dem. Till exempel NaOH och HCl reagerar för att producera NaCl och H ₂ O, båda mycket stabila arter:

NaOH + HCl => NaCl + H ₂ O

Denna reaktion är irreversibel, det finns ingen mening där det har verifierats att en del av NaOH eller HCl har regenererats. Detsamma gäller för andra par starka syror och baser.

Upplösning av metaller

När metaller upplöses i starka syror bildar de ett salt, vatten och en gas. Exempelvis attackeras koppar av salpetersyra för att ge kopparnitrat, vatten och kvävedioxid:

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

Den resulterande lösningen är blåaktig i färg, och kopparpartiklar kommer aldrig på magiskt sätt att dyka upp igen, vilket indikerar bildandet av metallisk koppar.

Förtvålning

Slutligen har vi förtvålningsreaktionen, som är irreversibel; även om flera av dess interna steg är vändbara. Tvålarna som har sitt ursprung kommer inte att omvandlas till fett från vilka de kom; inte ens kaliumhydroxid, KOH, en så stark bas, kan regenereras genom någon jämviktsverkan.

referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
2. BBC. (2020). Vad är irreversibla förändringar? Återställs från: bbc.co.uk
3. Khan akademin. (2020). Kemiska reaktioner. Återställd från: khanacademy.org
4. Fact Monster. (2020). DK Science: Chemical Reactions. Återställd från: factmonster.com
5. Ginesa Blanco. (16 oktober 2019). Är det sant att ingen kemisk reaktion är irreversibel? Landet. Återställd från: elpais.com