VÄNDBAR REAKTION: EGENSKAPER OCH EXEMPEL - KEMI - 2026

En reversibel reaktion är en som vid någon tidpunkt i dess kurs når ett tillstånd av jämvikt i vilket koncentrationerna av reaktanterna och produkterna förblir konstant; det vill säga de varierar inte, eftersom hastigheten med vilken en konsumeras är densamma som den andra visas. Ett sådant tillstånd sägs också motsvara en dynamisk jämvikt.

Jämvikt kan emellertid ses som en följd av reversibiliteten av en kemisk reaktion; eftersom det i irreversibla reaktioner är omöjligt att fastställa någon jämvikt. För att detta ska hända måste produkterna kunna reagera med varandra under specifika förhållanden för tryck och temperatur, vilket får reaktanterna att återgå.

Dubbelpilsymbolen indikerar att en reaktion är reversibel. Källa: Denna SVG-bild skapades av Medium69.Cette-bild SVG a été créée par Medium69.Kreditera detta: William Crochot

Detta förenklas med hjälp av symbolen för dubbel pil (med två antiparallella huvuden). När vi ser det i en kemisk ekvation, betyder det att reaktionen fortsätter i båda riktningarna: från vänster till höger (produktbildning) och från höger till vänster (reaktant- eller reaktantbildning).

Minoriteten av kemiska reaktioner är reversibla och de finns mest i organiska och oorganiska synteser. I dessa är det oerhört viktigt att veta vilka förhållanden som gynnar jämvikten för att uppskatta de mängder produkt som kan erhållas.

Egenskaper för reversibla reaktioner

Allmän ekvation och jämvikt

En reversibel reaktion har följande allmänna ekvation med tanke på att det bara finns två reaktanter, A och B:

A + B ⇌ C + D

Dubbelpilen indikerar att A och B reagerar för att producera C och D, men också C och D kan reagera med varandra för att regenerera reaktanterna; det vill säga reaktionen i motsatt riktning, från höger till vänster, äger rum.

Den direkta reaktionen producerar produkter, medan den omvända, reaktiv. Om den ena är exotermisk måste den andra logiskt vara endotermisk, och båda inträffar spontant; men inte nödvändigtvis med samma hastighet.

Exempelvis kan A och B vara mindre eller instabila än C och D; och därför konsumeras de snabbare än C och D kan regenerera dem.

Om produkterna C och D knappt reagerar med varandra kommer det att finnas en större ansamling av produkter än reaktanter. Detta betyder att när kemisk jämvikt uppnås kommer vi att ha högre koncentrationer av C och D än av A eller B, oavsett om deras koncentrationer inte varierar.

Jämvikten sägs sedan flyttas till vänster, där det kommer att finnas fler produkter än reaktanter.

Le Châtelier-principen

En reversibel reaktion kännetecknas av att den äger rum i båda riktningarna i en kemisk ekvation, når en jämviktpunkt och svarar på yttre förändringar eller påverkan enligt le Châteliers princip.

Tack vare denna princip kunde Berthollets iakttagelser 1803 faktiskt förklaras när han kände igen Na ₂ CO ₃ -kristaller i en sandsjö i Egypten. Den dubbla förskjutningsreaktionen skulle vara:

Na ₂ CO ₃ (aq) + CaCb ₂ (aq) ⇌ NaCl (aq) + CaCOs ₃ (aq)

För den omvända reaktionen att äga rum, måste det finnas ett överskott av NaCl, och därmed jämvikten skulle skifta till höger: mot bildandet av Na ₂ CO ₃ .

Denna egenskap är av stor betydelse eftersom på samma sätt manövreras trycket eller temperaturen för att gynna riktningen för reaktionen som alstras av den intressanta arten.

Kemiska förändringar

De kemiska förändringarna för reversibla reaktioner tenderar att vara mindre uppenbara än de som ses för irreversibla reaktioner. Det finns emellertid reaktioner, särskilt de som involverar metallkomplex, där vi ser temperaturberoende färgförändringar.

Kemiska arter

Alla typer av föreningar kan involveras i en reversibel reaktion. Det sågs att två salter är i stånd att etablera en jämvikt, Na ₂ CO ₃ och CaCl ₂ . Samma sak händer mellan metallkomplex eller molekyler. I själva verket beror mycket av de reversibla reaktionerna på molekyler med specifika bindningar som bryts och regenereras om och om igen.

Exempel på reversibla reaktioner

Koboltkloridlösning

En lösning av koboltklorid, CoCl ₂ , i vatten fläckar det rosa, på grund av bildningen av ett komplex vattenhaltig. När denna lösning upphettas ändras färgen till blå, vilket ger följande reversibla reaktion:

²⁺ (aq) (rosa) + 4Cl ^- (aq) + Q ⇌ CoCl ₄ ^2- (aq) (blå) + 6H ₂ O (l)

Där Q är värmen som tillförs. Denna värme dehydratiserar komplexet, men när lösningen svalnar eller om vatten tillsätts återgår det till sin ursprungliga rosa färg.

Vätjodid

Följande reversibla reaktion är kanske den mest klassiska när man introducerar begreppet kemisk jämvikt:

H ₂ (g) + I ₂ (s) ⇌ 2Hi (g)

Observera att reaktionen lyckas upprätta en jämvikt även när joden är i fast tillstånd. Alla arter är molekylära: HH, II och HI.

Hydrolys

Hydrolys är mycket representativa exempel på reversibla reaktioner. Bland de enklaste har vi den som lider av en konjugerad syra eller bas. Hydrolysen av ammoniumjon, NH ₄ ⁺ , och karbonatjon, CO ₃ ^2- , är som följer:

NH ₄ ⁺ (aq) + H ₂ O (l) ⇌ NH ₃ (g) + OH ^-

CO ₃ ^2- (aq) + H ₂ O (l) ⇌ HCO ₃ ^- (aq) + OH ^-

Om vi lägger till en bas som bidrar OH ^- joner till mitten, vi kommer att flytta både jämvikter till vänster.

Kromat-dikromatlösning

Mycket likt som i det första exemplet genomgår en kromatlösning en färgförändring men på grund av variationer i temperatur men inte i pH. Den reversibla reaktionen är:

2CrO ₄ ^2- (aq) (gul) + 2H ₃ O ⁺ (aq) ⇌ Cr ₂ O ₇ ^2- (aq) (orange) + 3H ₂ O (l)

Så om en gul lösning av CrO ₄ ^2- surgöres med vilken syra som helst, dess färg kommer omedelbart att bli orange. Och om det görs sedan alkaliska eller rikligt med vatten tillsätts, kommer saldot skifta åt höger, den gula färgen återkommer och Cr ₂ O ₇ ^{varvid 2-} konsumeras .

Ammoniak

Syntes av ammoniak, NH ₃ , innefattar en reversibel reaktion justerades så att gasformigt kväve, en mycket inerta arter, reagerar:

N ₂ (g) + 3H ₂ (s) ⇌ 2NH ₃ (g)

Förestring

Och slutligen nämns ett exempel på organisk kemi: förestring. Detta består av att erhålla en ester från en karboxylsyra och en alkohol i ett starkt syremedium. Den reversibla reaktionen är:

RCOOH + R'OH ⇌ RCOOR '+ H ₂ O

referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
2. Walter J. Moore. (1963). Fysisk kemi. Inom kemisk kinetik. Fjärde upplagan, Longmans.
3. Ira N. Levine. (2009). Principer för fysikkemi. Sjätte upplagan, s. 479-540. Mc Graw Hill.
4. Wikipedia. (2020). Vändbar reaktion. Återställd från: en.wikipedia.org
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (19 augusti 2019). Reversibel reaktionsdefinition och exempel. Återställd från: thoughtco.com
6. Binod Shrestha. (05 juni 2019). Vändbara och irreversibla reaktioner. Kemi LibreTexts. Återställd från: chem.libretexts.org
7. David Wood. (2020). Reversibla kemiska reaktioner: Definition och exempel. Studie. Återställd från: study.com