Irreversible reaksjonsegenskaper og eksempler

4605
Charles McCarthy

EN irreversibel reaksjon Det er en som praktisk talt ikke når likevektstilstanden, og at alle reaktantene derfor er transformert til produkter. Det sies å forekomme i bare én retning: fra venstre til høyre, siden produktene ikke kan rekombineres for å gjenopprette reaktantene.

I dag er det flere teorier og vinkler som irreversibiliteten til en kjemisk reaksjon kan forklares fra. Den enkleste visjonen er å ta hensyn til hvor ustabile reaktantene er, stabiliteten til produktene, eller hvis det dannes gasser eller faste stoffer som slipper ut eller skiller seg fra reaksjonsmediet..

Irreversible reaksjoner er veldig vanlige i det daglige. Hvis vi ser endringer i miljøet vårt for å reversere effektene, er det nødvendig å gå tilbake i tid, så vil det sikkert være denne typen kjemiske reaksjoner. For eksempel vil en kake i seg selv ikke komme tilbake til sin opprinnelige tilstand: ingrediensene.

Produktene av en irreversibel reaksjon kan imidlertid gjennomgå reaksjoner som gjør dem reaktive. Dette er tilfellet med rust, som, behandlet med sterke reduksjonsmidler, vil være i stand til å gjenvinne metallisk jern som finnes i dem..

Artikkelindeks

  • 1 Kjennetegn på irreversible reaksjoner
    • 1.1 Generell kjemisk ligning
    • 1.2 Kjemiske endringer
    • 1.3 Stabile produkter og ustabile reaktanter
    • 1.4 Tilsynelatende reversibilitet
  • 2 Eksempler
    • 2.1 Oksidasjoner
    • 2.2 Forbrenning
    • 2.3 Sterk syrebase-nøytralisering
    • 2.4 Oppløsning av metaller
    • 2.5 Forsåning
  • 3 Referanser

Kjennetegn på irreversible reaksjoner

Tilberedningen av en kake eller terte består av et stort antall irreversible reaksjoner som finner sted samtidig. Kilde: Pxhere.

Generell kjemisk ligning

Enhver irreversibel reaksjon kan representeres av en enkel kjemisk ligning, forutsatt at to reaktive arter, A og B, deltar:

A + B => C + D

A og B reagerer irreversibelt for å bli C og D. Det er ikke rom for en likevekt å bli etablert. Det som reagerte blir ikke regenerert, og hva som ikke, vil forbli som et overskudd på grunn av reaksjonens ytelse, eller fordi et av reagensene er forbrukt..

Merk at aggregeringstilstanden i hver reaktant eller hvert produkt (fast stoff, gass eller væske) ikke er spesifisert..

Det er reaksjoner der en ubetydelig mengde C og D, på grunn av sin kjemiske natur, rekombinerer for å regenerere A og B. Hvis dette skjer i likevekt, sies det at det er veldig langt til høyre; det vil si mot dannelsen av produkter.

Bare i disse tilfellene er det forsikring om å hevde at en antatt reaksjon utvilsomt er irreversibel. Imidlertid oppstår en slik situasjon vanligvis ikke regelmessig i reaksjoner som viser for markante endringer..

Kjemiske endringer

Det er ikke en generell eller endelig regel, men flere av de irreversible reaksjonene genererer bemerkelsesverdige kjemiske endringer. For eksempel anses svært eksoterme reaksjoner som i det vesentlige irreversible, på grunn av mengden energi i form av varme og lys som frigjøres..

Den samme begrunnelsen gjelder når vi ser på utseendet til en gass, enten boblende i væsken eller siver fra porene til et fast stoff. Hvis denne gassen slipper ut fra reaksjonsmediet, vil det være umulig for den å delta i etableringen av likevekt; det vil si at den ikke vil reagere for å regenerere noen av reagensene.

Likeledes betyr dannelsen av et fast stoff eller utfelling umiddelbart at reaksjonen er irreversibel, siden bare overflaten fremdeles vil ha kontakt med reaksjonsmediet. Og hvis dette faste stoffet har en veldig stabil struktur, vil det mye mindre delta i en likevekt (annet enn dets løselighet), siden partiklene vil være begrenset.

På den annen side kan du ikke alltid stole på fargeendringer. Mange reaksjoner der disse blir verdsatt, er faktisk reversible, og før eller siden blir endringen reversert.

Stabile produkter og ustabile reaktanter

Et mer generelt trekk ved irreversible reaksjoner er at produktene som dannes er mye mer stabile enn reaktantene som deltar i reaksjonen. Dette forklarer hvorfor C og D ikke lenger "ønsker" å rekombinere for å regenerere A og B, siden sistnevnte er mer ustabile arter..

Nevnte stabilitet kan forutsies ved å kjenne produktets strukturer, hvor sterke og stabile de nye bindingene er, eller til og med ved hjelp av en molekylær mekanisme som viser de påfølgende trinnene i en reaksjon..

Tilsynelatende reversibilitet

Det er irreversible reaksjoner som praktisk talt vil kreve tid å vende tilbake for at reaktantene skal omformes. Eller mer enn reaksjoner, det ville være endringer eller prosesser som involverer en serie av dem. Dette er fordi det ikke handler om å reversere en reaksjon, men mange og umiddelbart. For eksempel: nedbrytning av frukt.

Andre irreversible reaksjoner, derimot, kan reverseres hvis produktene deres får reaksjon med andre arter. Likeledes er det reaksjoner som oppstår i en "omvendt versjon" gjennom forskjellige prosesser eller mekanismer. Det mest kjente eksemplet er cellulær respirasjon og fotosyntese, forskjellen er at sistnevnte utnytter solenergi.

Eksempler

Noen representative eksempler på irreversible reaksjoner vil bli nevnt nedenfor..

Oksidasjoner

Når materie oksiderer, gjør det det irreversibelt med mindre det kommer i kontakt med reduksjonsmidler. Når metaller oksiderer, vises det et oksydlag på overflaten, som når fuktighet og karbondioksid avsettes, i tillegg til salter, begynner en korrosjon.

Metalloksydet vil ikke oppløse seg fra ingenting for å gjenopprette metallet og la gassformet oksygen rømme.

Forbrenning

Alt organisk materiale som reagerer kraftig med oksygen vil gjennomgå forbrenning, og gassformige oksider og aske vil bli frigjort fra det. Disse oksidene, i det vesentlige COto, HtoELLER IKKEto Og såto, de vil aldri rekombinere til de opprinnelige molekylene. Dette er tilfellet med plast, hydrokarboner, tre, plante- og dyrestoffer.

Sterk syrebase nøytralisering

Når en sterk syre og en sterk base reagerer eller nøytraliseres, rekombineres ikke den genererte arten igjen for å generere dem. For eksempel reagerer NaOH og HCl for å produsere NaCl og HtoEller begge veldig stabile arter:

NaOH + HCl => NaCl + HtoELLER

Denne reaksjonen er irreversibel, det er ikke noe punkt der det er bekreftet at en del av NaOH eller HCl har blitt regenerert. Det samme gjelder andre par sterke syrer og baser.

Oppløsning av metaller

Når metaller oppløses i sterke syrer, danner de et salt, vann og en gass. For eksempel blir kobber angrepet av salpetersyre for å gi kobbernitrat, vann og nitrogendioksid:

Cu + 4HNO3 => Cu (NO3)to + 2HtoO + 2NOto

Den resulterende løsningen har en blåaktig farge, og kobberpartikler vil aldri magisk dukke opp igjen, noe som indikerer dannelsen av metallisk kobber..

Forsåning

Til slutt har vi forsæpningsreaksjonen, som er irreversibel; selv om flere av de interne trinnene er reversible. Såpene som stammer fra, blir ikke omdannet til fettene de kom fra; ikke engang kaliumhydroksid, KOH, en så sterk base, vil være i stand til å regenerere ved innvirkning av en hvilken som helst likevekt.

Referanser

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Læring.
  2. BBC. (2020). Hva er irreversible endringer? Gjenopprettet fra: bbc.co.uk
  3. Khan Academy. (2020). Kjemiske reaksjoner. Gjenopprettet fra: khanacademy.org
  4. Fakta Monster. (2020). DK Science: Kjemiske reaksjoner. Gjenopprettet fra: factmonster.com
  5. Ginesa Blanco. (16. oktober 2019). Er det sant at ingen kjemiske reaksjoner er irreversible? Landet. Gjenopprettet fra: elpais.com

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.