Grįžtamoji reakcija yra a cheminė reakcija kur reagentai forma Produktai tai, savo ruožtu, reaguoja kartu, kad grąžintų reagentus. Grįžtamosios reakcijos pasieks pusiausvyros tašką, kuriame reagentų ir produktų koncentracijos nebesikeis.
Grįžtamoji reakcija žymima dviguba rodykle, nurodančia abi puses a cheminė lygtis. Pavyzdžiui, dviejų reagentų, dviejų produktų lygtis būtų parašyta taip:
A + B ⇆ C + D
Pažymėjimas
Grįžtamosioms reakcijoms nurodyti turėtų būti dvikryptės harpūnas arba dvigubos strėlės (⇆), naudojant dvipusę rodyklę (↔). rezervuota rezonansinėms struktūroms, tačiau internete greičiausiai susidursite su rodyklėmis lygtyse vien dėl to, kad taip lengviau kodas. Kai rašote ant popieriaus, tinkama forma yra naudoti harpūno ar dvigubos strėlės žymėjimą.
Grįžtamosios reakcijos pavyzdys
Silpnos rūgštys ir bazės gali reaguoti grįžtamai. Pavyzdžiui, angliarūgštė ir vanduo reaguoja taip:
H2CO3 (l) + H2O(l) ⇌ HCO−3 (aq) + H3O+(aq)
Kitas grįžtamosios reakcijos pavyzdys:
N2O4 ⇆ 2 NE2
Vienu metu vyksta dvi cheminės reakcijos:
N2O4 → 2 NE2
2 NE2 → N2O4
Grįžtamosios reakcijos nebūtinai vyksta tuo pačiu greičiu abiem kryptimis, tačiau jos lemia pusiausvyros būklę. Jei įvyksta dinaminė pusiausvyra, vienos reakcijos produktas formuojasi tokiu pat greičiu, kaip ir sunaudojamas atvirkščiai. Skaičiuojamos arba pateikiamos pusiausvyros konstantos, kurios padeda nustatyti, kiek susidaro reaktantas ir produktas.
Grįžtamosios reakcijos pusiausvyra priklauso nuo pradinių reagentų ir produktų koncentracijų bei pusiausvyros konstantos K.
Kaip veikia grįžtamoji reakcija
Dauguma chemijoje patiriamų reakcijų yra negrįžtamos (arba grįžtamos, tačiau labai mažai produkto virsta reagentais). Pvz., Jei sudeginote medžio gabalą degimo metu, niekada nematote, kad pelenai spontaniškai gamina naują medieną, ar ne? Tačiau kai kurios reakcijos atvirkščiai. Kaip tai veikia?
Atsakymas turi būti susijęs su kiekvienos reakcijos išeikvojama energija ir reikalinga jai įvykti. Vykstant grįžtamai reakcijai, uždaroje sistemoje reaguojančios molekulės susiduria viena su kita ir sunaudoja energiją, kad suardytų cheminius ryšius ir suformuotų naujus produktus. Sistemoje yra pakankamai energijos, kad tas pats procesas vyktų su produktais. Ryšiai nutrūksta ir susidaro nauji, dėl kurių susidaro pradiniai reagentai.
Linksmas faktas
Vienu metu mokslininkai manė, kad visos cheminės reakcijos yra negrįžtamos. 1803 m. Berthollet pasiūlė grįžtamosios reakcijos idėją, pastebėjęs natrio karbonato kristalų susidarymą druskos ežero Egipte pakraštyje. Berthollet'as manė, kad druskos perteklius ežere skatina natrio karbonato susidarymą, kuris vėliau vėl gali sureaguoti, sudarydamas natrio chloridą ir kalcio karbonatą:
2NaCl + CaCO3 ⇆ Ne2CO3 + CaCl2
Waage'as ir Guldbergas įvertino Berthollet pastebėjimą masinio veiksmo įstatymu, kurį jie pasiūlė 1864 m.