- Caracteristicile reacțiilor ireversibile
- Ecuația chimică generală
- Modificări chimice
- Produse stabile și reactanți instabili
- Reversibilitate aparentă
- Exemple
- oxidări
- Combustie
- Neutralizarea puternică a bazelor acide
- Dizolvarea metalelor
- saponificare
- Referințe
O reacție ireversibilă este una care practic nu atinge echilibrul și, prin urmare, toți reactanții au fost transformați în produse. Se spune că are loc într-o singură direcție: de la stânga la dreapta, întrucât produsele nu se pot recombina pentru a reorigina reactanții.
Astăzi există mai multe teorii și unghiuri din care poate fi explicată ireversibilitatea unei reacții chimice. Cea mai simplă viziune este luarea în considerare a cât de instabile sunt reactanții, stabilitatea produselor sau dacă se formează gaze sau solide care scapă sau se separă de mediul de reacție.
Reacțiile ireversibile sunt foarte frecvente de la zi la zi. Dacă vedem schimbări în mediul nostru în care să le inversăm efectele este necesar să ne întoarcem în timp, atunci cu siguranță vor fi aceste tipuri de reacții chimice. De exemplu, un tort nu va reveni la starea sa inițială: ingredientele.
Cu toate acestea, produsele unei reacții ireversibile pot suferi reacții care să le facă reactive. Acesta este cazul ruginii, care atunci când este tratat cu agenți de reducere puternici, putem recupera fierul metalic conținut în ele.
Caracteristicile reacțiilor ireversibile
Prepararea unei torturi sau a unei tarte cuprinde un număr mare de reacții ireversibile care au loc simultan. Sursa: Pxhere.
Ecuația chimică generală
Orice reacție ireversibilă poate fi reprezentată printr-o ecuație chimică simplă, presupunând că două specii reactive, A și B, participă:
A + B => C + D
A și B reacționează ireversibil pentru a deveni C și D. Nu există loc pentru stabilirea unui echilibru. Ceea ce a reacționat nu este regenerat și ceea ce nu a rămas, va rămâne ca un exces din cauza performanței reacției în sine sau din cauza faptului că unul dintre reactanți a fost consumat.
Rețineți că starea de agregare a fiecărui reactant sau produs (solid, gaz sau lichid) nu este specificată.
Există reacții în care o cantitate neglijabilă de C și D, datorită naturii lor chimice, se recombină pentru a regenera A și B. Dacă acest lucru se întâmplă la echilibru, se spune că este foarte departe la dreapta; adică spre formarea de produse.
Numai în aceste cazuri nu există certitudinea de a afirma că o presupusă reacție este, fără îndoială, ireversibilă. Cu toate acestea, o astfel de situație nu apare de regulă în reacții care prezintă modificări prea marcate.
Modificări chimice
Nu este o regulă generală și nici definitivă, dar mai multe reacții ireversibile generează modificări chimice remarcabile. De exemplu, reacțiile extrem de exoterme sunt considerate esențial ireversibile, datorită cantității de energie sub formă de căldură și lumină eliberată.
Același raționament se aplică atunci când observăm apariția unui gaz, fie care bubează în interiorul lichidului, fie scurge din porii unui solid. Dacă acest gaz scapă din mediul de reacție, îi va fi imposibil să participe la stabilirea echilibrului; adică nu va reacționa pentru a regenera niciunul dintre reactivi.
De asemenea, formarea unui solid sau precipitat înseamnă imediat că reacția este ireversibilă, deoarece numai suprafața sa va avea în continuare contact cu mediul de reacție. Și dacă acest solid are o structură foarte stabilă, cu atât mai puțin va participa la un echilibru (altul decât solubilitatea sa), deoarece particulele sale vor fi limitate.
Pe de altă parte, nu te poți baza întotdeauna pe schimbările de culoare. Multe reacții în care acestea sunt văzute sunt de fapt reversibile și mai devreme sau mai târziu schimbarea este inversată.
Produse stabile și reactanți instabili
O caracteristică mai generală a reacțiilor ireversibile este că produsele formate sunt mult mai stabile decât reactanții care participă la reacție. Acest lucru explică de ce C și D nu mai „doresc” să se recombine pentru a regenera A și B, deoarece acestea din urmă sunt specii mai instabile.
Această stabilitate poate fi prezisă prin cunoașterea structurilor produselor, cât de puternice și stabile sunt noile legături sau chiar cu ajutorul unui mecanism molecular care arată etapele consecutive ale unei reacții.
Reversibilitate aparentă
Există reacții ireversibile care practic ar necesita timp pentru a se întoarce pentru a se reface. Sau mai mult decât reacții, acestea ar fi schimbări sau procese care implică o serie de ele. Acest lucru se datorează faptului că nu este vorba de inversarea unei reacții, ci de multe și instantaneu. De exemplu: descompunerea fructelor.
Pe de altă parte, alte reacții ireversibile pot fi inversate dacă produsele lor reacționează cu alte specii. De asemenea, există reacții care apar într-o „versiune inversă” prin diferite procese sau mecanisme. Cel mai cunoscut exemplu este cel al respirației celulare și al fotosintezei, diferența fiind că acesta din urmă profită de energia solară.
Exemple
Câteva exemple reprezentative de reacții ireversibile vor fi menționate mai jos.
oxidări
Materia când se oxidează face acest lucru în mod ireversibil, cu excepția cazului în care intră în contact cu agenți reducători. Când metalele se oxidează, pe suprafața lor apare un strat de oxid, care atunci când umiditatea și dioxidul de carbon sunt depuse, pe lângă săruri, începe un proces de coroziune.
Oxidul metalic nu se va dezintegra de nicăieri pentru a re-origina metalul și a lăsa gazul de oxigen să scape.
Combustie
Toată materia organică care reacționează puternic cu oxigenul va suferi ardere și oxizi gazoși și cenușă vor fi eliberate din ea. Acești oxizi, în esență , CO 2 , H 2 O, NO 2 și SO 2 , nu va fi niciodată recombină pentru a forma moleculele inițiale. Acesta este cazul materialelor plastice, hidrocarburilor, lemnului, materiei vegetale și animale.
Neutralizarea puternică a bazelor acide
Atunci când un acid și o bază puternică reacționează sau sunt neutralizate, speciile generate nu se recombină din nou pentru a le genera. De exemplu, NaOH și HCl reacționa pentru a produce NaCI și H 2 O, ambele specii foarte stabile:
NaOH + HCl => NaCl + H 2 O
Această reacție este ireversibilă, nu există niciun punct în care s-a verificat că o parte din NaOH sau HCl a fost regenerată. Același lucru este valabil și pentru alte perechi de acizi și baze puternice.
Dizolvarea metalelor
Când metalele se dizolvă în acizi puternici, ei formează o sare, apă și un gaz. De exemplu, cuprul este atacat de acidul azotic pentru a da nitrat de cupru, apă și dioxid de azot:
Cu + 4HNO 3 => Cu (NO 3 ) 2 + 2H 2 O + 2NO 2
Soluția rezultată are o culoare albăstruie, iar particulele de cupru nu vor reapare niciodată, ceea ce indică formarea de cupru metalic.
saponificare
În cele din urmă, avem reacția de saponificare, care este ireversibilă; deși mai multe dintre etapele sale interne sunt reversibile. Săpunurile originare nu vor fi transformate în grăsimile din care provin; nici măcar hidroxidul de potasiu, KOH, o bază atât de puternică, poate fi regenerat prin orice acțiune de echilibru.
Referințe
- Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
- BBC. (2020). Ce sunt schimbările ireversibile? Recuperat de la: bbc.co.uk
- Academia Khan. (2020). Reacții chimice. Recuperat de la: khanacademy.org
- Fapt Monstru. (2020). DK Science: Reacții chimice Recuperat de la: factmonster.com
- Ginesa Blanco. (16 octombrie 2019). Este adevărat că nicio reacție chimică nu este ireversibilă? Tara. Recuperat de la: elpais.com