- Neatgriezenisku reakciju raksturojums
- Vispārīgais ķīmiskais vienādojums
- Ķīmiskās izmaiņas
- Stabili produkti un nestabili reaģenti
- Acīm redzamība
- Piemēri
- Oksidācijas
- Sadegšana
- Spēcīgas skābes bāzes neitralizācija
- Metālu izšķīšana
- Pārziepjošana
- Atsauces
Neatgriezeniska reakcija ir viens, ka praktiski nesasniedz līdzsvaru, un tāpēc visi reaģenti ir pārveidoti produktos. Tiek apgalvots, ka tas notiek tikai vienā virzienā: no kreisās uz labo pusi, jo produkti nevar rekombinēties, lai no jauna izveidotu reaģenti.
Mūsdienās ir vairākas teorijas un leņķi, no kuriem var izskaidrot ķīmiskās reakcijas neatgriezeniskumu. Vienkāršākais viedoklis ir ņemt vērā reaģentu nestabilitāti, produktu stabilitāti vai to, vai veidojas gāzes vai cietās vielas, kas izplūst vai atdalās no reakcijas vides.
Neatgriezeniskas reakcijas ir ļoti izplatītas katru dienu. Ja mēs redzam izmaiņas savā vidē, kurās jāmaina to ietekme, ir nepieciešams atgriezties laikā, tad tas noteikti būs šie ķīmisko reakciju veidi. Piemēram, kūka pati par sevi neatgriezīsies sākotnējā stāvoklī: sastāvdaļas.
Tomēr neatgriezeniskas reakcijas produkti var tikt pakļauti reakcijām, kas padara tos reaģējošus. Tas ir rūsas gadījums, kuru apstrādājot ar spēcīgiem reducētājiem, mēs varam atgūt tajos esošo metālisko dzelzi.
Neatgriezenisku reakciju raksturojums
Kūkas vai pīrāga pagatavošana ietver lielu skaitu neatgriezenisku reakciju, kas notiek vienlaikus. Avots: Pxhere.
Vispārīgais ķīmiskais vienādojums
Jebkuru neatgriezenisku reakciju var attēlot ar vienkāršu ķīmisku vienādojumu, pieņemot, ka piedalās divas reaģējošas sugas - A un B:
A + B => C + D
A un B neatgriezeniski reaģē, kļūstot par C un D. Nav iespējams izveidot līdzsvaru. Tas, kas reaģēja, nav reģenerēts, bet kas nav - paliks kā pārpalikums pašas reakcijas veikšanas dēļ vai tāpēc, ka viens no reaģentiem ir patērēts.
Ņemiet vērā, ka katra reaģenta vai produkta (cietas, gāzes vai šķidruma) agregācijas stāvoklis nav norādīts.
Pastāv reakcijas, kurās nenozīmīgs C un D daudzums to ķīmiskās īpašības dēļ rekombinējas, lai reģenerētu A un B. Ja tas notiek līdzsvara stāvoklī, tiek teikts, ka tas ir ļoti tālu pa labi; tas ir, uz produktu veidošanos.
Tikai šajos gadījumos nav pārliecības par apgalvojumu, ka domājamā reakcija neapšaubāmi ir neatgriezeniska. Tomēr šāda situācija parasti nenotiek regulāri, ja notiek pārāk izteiktas izmaiņas.
Ķīmiskās izmaiņas
Tas nav nedz vispārējs, nedz galīgs noteikums, bet vairākas neatgriezeniskas reakcijas rada ievērojamas ķīmiskas izmaiņas. Piemēram, ļoti eksotermiskas reakcijas tiek uzskatītas par būtībā neatgriezeniskām, pateicoties izdalītā enerģijas daudzumam siltuma un gaismas veidā.
Tāda pati argumentācija ir piemērojama, ja novērojam gāzes parādīšanos - burbuļojot šķidrumā vai izplūstot no cietās vielas porām. Ja šī gāze izplūst no reakcijas barotnes, tā nevarēs piedalīties līdzsvara izveidē; tas ir, tas nereaģēs, atjaunojot kādu no reaģentiem.
Tāpat cietas vielas vai nogulsnes veidošanās uzreiz nozīmē, ka reakcija ir neatgriezeniska, jo tikai tās virsma joprojām būs kontaktā ar reakcijas vidi. Un, ja šai cietajai vielai ir ļoti stabila struktūra, daudz mazāk tā piedalīsies līdzsvarā (izņemot tā šķīdību), jo tā daļiņas būs ierobežotas.
No otras puses, jūs ne vienmēr varat paļauties uz krāsas izmaiņām. Daudzas reakcijas, kur tās redzamas, patiesībā ir atgriezeniskas, un agrāk vai vēlāk izmaiņas tiek mainītas.
Stabili produkti un nestabili reaģenti
Neatgriezenisku reakciju vispārīgāks raksturojums ir tas, ka veidojušies produkti ir daudz stabilāki nekā reaģenti, kas piedalās reakcijā. Tas izskaidro, kāpēc C un D vairs "nevēlas" rekombinēt A un B reģenerāciju, jo pēdējās ir nestabilākas sugas.
Minēto stabilitāti var paredzēt, zinot produktu struktūras, to, cik stipras un stabilas ir jaunās saites, vai pat izmantojot molekulāro mehānismu, kas parāda secīgas reakcijas soļus.
Acīm redzamība
Pastāv neatgriezeniskas reakcijas, kurām praktiski būtu nepieciešams laiks, lai reaģenti atkal veidotos. Vai arī vairāk nekā reakcijas, tās būtu izmaiņas vai procesi, kas ietver virkni no tiem. Tas notiek tāpēc, ka nav runa par vienas reakcijas apgriezšanu, bet daudzām un uzreiz. Piemēram: augļu sadalīšanās.
No otras puses, citas neatgriezeniskas reakcijas var tikt mainītas, ja to produkti ir sagatavoti, lai reaģētu ar citām sugām. Tāpat ir reakcijas, kas notiek "apgrieztā versijā", izmantojot dažādus procesus vai mehānismus. Vispazīstamākais piemērs ir šūnu elpošana un fotosintēze, atšķirība ir tā, ka pēdējās izmanto saules enerģiju.
Piemēri
Turpmāk tiks minēti daži reprezentatīvi neatgriezeniskas reakcijas piemēri.
Oksidācijas
Ja oksidējas, tas notiek neatgriezeniski, ja vien tas nav saskarē ar reducējošām vielām. Kad metāli oksidējas, uz to virsmas parādās oksīda slānis, kas, nogulsnējoties mitrumam un oglekļa dioksīdam, papildus sāļiem sāk korozijas procesu.
Metāla oksīds neizklīst no nekurienes, lai atkārtoti radītu metālu un atbrīvotu skābekļa gāzi.
Sadegšana
Visas organiskās vielas, kas enerģiski reaģē ar skābekli, tiks sadedzinātas, un no tā izdalīsies gāzveida oksīdi un pelni. Šie oksīdi, galvenokārt CO 2 , H 2 O, NO 2 un SO 2 , nekad netiks rekombinēti, veidojot sākotnējās molekulas. Tas attiecas uz plastmasu, ogļūdeņražiem, koksni, augu un dzīvnieku vielām.
Spēcīgas skābes bāzes neitralizācija
Kad spēcīga skābe un bāze reaģē vai tiek neitralizēta, radītās sugas atkal nerekombinējas, lai tās ģenerētu. Piemēram, NaOH un HCl reaģē, iegūstot NaCl un H 2 O, kas ir ļoti stabilas sugas:
NaOH + HCl => NaCl + H 2 O
Šī reakcija ir neatgriezeniska, nav vietas, kur būtu pārbaudīts, vai daļa NaOH vai HCl ir reģenerēta. Tas pats attiecas uz citiem spēcīgu skābju un bāzu pāriem.
Metālu izšķīšana
Kad metāli izšķīst spēcīgās skābēs, tie veido sāli, ūdeni un gāzi. Piemēram, varš ir uzbrucis ar slāpekļskābi, lai iegūtu vara nitrātu, ūdeni un slāpekļa dioksīdu:
Cu + 4HNO 3 => Cu (NO 3 ) 2 + 2H 2 O + 2NO 2
Iegūtais šķīdums ir zilganā krāsā, un vara daļiņas nekad maģiski neparādīsies, norādot uz metāliska vara veidošanos.
Pārziepjošana
Visbeidzot, mums ir pārziepjošanas reakcija, kas ir neatgriezeniska; kaut arī vairāki tā iekšējie soļi ir atgriezeniski. Izcelsmes ziepes netiks pārveidotas par taukiem, no kuriem tie iegūti; pat ne kālija hidroksīds, tik spēcīgu bāzi KOH var reģenerēt ar jebkādu līdzsvara iedarbību.
Atsauces
- Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
- BBC. (2020). Kādas ir neatgriezeniskas izmaiņas? Atgūts no: bbc.co.uk
- Hanas akadēmija. (2020). Ķīmiskās reakcijas. Atgūts no: khanacademy.org
- Faktu briesmonis. (2020). DK zinātne: ķīmiskās reakcijas. Atgūts no: factmonster.com
- Ginesa Blanco. (2019. gada 16. oktobris). Vai tā ir taisnība, ka neviena ķīmiska reakcija nav neatgriezeniska? Valsts. Atgūts no: elpais.com