Vad är en reversibel reaktion?

October 8

En reversibel reaktion är en kemisk reaktion som kan ske i både framåt- och bakåt riktningar, varigenom en blandning av produkter och reaktanter. Blandningen bildar en kemisk jämvikt vid vilka produkter och reaktanter produceras och konsumeras i fasta priser. Olika faktorer såsom koncentrationerna av de olika reagensen, temperaturen, och närvaron eller frånvaron av katalysatorer kan orsaka jämvikten att skifta till förmån för en sida av jämvikt eller det andra. Jämvikten av en reversibel reaktion beror också på en jämviktskonstant kallat "K" i jämviktsekvationer. Denna konstant bestämmer riktningen att en jämvikt kommer att tendera att gynna enligt en given uppsättning betingelser.

Verkligen irreversibla kemiska reaktioner är ganska ovanliga. När en kemisk reaktion resulterar i produkter som har betydligt lägre energi än reaktanterna och därför mycket stabilare än reaktanterna, är det ibland anses oåterkallelig. I verkligheten är dock reaktionen i allmänhet en reversibel reaktion som kraftigt gynnar produkter över reaktanter; i teorin, bör reaktanter fortfarande finnas i mycket små mängder. I vissa reaktioner, kan en av produkterna lämnar reaktionen i form av en gas. När detta inträffar, kan det vara omöjligt för reaktanterna till reformer; sådana reaktioner kan med rätta anses oåterkallelig.

Jämvikts uppnås när förhållandet mellan reaktanter till produkter i en reversibel reaktion stabiliserar kallas dynamisk jämvikt. Det är "dynamisk" eftersom produkter och reaktanter fortfarande produceras och konsumeras, men de gör det med en konstant hastighet som inte ändrar den övergripande produkt reaktant förhållande. När jämvikt har uppnåtts i en reversibel reaktion, kan många olika förändringar i de interna eller externa förhållanden förändrar reaktionen att gynna reaktanter eller produkter. Det är ofta viktigt inom vetenskap och inom industrin att ställa villkor som garanterar en reaktion gynnar produkter i största möjliga utsträckning.

Le Chateliers princip är ett begrepp som används av kemister för att förutsäga den förändring som en given störning av reaktionsbetingelser kommer att ha på en reversibel reaktion jämvikt. Principen säger att om någon aspekt av reaktionsbetingelserna ändras kommer jämvikten för reaktionen skifta att kompensera för förändringen, för att därigenom bilda en ny, annorlunda koncentration. Om, till exempel, kräver en viss reversibel reaktion en hög energiinsats för att fortsätta, kommer en ökning av temperaturen förskjuta reaktionen mot riktningen av produkterna, eftersom värmen kommer att ge energi för reaktionen.