- Karakteristike nepovratnih reakcija
- Opća kemijska jednadžba
- Kemijske promjene
- Stabilni proizvodi i nestabilni reaktanti
- Prividna reverzibilnost
- Primjeri
- oksidacije
- sagorijevanje
- Snažna neutralizacija bazične kiseline
- Rastvaranje metala
- saponifikacija
- Reference
Nepovratna reakcija je onaj koji praktički ne postigne ravnotežu i da, prema tome, svi reaktanti su pretvoreni u proizvodima. Kaže se da se događa u jednom smjeru: slijeva udesno, jer se proizvodi ne mogu rekombinirati da ponovno nastanu reaktanti.
Danas postoji nekoliko teorija i uglova iz kojih se može objasniti nepovratnost kemijske reakcije. Najjednostavniji prikaz je uzimati u obzir koliko su reaktanti nestabilni, postojanost produkata ili ako se stvaraju plinovi ili krute tvari koji izlaze ili se odvajaju od reakcijskog medija.
Nepovratne reakcije vrlo su česte svakodnevno. Ako vidimo promjene u našem okolišu u kojima je potrebno preokrenuti njihove učinke, potrebno je vratiti se unatrag, onda će to sigurno biti ove vrste kemijskih reakcija. Na primjer, kolač se sam po sebi neće vratiti u prvobitno stanje: sastojci.
Međutim, proizvodi nepovratne reakcije mogu proći kroz reakcije koje ih čine reaktivnim. To je slučaj s hrđom, koja kada se tretira s jakim redukcijskim sredstvima, možemo obnoviti metalno željezo sadržano u njima.
Karakteristike nepovratnih reakcija
Priprema kolača ili kolača sastoji se od velikog broja nepovratnih reakcija koje se odvijaju istovremeno. Izvor: Pxhere.
Opća kemijska jednadžba
Svaka nepovratna reakcija može se predstaviti jednostavnom kemijskom jednadžbom, pod pretpostavkom da sudjeluju dvije reaktivne vrste, A i B:
A + B => C + D
A i B nepovratno reagiraju da postanu C i D. Nema mjesta za uspostavljanje ravnoteže. Ono što reagira nije regenerirano, a ono što ne, ostat će višak zbog provođenja same reakcije ili zato što je jedan od reagensa potrošen.
Imajte na umu da stanje agregacije u svakom reaktantu ili proizvodu (krutina, plin ili tekućina) nije specificirano.
Postoje reakcije u kojima se zanemariva količina C i D, zbog svoje kemijske prirode, rekombinira u obnavljanju A i B. Ako se to dogodi u ravnoteži, kaže se da je vrlo daleko desno; odnosno prema stvaranju proizvoda.
Samo u tim slučajevima ne postoji sigurnost koja bi tvrdila da je navodna reakcija nesumnjivo nepovratna. Međutim, takva se situacija obično ne događa redovito u reakcijama koje pokazuju previše izražene promjene.
Kemijske promjene
Nije općenito niti definitivno pravilo, ali nekoliko nepovratnih reakcija generiraju značajne kemijske promjene. Na primjer, visoko egzotermne reakcije smatraju se u osnovi ireverzibilnim, zbog količine energije u obliku topline i svjetlosti koja se oslobađa.
Isto obrazloženje primjenjuje se kad promatramo pojavu plinova, koji bubre u tekućini, ili curi iz pora krutine. Ako taj plin izađe iz reakcijskog medija, tada će biti nemoguće sudjelovati u uspostavljanju ravnoteže; to jest, neće reagirati na regeneriranje nijednog reagensa.
Isto tako, nastajanje krute tvari ili taloga odmah znači da je reakcija nepovratna, jer će samo njena površina i dalje imati kontakt s reakcijskim medijem. A ako ta kruta tvar ima vrlo stabilnu strukturu, mnogo manje će sudjelovati u ravnoteži (osim njene topljivosti), jer će njezine čestice biti zatvorene.
S druge strane, ne možete se uvijek osloniti na promjene boje. Mnoge reakcije u kojima se to vidi zapravo su reverzibilne i prije ili kasnije se promjena promijeni.
Stabilni proizvodi i nestabilni reaktanti
Općenitija karakteristika nepovratnih reakcija je da su dobiveni produkti mnogo stabilniji od reaktanata koji sudjeluju u reakciji. To objašnjava zašto C i D više ne "žele" rekombinirati da bi se regenerirali A i B, jer su potonji nestabilnije vrste.
Navedena stabilnost može se predvidjeti poznavanjem strukture proizvoda, koliko su jake i stabilne nove veze, ili čak pomoću molekularnog mehanizma koji pokazuje uzastopne korake reakcije.
Prividna reverzibilnost
Postoje nepovratne reakcije kojima bi praktički bilo potrebno vrijeme da se reaktanti ponovo okreću. Ili više od reakcija, bile bi to promjene ili procesi koji uključuju niz njih. To je zato što se ne radi o poništavanju jedne reakcije, već o mnogim i odmah. Na primjer: raspadanje plodova.
S druge strane, druge nepovratne reakcije mogu se poništiti ako su proizvodi proizvedeni da reagiraju s drugim vrstama. Isto tako, postoje i reakcije koje se pojavljuju u „obrnutoj verziji“ kroz različite procese ili mehanizme. Najpoznatiji primjer je stanično disanje i fotosinteza, a razlika je u tome što potonje koristi solarnu energiju.
Primjeri
U nastavku će biti navedeni neki reprezentativni primjeri nepovratnih reakcija.
oksidacije
Materija koja se oksidira čini nepovratno osim ako ne dođe u kontakt sa redukcijskim tvarima. Kada metali oksidiraju, na njihovoj se površini pojavljuje sloj oksida, koji kada se taloži vlaga i ugljični dioksid, pored soli, započinje i proces korozije.
Metalni oksid neće se raspasti niotkuda i ponovo će stvoriti metal i pustiti da kisik plin istječe.
sagorijevanje
Sva organska tvar koja snažno reagira s kisikom, bit će izložena izgaranju, a iz nje će se izbaciti plinoviti oksidi i pepeo. Te okside, u biti CO 2, H 2 O, NO 2, i SO 2, se ne spajaju, da stvore početne molekule. To je slučaj s plastikom, ugljikovodicima, drvom, biljnim i životinjskim materijama.
Snažna neutralizacija bazične kiseline
Kada jaka kiselina i baza reagiraju ili se neutraliziraju, generirane vrste se ne ponovno kombiniraju kako bi ih stvorile. Na primjer, NaOH i HCl reagira proizvesti NaCl i H 2 O, obje vrste vrlo stabilan:
NaOH + HCl => NaCl + H 2 O
Ova je reakcija nepovratna, nema točke gdje je provjereno je li dio NaOH ili HCl regeneriran. Isto vrijedi i za ostale parove jakih kiselina i baza.
Rastvaranje metala
Kad se metali otope u jakim kiselinama, tvore sol, vodu i plin. Na primjer, bakar se napada dušičnom kiselinom dajući bakarni nitrat, vodu i dušični dioksid:
Cu + 4HNO 3 => Cu (NO 3) 2 + 2H 2 O + 2NO 2
Dobivena otopina je plavkaste boje, a čestice bakra se nikada neće čarobno pojaviti, što ukazuje na stvaranje metalnog bakra.
saponifikacija
Napokon, imamo reakciju saponifikacije, što je nepovratna; iako je nekoliko njegovih unutarnjih koraka reverzibilno. Sapuni koji potiču neće se pretvoriti natrag u masti iz kojih su došli; čak ni kalijev hidroksid, KOH, tako jaka baza, ne može se obnoviti bilo kakvim ravnotežnim djelovanjem.
Reference
- Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- BBC. (2020). Što su nepovratne promjene? Oporavak od: bbc.co.uk
- Khan Akademija. (2020). Kemijske reakcije. Oporavilo sa: khanacademy.org
- Čudovište činjenica. (2020). DK Znanost: Kemijske reakcije. Oporavilo sa: factmonster.com
- Ginesa Blanco. (16. listopada 2019.). Je li istina da nijedna kemijska reakcija nije nepovratna? Zemlja. Oporavilo od: elpais.com