Irreversible Reaktionseigenschaften und Beispiele

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Robert Johnston

EIN irreversible Reaktion Es ist eines, das praktisch nicht den Gleichgewichtszustand erreicht und daher alle Reaktanten in Produkte umgewandelt hat. Es soll nur in einer Richtung auftreten: von links nach rechts, da die Produkte nicht rekombinieren können, um die Reaktanten wieder zu erzeugen.

Heute gibt es verschiedene Theorien und Blickwinkel, aus denen die Irreversibilität einer chemischen Reaktion erklärt werden kann. Die einfachste Vision besteht darin, zu berücksichtigen, wie instabil die Reaktanten sind, wie stabil die Produkte sind oder ob Gase oder Feststoffe gebildet werden, die aus dem Reaktionsmedium entweichen oder sich von diesem trennen..

Irreversible Reaktionen sind im Alltag sehr häufig. Wenn wir Veränderungen in unserer Umwelt sehen, in denen wir ihre Auswirkungen umkehren müssen, ist es notwendig, in die Vergangenheit zu reisen, dann werden es sicherlich diese Arten chemischer Reaktionen sein. Zum Beispiel kehrt ein Kuchen selbst nicht in seinen Ausgangszustand zurück: die Zutaten.

Die Produkte einer irreversiblen Reaktion können jedoch Reaktionen eingehen, die sie reaktiv machen. Dies ist der Fall bei Rost, der mit starken Reduktionsmitteln behandelt das in ihnen enthaltene metallische Eisen zurückgewinnen kann..

Artikelverzeichnis

  • 1 Eigenschaften irreversibler Reaktionen
    • 1.1 Allgemeine chemische Gleichung
    • 1.2 Chemische Veränderungen
    • 1.3 Stabile Produkte und instabile Reaktanten
    • 1.4 Offensichtliche Reversibilität
  • 2 Beispiele
    • 2.1 Oxidationen
    • 2.2 Verbrennung
    • 2.3 Starke Säure-Base-Neutralisation
    • 2.4 Auflösung von Metallen
    • 2.5 Verseifung
  • 3 Referenzen

Eigenschaften irreversibler Reaktionen

Die Herstellung eines Kuchens oder einer Torte umfasst eine große Anzahl irreversibler Reaktionen, die gleichzeitig stattfinden. Quelle: Pxhere.

Allgemeine chemische Gleichung

Jede irreversible Reaktion kann durch eine einfache chemische Gleichung dargestellt werden, vorausgesetzt, zwei reaktive Spezies, A und B, sind beteiligt:

A + B => C + D.

A und B reagieren irreversibel zu C und D. Es ist kein Raum für die Herstellung eines Gleichgewichts vorhanden. Was reagiert wird, wird nicht regeneriert und was nicht, bleibt aufgrund der Durchführung der Reaktion selbst oder weil eines der Reagenzien verbraucht wurde, als Überschuss zurück..

Es ist zu beachten, dass der Aggregatzustand in jedem Reaktanten oder Produkt (fest, gasförmig oder flüssig) nicht angegeben ist..

Es gibt Reaktionen, bei denen eine vernachlässigbare Menge an C und D aufgrund ihrer chemischen Natur rekombiniert, um A und B zu regenerieren. Wenn dies im Gleichgewicht geschieht, wird gesagt, dass es sehr weit rechts ist; das heißt, zur Bildung von Produkten.

Nur in diesen Fällen besteht die Gewissheit, dass eine vermeintliche Reaktion zweifellos irreversibel ist. Eine solche Situation tritt jedoch normalerweise nicht regelmäßig bei Reaktionen auf, die zu deutliche Veränderungen aufweisen..

Chemische Veränderungen

Es ist keine allgemeine oder endgültige Regel, aber einige der irreversiblen Reaktionen erzeugen bemerkenswerte chemische Veränderungen. Beispielsweise werden stark exotherme Reaktionen aufgrund der Energiemenge in Form von Wärme und Licht, die freigesetzt wird, als im Wesentlichen irreversibel angesehen..

Die gleiche Überlegung gilt, wenn wir das Auftreten eines Gases beobachten, das entweder in der Flüssigkeit sprudelt oder aus den Poren eines Feststoffs sickert. Wenn dieses Gas aus dem Reaktionsmedium entweicht, kann es nicht an der Herstellung des Gleichgewichts teilnehmen. Das heißt, es reagiert nicht, um eines der Reagenzien zu regenerieren.

Ebenso bedeutet die Bildung eines Feststoffs oder Niederschlags sofort, dass die Reaktion irreversibel ist, da nur noch seine Oberfläche Kontakt mit dem Reaktionsmedium hat. Und wenn dieser Feststoff eine sehr stabile Struktur hat, wird er viel weniger an einem Gleichgewicht (außer seiner Löslichkeit) teilnehmen, da seine Partikel eingeschlossen sind.

Andererseits können Sie sich nicht immer auf Farbänderungen verlassen. Viele Reaktionen, bei denen diese geschätzt werden, sind tatsächlich reversibel, und früher oder später wird die Änderung umgekehrt.

Stabile Produkte und instabile Reaktanten

Ein allgemeineres Merkmal irreversibler Reaktionen ist, dass die gebildeten Produkte viel stabiler sind als die an der Reaktion beteiligten Reaktanten. Dies erklärt, warum C und D sich nicht mehr "rekombinieren" wollen, um A und B zu regenerieren, da letztere instabilere Spezies sind..

Diese Stabilität kann vorhergesagt werden, indem man die Strukturen der Produkte kennt, wie stark und stabil die neuen Bindungen sind, oder sogar mittels eines molekularen Mechanismus, der die aufeinanderfolgenden Schritte einer Reaktion zeigt..

Offensichtliche Reversibilität

Es gibt irreversible Reaktionen, bei denen es praktisch einige Zeit dauern würde, bis sich die Reaktanten wieder bilden. Oder mehr als Reaktionen, es wären Veränderungen oder Prozesse, an denen eine Reihe von Reaktionen beteiligt sind. Dies liegt daran, dass es nicht darum geht, eine Reaktion umzukehren, sondern viele und sofort. Zum Beispiel: Zersetzung von Früchten.

Andere irreversible Reaktionen können dagegen umgekehrt werden, wenn ihre Produkte mit anderen Spezies reagieren. Ebenso gibt es Reaktionen, die in einer "umgekehrten Version" durch verschiedene Prozesse oder Mechanismen auftreten. Das bekannteste Beispiel ist die Zellatmung und Photosynthese, mit dem Unterschied, dass letztere die Sonnenenergie nutzen.

Beispiele

Einige repräsentative Beispiele für irreversible Reaktionen werden nachstehend erwähnt..

Oxidationen

Wenn Materie oxidiert, geschieht dies irreversibel, es sei denn, sie kommt mit Reduktionsmitteln in Kontakt. Wenn Metalle oxidieren, erscheint auf ihrer Oberfläche eine Oxidschicht, die, wenn sich neben Salzen auch Feuchtigkeit und Kohlendioxid ablagern, einen Korrosionsprozess auslöst.

Das Metalloxid zerfällt nicht aus dem Nichts, um das Metall wieder zu erzeugen und den gasförmigen Sauerstoff entweichen zu lassen.

Verbrennung

Alle organischen Stoffe, die heftig mit Sauerstoff reagieren, werden verbrannt und gasförmige Oxide und Asche werden daraus freigesetzt. Diese Oxide, im wesentlichen COzwei, H.zweiODER NICHTzwei Und sozwei, Sie werden niemals rekombinieren, um die ursprünglichen Moleküle zu bilden. Dies ist der Fall bei Kunststoffen, Kohlenwasserstoffen, Holz, pflanzlichen und tierischen Stoffen.

Starke Säure-Base-Neutralisation

Wenn eine starke Säure und eine starke Base reagieren oder neutralisiert werden, rekombinieren die erzeugten Spezies nicht erneut, um sie zu erzeugen. Zum Beispiel reagieren NaOH und HCl unter Bildung von NaCl und H.zweiOder beide sehr stabile Arten:

NaOH + HCl => NaCl + H.zweiODER

Diese Reaktion ist irreversibel. Es gibt keinen Punkt, an dem nachgewiesen wurde, dass ein Teil der NaOH oder HCl regeneriert wurde. Gleiches gilt für andere Paare starker Säuren und Basen.

Auflösung von Metallen

Wenn sich Metalle in starken Säuren lösen, bilden sie ein Salz, Wasser und ein Gas. Beispielsweise wird Kupfer von Salpetersäure angegriffen, um Kupfernitrat, Wasser und Stickstoffdioxid zu ergeben:

Cu + 4HNO3 => Cu (NO3)zwei + 2HzweiO + 2NOzwei

Die resultierende Lösung hat eine bläuliche Farbe und kupferfarbene Partikel treten niemals auf magische Weise wieder auf, was auf die Bildung von metallischem Kupfer hinweist..

Verseifung

Schließlich haben wir die Verseifungsreaktion, die irreversibel ist; obwohl einige seiner internen Schritte reversibel sind. Die entstehenden Seifen werden nicht wieder in die Fette umgewandelt, aus denen sie stammen. Nicht einmal Kaliumhydroxid, KOH, eine so starke Base, kann sich durch Einwirkung eines Gleichgewichts regenerieren.

Verweise

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8. Aufl.). CENGAGE Lernen.
  2. BBC. (2020). Was sind irreversible Veränderungen? Wiederhergestellt von: bbc.co.uk.
  3. Khan Akademie. (2020). Chemische Reaktionen. Wiederhergestellt von: khanacademy.org
  4. Fakt Monster. (2020). DK Science: Chemische Reaktionen. Wiederhergestellt von: factmonster.com
  5. Ginesa Blanco. (16. Oktober 2019). Stimmt es, dass keine chemische Reaktion irreversibel ist? Das Land. Wiederhergestellt von: elpais.com

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