UN reazione irreversibile È uno che virtualmente non raggiunge lo stato di equilibrio e che, quindi, tutti i reagenti sono stati trasformati in prodotti. Si dice che avvenga in una sola direzione: da sinistra a destra, poiché i prodotti non possono ricombinarsi per ri-originare i reagenti.
Oggi ci sono diverse teorie e angoli da cui si può spiegare l'irreversibilità di una reazione chimica. La visione più semplice è prendere in considerazione quanto siano instabili i reagenti, la stabilità dei prodotti o se si formano gas o solidi che fuoriescono o si separano dal mezzo di reazione..
Le reazioni irreversibili sono molto comuni nella quotidianità. Se vediamo cambiamenti nel nostro ambiente in cui per invertire i loro effetti è necessario tornare indietro nel tempo, allora sicuramente saranno questi tipi di reazioni chimiche. Ad esempio, una torta da sola non tornerà al suo stato iniziale: gli ingredienti.
Tuttavia, i prodotti di una reazione irreversibile possono subire reazioni che li rendono reattivi. È il caso della ruggine, che, trattata con forti agenti riducenti, sarà in grado di recuperare il ferro metallico in essa contenuto..
Indice articolo
Qualsiasi reazione irreversibile può essere rappresentata da una semplice equazione chimica, assumendo che due specie reattive, A e B, partecipino:
A + B => C + D
A e B reagiscono irreversibilmente per diventare C e D. Non c'è spazio per stabilire un equilibrio. Ciò che ha reagito non si rigenera, e ciò che non lo fa, rimarrà in eccesso a causa dell'andamento della reazione stessa, o perché uno dei reagenti è stato consumato..
Si noti che lo stato di aggregazione in ogni reagente o prodotto (solido, gas o liquido) non è specificato..
Ci sono reazioni in cui una quantità trascurabile di C e D, per la loro natura chimica, si ricombina per rigenerare A e B. Se questo avviene all'equilibrio, si dice che è molto lontano a destra; cioè verso la formazione dei prodotti.
Solo in questi casi c'è la certezza di affermare che una presunta reazione è indubbiamente irreversibile. Tuttavia, una tale situazione di solito non si verifica regolarmente nelle reazioni che mostrano cambiamenti troppo marcati..
Non è una regola generale o definitiva, ma molte delle reazioni irreversibili generano notevoli cambiamenti chimici. Ad esempio, le reazioni altamente esotermiche sono considerate essenzialmente irreversibili, a causa della quantità di energia sotto forma di calore e luce che viene rilasciata..
Lo stesso ragionamento si applica quando osserviamo l'aspetto di un gas, che ribolle nel liquido o fuoriesce dai pori di un solido. Se questo gas fuoriesce dal mezzo di reazione, gli sarà impossibile partecipare alla creazione dell'equilibrio; cioè, non reagirà per rigenerare nessuno dei reagenti.
Allo stesso modo, la formazione di un solido o precipitato significa immediatamente che la reazione è irreversibile, poiché solo la sua superficie sarà ancora a contatto con il mezzo di reazione. E se questo solido ha una struttura molto stabile, molto meno parteciperà a un equilibrio (oltre alla sua solubilità), poiché le sue particelle saranno confinate.
D'altra parte, non puoi sempre fare affidamento sui cambi di colore. Molte reazioni laddove queste sono apprezzate sono effettivamente reversibili e prima o poi il cambiamento viene invertito.
Una caratteristica più generale delle reazioni irreversibili è che i prodotti formati sono molto più stabili dei reagenti che partecipano alla reazione. Questo spiega perché C e D non "vogliono" più ricombinarsi per rigenerare A e B, poiché queste ultime sono specie più instabili..
Detta stabilità può essere prevista conoscendo le strutture dei prodotti, quanto sono forti e stabili i nuovi legami, o anche mediante un meccanismo molecolare che mostra le fasi consecutive di una reazione..
Ci sono reazioni irreversibili che richiederebbero praticamente del tempo per tornare indietro perché i reagenti si riformino. O più che reazioni, sarebbero cambiamenti o processi che ne coinvolgono una serie. Questo perché non si tratta di invertire una reazione, ma molte e istantaneamente. Ad esempio: decomposizione dei frutti.
Altre reazioni irreversibili, d'altra parte, possono essere invertite se i loro prodotti vengono fatti reagire con altre specie. Allo stesso modo, ci sono reazioni che avvengono in una "versione inversa" attraverso diversi processi o meccanismi. L'esempio più noto è quello della respirazione cellulare e della fotosintesi, con la differenza che quest'ultima sfrutta l'energia solare.
Di seguito verranno menzionati alcuni esempi rappresentativi di reazioni irreversibili..
Quando la materia si ossida, lo fa in modo irreversibile a meno che non venga a contatto con agenti riducenti. Quando i metalli si ossidano, sulla loro superficie appare uno strato di ossido, che quando si depositano umidità e anidride carbonica, oltre ai sali, inizia un processo di corrosione.
L'ossido di metallo non si disintegrerà dal nulla per ri-originare il metallo e lasciare che l'ossigeno gassoso fuoriesca.
Tutta la materia organica che reagisce vigorosamente con l'ossigeno sarà sottoposta a combustione e da essa verranno rilasciati ossidi gassosi e ceneri. Questi ossidi, essenzialmente CODue, HDueO NODue E cosìDue, non si ricombineranno mai per formare le molecole iniziali. È il caso della plastica, degli idrocarburi, del legno, delle piante e degli animali.
Quando un acido forte e una base forte reagiscono o vengono neutralizzati, le specie generate non si ricombinano nuovamente per generarle. Ad esempio, NaOH e HCl reagiscono per produrre NaCl e H.DueOppure, entrambe le specie molto stabili:
NaOH + HCl => NaCl + HDueO
Questa reazione è irreversibile, non c'è punto in cui sia stato verificato che parte di NaOH o HCl è stata rigenerata. Lo stesso vale per altre coppie di acidi e basi forti.
Quando i metalli si dissolvono in acidi forti, formano un sale, acqua e un gas. Ad esempio, il rame viene attaccato dall'acido nitrico per dare nitrato di rame, acqua e biossido di azoto:
Cu + 4HNO3 => Cu (NO3)Due + 2HDueO + 2NODue
La soluzione risultante ha un colore bluastro e particelle ramate non riappariranno mai magicamente, indicando la formazione di rame metallico..
Infine, abbiamo la reazione di saponificazione, che è irreversibile; sebbene molti dei suoi passaggi interni siano reversibili. I saponi che hanno origine non verranno riconvertiti nei grassi da cui provengono; neppure l'idrossido di potassio, KOH, una base così forte, sarà in grado di rigenerarsi per azione di qualsiasi equilibrio.
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.