Caractéristiques de réaction réversible et exemples

Ongle réaction réversible Il en est un qui à un moment donné de son cours atteint un état d'équilibre dans lequel les concentrations des réactifs et des produits restent constantes; c'est-à-dire qu'ils ne varient pas, puisque la vitesse à laquelle l'un est consommé est la même avec laquelle l'autre apparaît. On dit aussi qu'un tel état correspond à un équilibre dynamique.

Cependant, l'équilibre pourrait être vu comme une conséquence de la réversibilité d'une réaction chimique; car dans les réactions irréversibles, il est impossible d'établir un équilibre. Pour cela, les produits doivent pouvoir réagir les uns avec les autres, dans des conditions spécifiques de pression et de température, provoquant le retour des réactifs..

Ce qui précède est simplifié à l'extrême en utilisant le symbole à double flèche (avec deux têtes antiparallèles). Quand on le voit dans une équation chimique, cela signifie que la réaction se déroule dans les deux sens: de gauche à droite (formation de produits), et de droite à gauche (formation de réactifs ou de réactifs).

La minorité des réactions chimiques sont réversibles et se retrouvent principalement dans les synthèses organiques et inorganiques. Dans ceux-ci, il est extrêmement important de savoir quelles conditions favorisent l'équilibre pour estimer les quantités de produit pouvant être obtenues..

Index des articles

• 1 Caractéristiques des réactions réversibles
  • 1.1 Équation générale et équilibre
  • 1.2 Principe du Châtelier
  • 1.3 Changements chimiques
  • 1.4 Espèces chimiques
• 2 Exemples de réactions réversibles
  • 2.1 Solution de chlorure de cobalt
  • 2.2 Iodure d'hydrogène
  • 2.3 Hydrolyse
  • 2.4 Solution de chromate-dichromate
  • 2.5 Ammoniac
  • 2.6 Estérification
• 3 Références

Caractéristiques des réactions réversibles

Équation générale et équilibre

Une réaction réversible a l'équation générale suivante, considérant qu'il n'y a que deux réactifs, A et B:

A + B ⇌ C + D

La double flèche indique que A et B réagissent pour produire C et D, mais aussi C et D peuvent réagir l'un avec l'autre pour régénérer les réactifs; c'est-à-dire que la réaction dans la direction opposée, de droite à gauche, a lieu.

La réaction directe produit des produits, tandis que l'inverse est réactif. Si l'un est exothermique, l'autre doit logiquement être endothermique, et les deux se produisent spontanément; mais pas forcément à la même vitesse.

Par exemple, A et B peuvent être plus petits ou instables que C et D; et que par conséquent, ils sont consommés plus rapidement que C et D peuvent les régénérer.

Si les produits C et D réagissent à peine les uns avec les autres, alors il y aura une plus grande accumulation de produits que de réactifs. Cela signifie que lorsque l'équilibre chimique est atteint, nous aurons des concentrations plus élevées de C et D que de A ou B, que leurs concentrations ne varient pas ou non..

On dit alors que l'équilibre est déplacé vers la gauche, où il y aura plus de produits que de réactifs.

Principe du Châtelier

Une réaction réversible se caractérise en se déroulant dans les deux sens dans une équation chimique, en atteignant un point d'équilibre, et en répondant à des changements ou influences externes suivant le principe du Châtelier.

En fait, grâce à ce principe, les observations de Berthollet en 1803, lorsqu'il reconnut des cristaux de Na, pouvaient être expliquées._deuxCO₃ dans un lac de sable situé en Egypte. La réaction de double déplacement serait:

N / A_deuxCO₃(ac) + CaCl_deux(ac)  ⇌ NaCl (aq) + CaCO₃(ac)

Pour que la réaction inverse ait lieu, il doit y avoir un excès de NaCl, et ainsi l'équilibre se déplacerait vers la droite: vers la formation de Na_deuxCO₃.

Cette caractéristique est d'une grande importance car, de la même manière, des pressions ou des températures sont manipulées pour favoriser le sens de la réaction engendrée par l'espèce d'intérêt..

Modifications chimiques

Les changements chimiques pour les réactions réversibles ont tendance à être moins évidents que ceux observés pour les réactions irréversibles. Cependant, il existe des réactions, en particulier celles impliquant des complexes métalliques, dans lesquelles nous voyons des changements de couleur dépendant de la température..

Espèces chimiques

Tout type de composé peut être impliqué dans une réaction réversible. On a vu que deux sels sont capables d'établir un équilibre, Na_deuxCO₃ et CaCl_deux. La même chose se produit entre les complexes métalliques ou les molécules. En fait, une grande partie des réactions réversibles sont dues à des molécules avec des liaisons spécifiques qui se cassent et se régénèrent encore et encore..

Exemples de réactions réversibles

Solution de chlorure de cobalt

Une solution de chlorure de cobalt, CoCl_deux, dans l'eau, il le tache de rose, en raison de la formation d'un complexe aqueux. Lorsque cette solution est chauffée, la couleur vire au bleu, donnant la réaction réversible suivante:

[Co (H_deuxOU ALORS)₆]^deux+(ac) (rose) + 4Cl^-(ac) + Q ⇌ CoCl₄^deux-(ac) (bleu) + 6H_deuxO (l)

Où Q est la chaleur fournie. Cette chaleur déshydrate le complexe, mais à mesure que la solution refroidit, ou si de l'eau est ajoutée, elle retrouvera sa couleur rose d'origine..

Iodure d'hydrogène

La réaction réversible suivante est peut-être la plus classique dans l'introduction du concept d'équilibre chimique:

H_deux(g) + I_deux(s) ⇌ 2HI (g)

Notez que la réaction parvient à établir un équilibre même lorsque l'iode est à l'état solide. Toutes les espèces sont moléculaires: H-H, I-I et H-I.

Hydrolyse

Les hydrolyses sont des exemples très représentatifs de réactions réversibles. Parmi les plus simples, nous avons celui qui subit un acide ou une base conjuguée. Hydrolyse de l'ion ammonium, NH₄⁺, et l'ion carbonate, CO₃^deux-, sont les suivants:

NH₄⁺(ac) + H_deuxO (l) ⇌ NH₃(g) + OH^-

CO₃^deux-(ac) + H_deuxO (l) ⇌ HCO₃^-(ac) + OH^-

Si nous ajoutons une base qui apporte des ions OH^- au milieu, nous décalerons les deux soldes vers la gauche.

Solution de chromate-dichromate

Très similaire au premier exemple, une solution de chromate subit un changement de couleur mais en raison de variations de température mais pas de pH. La réaction réversible est:

2CrO₄^deux-(ac) (jaune) + 2H₃OU ALORS⁺(ac) ⇌ Cr_deuxOU ALORS₇^deux-(ac) (orange) + 3H_deuxO (l)

Donc, si pour une solution de CrO jaune₄^deux- s'il est acidifié avec un acide, sa couleur deviendra immédiatement orange. Et si elle est ensuite alcalinisée ou si de l'eau abondante est ajoutée, l'équilibre se déplacera vers la droite, la couleur jaune réapparaît et le Cr est consommé._deuxOU ALORS₇^deux-.

Ammoniac

La synthèse de l'ammoniac, NH₃, Il s'agit d'une réaction réversible ajustée pour que l'azote gazeux, espèce très inerte, réagisse:

N_deux(g) + 3H_deux(s) ⇌ 2NH₃(g)

Estérification

Et enfin, un exemple de chimie organique est mentionné: l'estérification. Cela consiste à obtenir un ester à partir d'un acide carboxylique et d'un alcool en milieu acide fort. La réaction réversible est:

RCOOH + R'OH ⇌ RCOOR '+ H_deuxOU ALORS

Les références

1. Whitten, Davis, Peck et Stanley. (2008). Chimie. (8e éd.). Apprentissage CENGAGE.
2. Walter J. Moore. (1963). Chimie physique. En cinétique chimique. Quatrième édition, Longmans.
3. Ira N. Levine. (2009). Principes de physicochimie. Sixième édition, pp. 479-540. Mc Graw Hill.
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5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (19 août 2019). Définition et exemples de réactions réversibles. Récupéré de: thinkco.com
6. Binod Shrestha. (05 juin 2019). Réactions réversibles et irréversibles. Chimie LibreTexts. Récupéré de: chem.libretexts.org
7. David Wood. (2020). Réactions chimiques réversibles: définition et exemples. Étude. Récupéré de: study.com