Tipi di reazioni in termini di direzioni ed esempi di reazioni reversibili come segue:
Reazione reversibile: le reazioni che procedono simultaneamente sia in avanti che all'indietro sono chiamate reazioni reversibili. È rappresentato come ⇋
reagenti ⇋ Prodotti
Spiegazione delle reazioni reversibili e irreversibili ed esempio di reazione reversibile:
Reazione irreversibile:
Qui, se vediamo il grafico della reazione irreversibile, è il seguente. Man mano che la reazione procede, i reagenti iniziano a essere convertiti in prodotti, quindi la concentrazione di reagenti in quell'apparato di reazione ha iniziato a diminuire e ha continuato a diminuire fino a quando non è stata zero tutti i reagenti sono stati consumati durante la reazione. Allo stesso modo all'inizio la concentrazione dei prodotti era zero ma con il passare del tempo la concentrazione dei prodotti continuava ad aumentare fino a raggiungere il livello massimo ottenibile.
Reazione reversibile
Le doppie frecce sono due mezze frecce in direzione opposta. Uno è rivolto in avanti e l'altro è rivolto in direzione opposta. Ciò significa che ci sono due reazioni che hanno luogo in questa miscela di reazione. In una reazione, i reagenti vengono convertiti in prodotti, questa è una reazione diretta. La freccia in basso rappresenta la reazione inversa. In questa reazione i prodotti vengono convertiti in reagenti. Questa è una reazione inversa.
Come vediamo il grafico per reazione reversibile. I reagenti all'inizio erano nelle concentrazioni massime e i prodotti non erano presenti all'inizio perché la reazione è iniziata con i reagenti, quindi la concentrazione dei prodotti all'inizio era zero. Man mano che la reazione procedeva, la concentrazione dei reagenti continuava a diminuire perché venivano convertiti in prodotti. Allo stesso modo si stavano formando prodotti quindi la concentrazione dei prodotti continuava ad aumentare ma dopo qualche tempo la riga di concentrazione dei reagenti si raddrizza non va a zero, analogamente la riga per la concentrazione dei prodotti anche si raddrizza non raggiunge il suo valore massimo possibile , queste due linee diventano parallele tra loro dopo qualche tempo.
Equilibrio o equilibrio dinamico
La velocità di reazione diretta è diventata uguale alla velocità di reazione inversa. Quindi i reagenti vengono convertiti in prodotti e i prodotti vengono ancora convertiti in reagenti, ma entrambi questi processi avvengono alla stessa velocità, ecco perché la concentrazione di reagenti e prodotti non cambia più, ora questa condizione è chiamata equilibrio. Questi si verificano solo in reazione reversibile.
"È la posizione in cui la reazione diretta diventa uguale alla velocità della reazione inversa".
Posizione = concentrazioni di reagenti e prodotti.
Ciò significa la posizione/concentrazione alla quale la velocità di reazione diretta è uguale alla velocità di reazione inversa.
Se la posizione di equilibrio si sposta verso il lato destro (prodotto), significa che la concentrazione di prodotti sta aumentando e la concentrazione di reagenti sta diminuendo. Ciò significa che la reazione diretta sta dominando sulla reazione inversa. Quindi i prodotti si formano a una velocità maggiore rispetto alla formazione dei reagenti. Se la posizione di equilibrio si sposta a sinistra, significa che la concentrazione di reagenti sta aumentando e la concentrazione di prodotti sta diminuendo perché la reazione inversa non sta dominando la reazione diretta.
Fattori che influenzano la posizione di equilibrio:-
Quando si parla di fattori che influenzano la posizione di equilibrio significa che si parla di reazione reversibile. Perché dentro reazioni chimiche l'equilibrio la posizione è raggiunta solo nella reazione reversibile, non esiste un tale concetto per la reazione irreversibile.
Qui dobbiamo analizzare quali fattori potrebbero influenzare la posizione di equilibrio, questi sono gli stessi fattori che effettivamente influenzano la velocità delle reazioni. Quindi fondamentalmente dobbiamo analizzare tutti quei fattori che influenzano la velocità di reazione che influenzano o meno la posizione di equilibrio.
Quindi i fattori influenzano la velocità di reazione come segue.
Concentrazione
“Se la concentrazione dei reagenti aumenta, la posizione di equilibrio si sposta in avanti e la resa dei prodotti aumenta”.
“Se la concentrazione dei prodotti aumenta, la posizione di equilibrio si sposta sul lato opposto e la resa dei prodotti diminuisce”.
“Se la concentrazione dei reagenti viene ridotta, la posizione di equilibrio si sposta verso il rovescio e la resa dei prodotti diminuisce”.
“Se la concentrazione dei prodotti diminuisce, la posizione di equilibrio si sposta in avanti e la resa dei prodotti aumenta”.
Temperatura
Per tutte le reazioni reversibili di reazione diretta è esotermico. La reazione inversa è endotermica. Ma se la reazione diretta è endotermica, la reazione inversa è esotermica.
L'aumento della temperatura favorisce il lato endotermico della reazione e la diminuzione della temperatura favorisce il lato esotermico della reazione.
Pressione
L'aumento della pressione favorisce il lato con moli meno gassose e la diminuzione della pressione favorisce il lato con moli più gassose. Eccone alcuni reversibili esempi di reazione mostrando l'effetto della pressione.
Esempio 1) 2SO2 (g) + O2 (gr ⇋ 2SO3 (g)
Lato prodotto lato reagente
Dobbiamo considerare i gas solo durante la pressione applicando nessun liquido o solido. Qui durante l'analisi i rapporti molari delle variabili dovrebbero essere considerati come numero di moli. Quindi nella reazione sopra, sul lato reagente ci sono due moli di diossido di zolfo e due moli di ossigeno, quindi ci sono 2 + 1 = 3 moli gassose. In moli di prodotto c'è un solo prodotto e ha due moli di anidride solforica presenti nella parte del prodotto. Quindi il lato prodotto ha moli meno gassose rispetto al lato reagente. Quindi abbiamo sempre più prodotti da formare, ma dobbiamo mantenere un'alta pressione.
Nella reazione di cui sopra, un'alta pressione aumenterà la resa del prodotto perché ci sono meno moli gassose sul lato del prodotto e un aumento della pressione favorisce il lato con meno moli gassose.
Esempio 2) N2 (g) + 3H2 (g) ⇋ 3NH2 (g)
Nell'esempio sopra, ci sono 1 + 3 = 4 moli gassose sul lato reagente e ci sono 2 moli gassose in totale sul lato prodotto. Quindi vogliamo aumentare la resa del prodotto quindi vogliamo che siano favoriti questi lati che hanno moli meno gassose. Quindi un'alta pressione aumenterà la resa del prodotto.
Esempio 3) H2 (g) I +2 (g) ⇋2HI (G)
Sul lato reagente dell'esempio 3), ci sono 1 + 1 = 2 moli gassose sul lato reagente e due moli gassose sul lato prodotto, quindi tecnicamente nessuno dei lati ha un numero maggiore o inferiore di moli gassose. Il numero di moli gassose su ciascun lato è esattamente uguale, ciò significa che la posizione di equilibrio non sarà influenzata dalla pressione.
Esempio 4) Ca (S) + 2CH2COOH (Aq) ⇋ (cap3Direttore operativo)2Ca (Aq) + H2 (g)
nel 4) esempio sul lato reagente c'è un solido e un reagente acquoso, non c'è gas sul lato reagente. Qui non dobbiamo valutare solo il numero di moli; dobbiamo valutare solo il numero di moli gassose. Non ci sono moli gassose sul lato reagente, ma c'è un prodotto gassoso sul lato prodotto e se vogliamo aumentare la resa dei prodotti, dobbiamo mantenere la pressione bassa, perché la bassa pressione favorisce il lato con il maggior numero di moli gassose.
- Presenza di un catalizzatore
La velocità delle reazioni aumenta in presenza di un catalizzatore, il catalizzatore è una sostanza che aumenta la velocità di una reazione senza essere modificata chimicamente. Un catalizzatore aumenta la velocità di reazione ma aumenta ugualmente la velocità di reazione sia diretta che inversa. Quindi l'effetto complessivo si annulla, cioè non favorisce alcun lato, la presenza o assenza di un catalizzatore non ha alcun effetto sulla posizione di equilibrio o sulla resa dei prodotti.
Alcuni più reversibili esempi di reazione:
Esempio 5) Concetto di acido e basi di Bronsted-Lowry
Acido= Sostanza (molecola o ione) che dona protone (H+ ioni)
HCl+H2O ⇋ H3O+ + Cl-
Base= Sostanza (molecola o ione) che accetta protoni (H+ ioni)
NH3 + H2O ⇋ NH4+ + OH-
Per saperne di più su 10+ acido-Esempio di reazione di base: spiegazioni dettagliate
Esempio 6) Coppia acido base coniugata
In una reazione acido-base, le coppie di sostanze che differiscono per un protone e che possono essere formate l'una dall'altra per guadagno o perdita di protone sono chiamate coppie acido-base coniugate.
HCN+H2O ⇋ H3O+ + NC-
Esempio 7) Reazione di idrolisi
Sale di acido forte e base debole
NH4Cl+H2O ⇋HCl+NH4OH
Sale di acido debole e base forte
CH3COONa +H2O ⇋ CH3COOH + NaOH
Sale di acido debole e base debole
(NH4)2CO3 + 2H2O ⇋ H2CO3 +2NH4OH
Esempio 8) Effetto ione comune
Il fenomeno in cui il grado di dissociazione degli elettroliti deboli viene soppresso aggiungendo una piccola quantità di elettrolita forte contenente uno ione comune è chiamato effetto ione comune.
CH3COOH(Aq) ⇋ CAP3AMMINISTRATORE DELEGATO-(Aq) + H+(Aq)
Esempio 9) Soluzioni tampone
Tampone acido
CH3COONa ⇋ CH3AMMINISTRATORE DELEGATO- + Na+
Buffer di base
NH4OH ⇋ NH4+ + OH-
Ciao a tutti, sono il dottor Shruti M Ramteke, ho conseguito il dottorato di ricerca. in chimica. Sono appassionato di scrittura e mi piace condividere le mie conoscenze con gli altri. Sentitevi liberi di contattarmi su linkedin