Vad är en vändbar reaktion?

En reversibel reaktion är en kemisk reaktion där det reaktanter form Produkter att i sin tur reagerar tillsammans för att ge reaktanterna tillbaka. Vändbara reaktioner når en jämviktspunkt där koncentrationerna av reaktanterna och produkterna inte längre kommer att förändras.

En reversibel reaktion betecknas med en dubbel pil som pekar båda riktningarna i en kemisk ekvation. Till exempel skulle ett tvåreagens, två produktekvationer skrivas som

A + B ⇆ C + D

Dubbelriktad harpun eller dubbelpilar (⇆) bör användas för att indikera reversibla reaktioner med den dubbelsidiga pilen (↔) reserverad för resonansstrukturer, men online kommer du troligtvis att träffa pilar i ekvationer, helt enkelt för att det är lättare att göra koda. När du skriver på papper är rätt form att använda noten om harpun eller dubbel pil.

Svaga syror och baser kan genomgå reversibla reaktioner. Till exempel reagerar kolsyra och vatten på detta sätt:

H₂CO_{3 (l)} + H₂O_(L) ⇌ HCO⁻_{3 (aq)} + H₃O⁺_(Aq)

Ett annat exempel på en reversibel reaktion är:

N₂O₄ ⇆ 2 NO₂

Två kemiska reaktioner inträffar samtidigt:

N₂O₄ → 2 NO₂

2 NO₂ → N₂O₄

Vändbara reaktioner förekommer inte nödvändigtvis i samma takt i båda riktningarna, men de leder till jämviktstillstånd. Om dynamisk jämvikt inträffar bildas produkten från en reaktion i samma takt som den används för omvänd reaktion. Jämviktskonstanter beräknas eller tillhandahålls för att bestämma hur mycket reaktant och produkt som bildas.

Jämvikten för en reversibel reaktion beror på de initiala koncentrationerna av reaktanterna och produkterna och jämviktskonstanten, K.

De flesta reaktioner som uppstått inom kemi är irreversibla reaktioner (eller reversibla, men med mycket lite produkt som omvandlas tillbaka till reaktant). Om du till exempel förbränner en träbit med förbränningsreaktionen ser du aldrig askan spontant skapa nytt trä, eller hur? Ändå är vissa reaktioner omvända. Hur fungerar detta?

Svaret har att göra med energiproduktionen från varje reaktion och den som krävs för att den ska kunna inträffa. I en reversibel reaktion kolliderar reagerande molekyler i ett slutet system med varandra och använder energin för att bryta kemiska bindningar och bilda nya produkter. Tillräckligt med energi finns i systemet för att samma process ska inträffa med produkterna. Obligationer bryts och nya bildas, vilket råkar leda till de initiala reaktanterna.

Vid en tidpunkt trodde forskare att alla kemiska reaktioner var irreversibla reaktioner. År 1803 föreslog Berthollet idén om en reversibel reaktion efter att ha observerat bildningen av natriumkarbonatkristaller på kanten av en salt sjö i Egypten. Berthollet trodde att överskott av salt i sjön pressade bildningen av natriumkarbonat, som sedan kunde reagera igen för att bilda natriumklorid och kalciumkarbonat:

2NaCl + CaCO₃ ⇆ Na₂CO₃ + CaCl₂

Waage och Guldberg kvantifierade Berthollets iakttagelse med lagen om massaktioner som de föreslog 1864.