Reakcja odwracalna

Poglądowe krzywe kinetyczne tworzenia i rozkładu związku AB; xrułamek molowy AB w stanie równowagi chemicznej

Reakcja odwracalnareakcja złożona, która w szerokim zakresie parametrów zewnętrznych (np. ciśnienie, temperatura, stężenia reagentów) może równocześnie zachodzić w dwóch przeciwnych kierunkach, zgodnie z tym samym równaniem[1][2], przy czym szybkości obu reakcji prostych (cząstkowych, elementarnych, izolowanych) są różne i zmieniają się w czasie wraz ze zmianami stężenia reagentów. W przypadku, gdy energia nie jest dostarczana z zewnątrz (reakcja zachodzi samorzutnie), większą szybkość ma ta z obu reakcji elementarnych, która przybliża układ termodynamiczny, jakim jest środowisko reakcji, do stanu równowagi (np. stanu o najmniejszej entalpii swobodnej, gdy p, T = const)[3][4].

Tak zdefiniowana reakcja odwracalna zwykle nie jest procesem odwracalnym z punktu widzenia termodynamiki chemicznej (nie jest możliwy powrót do początkowego stanu układu i jego otoczenia)[4].

Historia

Pojęcie reakcji odwracalnej zostało wprowadzone przez Bertholleta w 1803 roku. Zaobserwował on osady węglanu sodu na obrzeżach słonych jezior położonych w skałach wapiennych w Egipcie[5] powstałe w wyniku reakcji:

2NaCl + CaCO
3
Na
2
CO
3
+ CaCl
2

Berthollet rozpoznał, że jest to reakcja odwrotna do dobrze znanej reakcji:

Na
2
CO
3
+ CaCl
2
2NaCl + CaCO
3

Przed Bertholletem przyjmowano, że reakcje zachodzą w jednym kierunku. Berthollet zrozumial, że obecność dużej ilości soli „popycha” reakcję skierowaną w drugą stronę[6].

W 1864 roku Waage i Guldberg sformułowali prawo działania mas, które ilościowo opisało obserwację Bertholleta. W latach 1884 i 1888 Le Chatelier oraz Braun sformułowali regułę przekory, która rozszerzyła tę samą ideę na wpływ czynników innych niż stężenie na pozycję równowagi.

Zobacz też

Przypisy

  1. Encyklopedia techniki. Chemia, Ewa Czarnecka-Żołek (red.), wyd. 4, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1993, s. 620, ISBN 83-204-1312-5.
  2. Leksykon naukowo-techniczny z suplementem, t. P–Ż, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1989, s. 805–806, ISBN 83-204-0969-1.
  3. Stanisław Bursa, Chemia fizyczna, wyd. 2, Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1979, s. 612–617, ISBN 83-01-00152-6.
  4. a b Józef Szarawara, Termodynamika chemiczna, Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1969, s. 21–25, OCLC 1412920578.
  5. Stephen Lower, Chemical equilibrium: Introduction. Reactions that go both ways, [w:] Chem1 Virtual Textbook [online] (ang.).
  6. Claude-Louis Berthollet, Essai de statique chimique, Paris 1803 (fr.).