מהי תגובה הפיכה?

תגובה הפיכה היא א תגובה כימית איפה ה מגיבים טופס מוצרים שבתגובה הם מגיבים יחד כדי להחזיר את המגיבים. תגובות הפיכות יגיעו לנקודת שיווי משקל בה ריכוזי המגיבים והמוצרים כבר לא ישתנו.

תגובה הפיכה מציינת על ידי חץ כפול שמצביע על שני הכיוונים ב- משוואה כימית. לדוגמא, מגיב שני, שתי משוואות מוצר ייכתבו כ

A + B ⇆ C + D

יש להשתמש בזרעות דו כיווניות או בחצים כפולים (⇆) בכדי להצביע על תגובות הפיכות, כאשר החץ דו צדדי (↔) שמורה למבני תהודה, אך באופן מקוון סביר להניח שתיתקל בחצים במשוואות, פשוט מכיוון שקל יותר לעשות זאת קוד. כשאתה כותב על נייר, הצורה הנכונה היא להשתמש בסמל ההרמון או בחץ כפול.

חומצות ובסיסים חלשים עשויים לעבור תגובות הפיכות. לדוגמה, חומצה פחמנית ומים מגיבים כך:

ח₂שיתוף_{3 (l)} + ח₂O_(l) ⇌ HCO⁻_{3 (aq)} + ח₃O⁺_(aq)

דוגמא נוספת לתגובה הפיכה היא:

נ₂O₄ ⇆ 2 לא₂

שתי תגובות כימיות מתרחשות במקביל:

נ₂O₄ → 2 NO₂

2 לא₂ → נ₂O₄

תגובות הפוכות אינן מתרחשות בהכרח באותו קצב בשני הכיוונים, אך הן אכן מובילות למצב שיווי משקל. אם מתרחש שיווי משקל דינמי, התוצר של תגובה אחת נוצר בקצב זהה לזה שהוא מנוצל לתגובה ההפוכה. קבועי שיווי משקל מחושבים או מסופקים כדי לעזור לקבוע כמה מגיב ומוצר נוצר.

שיווי המשקל של תגובה הפיכה תלוי בריכוזים הראשוניים של המגיבים והמוצרים ובקבוע שיווי המשקל, K.

מרבית התגובות הנפוצות בכימיה הן תגובות בלתי הפיכות (או הפיכות, אך עם מעט מאוד מוצר שהופך בחזרה לגיבוי). לדוגמה, אם שורפים פיסת עץ באמצעות תגובת הבעירה, לעולם לא רואים שהאפר מייצרת עץ חדש באופן ספונטני, נכון? עם זאת, יש תגובות הפוכות. איך זה עובד?

התשובה קשורה לתפוקת האנרגיה של כל תגובה וזה הנדרש להתרחשות. בתגובה הפיכה, מולקולות מגיבות במערכת סגורה מתנגשות זו בזו ומשתמשות באנרגיה כדי לשבור קשרים כימיים וליצור מוצרים חדשים. קיימת אנרגיה מספקת במערכת לאותה התהליך להתרחש במוצרים. אגרות חוב נשברות ונוצרות חדשות, אשר במקרה גורמות לתגובות הראשוניות.

פעם, המדענים האמינו שכל התגובות הכימיות היו תגובות בלתי הפיכות. בשנת 1803 הציע ברת'ולט את הרעיון של תגובה הפיכה לאחר שהתבונן ביצירת גבישים נתרן קרבונט על שפת אגם מלח במצרים. ברתולט האמין שעודף המלח באגם דחף את היווצרותו של נתרן קרבונט, שיכול היה להגיב שוב ליצירת נתרן כלוריד וסידן פחמתי:

2NaCl + CaCO₃ ⇆ Na₂שיתוף₃ + CaCl₂

Waage וגולדברג כימו את התצפית של ברתולט בחוק הפעולה ההמונית שהציעו בשנת 1864.