هل التغيير الكيميائي قابل للعكس: تحليل مفصل


"هل التغيير الكيميائي قابل للعكس؟" - تم طرح هذا السؤال مرات عديدة وترك الناس في حيرة من أمرهم.

التغيير الكيميائي قابل للانعكاس في بعض الأحيان. نعم لقد قرأتها بشكل صحيح! حسنًا ، التغيير الكيميائي عادة ما يكون عملية لا رجوع فيها ، لكن جمال الكيمياء هو - لها استثناءات ، تمامًا مثل هذه.

التفاعل الكيميائي القابل للانعكاس لديه القدرة على التقدم في كلا الاتجاهين ، وهو ما يعني ببساطة التحرك للأمام وكذلك للخلف. لكن هذه العملية تحدث فقط حتى توازن ديناميكي تم تحقيقه. التوازن ، في هذه الحالة ، يتحقق عندما يحدث تفاعلان ، يحدثان بطريقتين متعاكستين ، في نفس الوقت وبنفس المعدل.

ما هي عملية عكسية؟

ردود الفعل التي لا تصل إلى الإكمال المطلق يمكن عكسها.

العملية أو التفاعل القابل للانعكاس هو تفاعل يتم فيه تحويل المواد المتفاعلة إلى منتجات ويتم تحويل المنتجات إلى مواد متفاعلة في وقت واحد.

في بعض الأحيان ، قد يختلف عدد المواد المتفاعلة التي يتم تحويلها مرة أخرى من المنتجات عن الكمية الأصلية من المواد المتفاعلة.

أعط بعض مزايا وعيوب تفاعل كيميائي قابل للانعكاس.

المزاياعيوب
التفاعلات الكيميائية العكسية أو بشكل عام ، يساعدنا كل تفاعل كيميائي في فهم خصائص المادة وفي تطوير تقنيات جديدة أو منتجات جديدة.في بعض الأحيان ، قد تكون النتيجة الناتجة ضارة بالبيئة بالإضافة إلى أشكال الحياة الأخرى على الأرض (مثل البشر والحيوانات والنباتات والحياة البحرية ، إلخ).
زيادة معدلات التفاعل.إنها تكلف أكثر من حيث المال والوقت.
تحسين جودة المنتج.تطبيقات محدودة.
أقل الاستثمار الأولي.متطلبات العمليات المعقدة عند الرغبة في عكس رد الفعل.
مفاعل بسيط لمزيج منتج.لقد حان وقت تحويل منتج معقد إلى مواد متفاعلة.
جودة المنتج أدق.مطلوب تطوير تجريبي كبير.
عمر محفز محسن.يمكن عكس عدد قليل فقط من التفاعلات مقارنة بعدد أكبر من التفاعلات التي لا رجعة فيها.

قراءة المزيد عن كيف يحدث التغيير الكيميائي

أعط مثالا واحدا على التغيير الكيميائي العكسي.

تفاعل الأمونيا وكلوريد الهيدروجين هو أحد هذه التفاعلات مثال على التغيير الكيميائي القابل للعكس.

كلوريد الأمونيوم ، مزيج من الأمونيا وكلوريد الهيدروجين ، وهو مادة صلبة بيضاء. عندما يتم خلط كلوريد الهيدروجين والأمونيا في درجة حرارة الغرفة ، أي 25°ج ، أنها تشكل كلوريد الأمونيوم.

يتحلل مرة أخرى إلى أمونيا وكلوريد الهيدروجين عند تسخينه.

[اللاتكس] الأمونيا \ ؛ (NH_ {3}) \ ؛ + \ ؛ الهيدروجين كلوريد (HCl) \ rightleftharpoons الأمونيوم \ ؛ كلوريد (NH_ {4} Cl) [/ لاتكس]

عندما يحدث تفاعل كيميائي قابل للانعكاس ، فإن جزءًا من التفاعل المتجه في اتجاه واحد سيكون دائمًا طاردًا للحرارة ، وسيكون التفاعل المتجه في اتجاه آخر ماصًا للحرارة دائمًا.

تذكر أن رد الفعل من اليسار إلى اليمين لا يحتاج إلى أن يكون طاردًا للحرارة ، ولا يلزم أن يكون رد الفعل من اليمين إلى اليسار ماصًا للحرارة. يمكن أن تحدث بأي طريقة ممكنة.

ماذا يجب أن يكون وضع التوازن لرد فعل عكسي؟

يتأثر توازن تفاعل كيميائي قابل للانعكاس بعدة عوامل.

رد الفعل في التوازن عند تركيز المواد المتفاعلة والمنتجات متساوية.

يمكن للمرء تغيير توازن تفاعل كيميائي قابل للانعكاس من خلال ظروف أخرى مختلفة مثل ضبط درجة الحرارة ، وتغيير الضغط ، وتغيير التركيز ، وما إلى ذلك.

دعونا نفكر بشكل مباشر مثال لفهم تركيز التفاعل بمساعدة عملية هابر.

لنقل ، يتم خلط جزء واحد من جزيئات النيتروجين وثلاثة أجزاء من جزيئات الهيدروجين معًا للحصول على جزأين من جزيئات الأمونيا.

الآن ، عندما نقول أن جزءًا واحدًا يعني 1 N2 جزيء وليس 1 N ، حيث لا يمكن أن يوجد النيتروجين (N) وحده. تقوم ذرة نيتروجين واحدة على الفور بتكوين رابطة مع جزيء نيتروجين آخر لتحقيق نطاق التكافؤ الخاص بها.

وبالمثل ، ثلاثة أجزاء من الهيدروجين تعني 3 ساعات2 الجزيئات.

وبالتالي ، فإن رد فعل عملية هابر يُعطى على النحو التالي:

[لاتكس] N_ {2} \؛ + \ ؛ 3H_ {2} \ rightleftharpoons 2NH_ {3} [/ latex]

الآن السؤال الذي يطرح نفسه هو أن 1N2 + 3H+2 يجب أن تسفر عن 4NH3 ولكن بدلاً من ذلك ، لدينا 2NH3.

حسنًا ، عند النظر عن كثب ، يوجد 2 ن جزيئات على الجانب الأيسر بالإضافة إلى 2 ن جزيئات على الجانب الأيمن.

وبالمثل ، بالنسبة للهيدروجين في الجانب الأيسر ، لدينا 3H2 الجزيئات التي تعطي 3 × 2 = 6 ذرات هيدروجين وكذلك 3 × 2 = 6 ذرات هيدروجين على الجانب الأيمن.

عندما تكون أعداد الذرات أو الجزيئات على كلا الجانبين متساوية ، يُقال أن التفاعل متوازن ، وبالتالي يمكننا القول أنه في حالة توازن.

هل التغيير الكيميائي قابل للعكس
التفاعل الكيميائي العكسي العام

قراءة المزيد عن رد فعل عكسي.

عندما يكون هناك زيادة في الضغط ، يتحرك التفاعل في الاتجاه الذي يوجد فيه عدد أقل من الجزيئات ، وعندما ينخفض ​​الضغط ، يستمر التفاعل بالترتيب حيث يوجد عدد أكبر من الجزيئات.

عندما يكون هناك زيادة في التركيز ، فإن موضع التوازن سوف يتحرك في الاتجاه المعاكس من اتجاه المادة المتفاعلة ، التي يزيد تركيزها. على سبيل المثال ، إذا زاد تركيز المادة المتفاعلة "أ" الموجودة على الجانب الأيمن ، فسوف يتحرك التوازن على الجانب الأيسر.

وبالمثل ، عندما تكون هناك زيادة في درجة الحرارة ، سيتحرك التوازن نحو العملية الماصة للحرارة. وبالتالي ، إذا كان التفاعل الأمامي طاردًا للحرارة ، فيجب أن يكون التفاعل العكسي ماصًا للحرارة ، وإذا كان التفاعل الأمامي ماصًا للحرارة ، فيجب أن يكون التفاعل العكسي طاردًا للحرارة بشكل أساسي.

لتذكر هذه المعلومات بشكل أكثر فعالية ، من الأفضل وضعها في شكل جدول.

تغييرتوازن
زيادة الضغطينتقل إلى جزيئات أقل
زيادة التركيزينتقل إلى الاتجاه المعاكس من ذلك المتفاعل
زيادة درجة الحرارةينتقل إلى التفاعل الماص للحرارة

أمثلة للتفاعل الكيميائي العكسي

  • عملية هابر.

[اللاتكس] نيتروجين \ ؛ (N_ {2}) \ ؛ + \ ؛ الهيدروجين (3H_ {2}) \ rightleftharpoons Ammonia \؛ (2NH_ {3}) [/ لاتكس]

  • تشكيل يوديد الهيدروجين.

[اللاتكس] الهيدروجين \ ؛ (H_ {2}) \ ؛ + \ ؛ اليود \؛ (I_ {2}) \ rightleftharpoons الهيدروجين \؛ يوديد \ ؛ (2HI) [/ لاتكس]

  • تحلل كربونات الكالسيوم.

[اللاتكس] الكالسيوم \ ؛ كربونات (CaCO_ {3}) \ rightleftharpoons كالسيوم \؛ أكسيد \ ؛ (CaO) \ ؛ + \ ؛ كربون \؛ ثاني أكسيد \ ؛ (CO_ {2}) [/ لاتكس]

  • تفاعل البروم مع الماء.

[اللاتكس] البروم \ ؛ (Br_ {2}) \ ؛ + \ ؛ ماء \؛ (H_ {2} O) \ rightleftharpoons Hypobromous \؛ حمض (HOBr) \ ؛ + \ ؛ هيدروبروميد \ ؛ (HBr) [/ لاتكس]

  • تفاعل أيونات الحديد مع أيونات الثيوسيانات.

[اللاتكس] الحديد (III) \ ؛ الأيونات (Fe ^ {3+}) \ ؛ + \ ؛ الثيوسيانات الأيونات (SCN ^ {-}) \ rightleftharpoons Iron (III) \؛ الثيوسيانات مركب \؛ أيون \؛ (FeSCN ^ {2 +}) [/ لاتكس]

دورفا ديف

أنا دورفا ديف ، أكملت تخرجي في الفيزياء. تسحرني الفيزياء كثيرًا وأحب أن أعرف "لماذا" و "كيف" لكل شيء يتكشف في كوننا. أحاول أن أكتب مدوناتي بلغة بسيطة لكنها فعالة حتى يسهل على القارئ فهمها كما يتذكرها. آمل بفضولي أن أتمكن من تزويد القراء بما يبحثون عنه من خلال مدوناتي. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn.

آخر المقالات