Reakcja odwracalna

Reakcja odwracalna – reakcja 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].

Poglądowe krzywe kinetyczne tworzenia i rozkładu związku AB; x_r – ułamek molowy AB w stanie równowagi chemicznej

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
2CO
3 + CaCl
2

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

Na
2CO
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

• prawo działania mas