Omkeerbare reactie Definitie en voorbeelden

Een omkeerbare reactie is een chemische reactie waarbij de reactanten producten vormen die op hun beurt samen reageren om de reactanten terug te geven. Omkeerbare reacties zullen een evenwichtspunt bereiken waar de concentraties van de reactanten en producten niet langer zullen veranderen.

Een omkeerbare reactie wordt aangegeven door een dubbele pijl die beide richtingen in een chemische vergelijking aangeeft. Een vergelijking voor twee reagentia en twee producten zou bijvoorbeeld worden geschreven als

A + B ⇆ C + D

schrijfwijze

Bidirectionele harpoenen of dubbele pijlen (⇆) moeten worden gebruikt om omkeerbare reacties aan te geven, met de dubbelzijdige pijl (↔) gereserveerd voor resonantiestructuren, maar online zult u waarschijnlijk pijlen in vergelijkingen tegenkomen, gewoon omdat het eenvoudiger is om te coderen. Wanneer u op papier schrijft, kunt u het beste de harpoen- of dubbele pijlnotatie gebruiken.

Voorbeeld van een omkeerbare reactie

Zwakke zuren en basen kunnen omkeerbare reacties ondergaan. Koolzuur en water reageren bijvoorbeeld op deze manier:

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

Een ander voorbeeld van een omkeerbare reactie is:

N₂O₄ ⇆ 2 NR₂

Twee chemische reacties treden gelijktijdig op:

N₂O₄ → 2 NR₂

2 NO₂ → N₂O₄

Omkeerbare reacties treden niet noodzakelijkerwijs in dezelfde richting in beide richtingen op, maar leiden wel tot een evenwichtstoestand. Als er dynamisch evenwicht optreedt, vormt het product van één reactie zich met dezelfde snelheid als het wordt gebruikt voor de omgekeerde reactie. Evenwichtsconstanten worden berekend of verstrekt om te helpen bepalen hoeveel reactant en product wordt gevormd.

Het evenwicht van een omkeerbare reactie hangt af van de beginconcentraties van de reactanten en producten en de evenwichtsconstante, K.

Hoe een omkeerbare reactie werkt

De meeste reacties die in de chemie worden aangetroffen, zijn onomkeerbare reacties (of omkeerbaar, maar waarbij heel weinig product terug in reactant wordt omgezet). Als je bijvoorbeeld een stuk hout verbrandt met de verbrandingsreactie, zie je nooit dat de as spontaan nieuw hout maakt, of wel? Toch zijn sommige reacties omgekeerd. Hoe werkt dit?

Het antwoord heeft te maken met de energie-output van elke reactie en die nodig is om het te laten plaatsvinden. In een omkeerbare reactie botsen reagerende moleculen in een gesloten systeem met elkaar en gebruiken de energie om chemische bindingen te breken en nieuwe producten te vormen. Er is voldoende energie in het systeem aanwezig om hetzelfde proces met de producten te laten plaatsvinden. Banden worden verbroken en nieuwe worden gevormd, die toevallig in de eerste reactanten resulteren.