Какво е обратима реакция?

Обратна реакция е a химическа реакция където реагенти форма продукти които от своя страна реагират заедно, за да върнат реагентите. Обратимите реакции ще достигнат равновесна точка, при която концентрациите на реагентите и продуктите вече няма да се променят.

Обратна реакция се обозначава с двойна стрелка, сочеща и двете посоки в a химично уравнение. Например, два реагента, две продуктови уравнения ще бъдат написани като

A + B ⇆ C + D

За посочване на обратими реакции трябва да се използват двупосочни харпуни или двойни стрелки (⇆), като двустранната стрелка (↔) запазени за резонансни структури, но онлайн най-вероятно ще срещнете стрелки в уравнения, просто защото е по-лесно код. Когато пишете на хартия, правилната форма е да използвате нотата на харпун или двойна стрелка.

Слабите киселини и основи могат да претърпят обратими реакции. Например, въглеродна киселина и вода реагират по този начин:

Н₂CO_{3 (l)} + Н₂О_(Л) ⇌ HCO⁻_{3 (aq)} + Н₃О⁺_(Воден)

Друг пример за обратима реакция е:

н₂О₄ ⇆ 2 НЕ₂

Две химически реакции протичат едновременно:

н₂О₄ → 2 НЕ₂

2 НЕ₂ → N₂О₄

Обратните реакции не се проявяват непременно с една и съща скорост в двете посоки, но водят до състояние на равновесие. Ако възникне динамично равновесие, продуктът на една реакция се образува със същата скорост, както се използва за обратната реакция. Константи на равновесие се изчисляват или предоставят, за да се определи колко реагент и продукт се образува.

Равновесието на обратимата реакция зависи от първоначалните концентрации на реагентите и продуктите и равновесната константа, K.

Повечето реакции, срещани в химията, са необратими реакции (или обратими, но с много малко продукт, който се превръща обратно в реагент). Например, ако изгорите парче дърво, използвайки реакцията на горене, никога не виждате пепелта да направи нова дървесина, нали? И все пак, някои реакции вървят обратно. Как работи това?

Отговорът е свързан с енергийната продукция на всяка реакция и тази, необходима за протичането й. При обратима реакция реагиращите молекули в затворена система се сблъскват една с друга и използват енергията за разрушаване на химичните връзки и образуването на нови продукти. В системата има достатъчно енергия, за да се случи същия процес с продуктите. Облигациите са прекъснати и се образуват нови, които се получават в резултат на първоначалните реагенти.

Едно време учените смятали, че всички химични реакции са необратими. През 1803 г. Бертолет предлага идеята за обратима реакция, след като наблюдава образуването на кристали на натриев карбонат на ръба на солено езеро в Египет. Бертолет вярва, че излишната сол в езерото тласка образуването на натриев карбонат, който след това може да реагира отново, за да образува натриев хлорид и калциев карбонат:

2NaCl + CaCO₃ ⇆ Na₂CO₃ + CaCl₂

Уадж и Гюлдберг количествено определиха наблюдението на Бертолет със закона за масови действия, който предложиха през 1864г.