Прямі та зворотні реакції в хімії

Хімічна реакція-це перетворення вихідної речовини (реагенту) в іншу, при якому ядра атомів залишаються незмінними, але відбувається процес перерозподілу електронів і ядер. В результаті такої реакції не змінюється не тільки кількість ядер атомів, а й ізотопний склад хімічних елементів.

Особливості хімічних реакцій

Реакції відбуваються або при змішуванні або фізичному контакті реагентів, або самі собою, або при підвищенні температури, або при використанні каталізаторів, або при впливі світла і так далі.

Хімічні процеси, що відбуваються в речовині, значною мірою відрізняються від фізичних процесів та ядерних перетворень. Фізичний процес має на увазі збереження складу, проте форма або агрегатний стан можуть змінитися. Результатом же хімічної реакції є нова речовина, яка володіє особливими властивостями, значно відрізняються від реагентів. Але варто відзначити, що в ході хімічних процесів ніколи не утворюються атоми нових елементів: це пояснюється тим, що всі перетворення відбуваються тільки в електронній оболонці і не зачіпають ядро. Ядерні реакції змінюють атоми ядра всіх елементів, які беруть участь у цьому процесі, що є причиною утворення нових атомів.

Застосування хімічних реакцій

Хімічні реакції допомагають отримати практично будь-яку речовину, яка в природі може перебувати в обмеженій кількості або взагалі не зустрічатися. За допомогою хімічних процесів можна синтезувати нові, невідомі речовини, які можуть стати в нагоді людині в його житті.

Однак невмілий і безвідповідальний вплив на навколишнє середовище і всі природні процеси хімічними речовинами можуть в значній мірі порушити сформовані природні цикли, що ставить екологічне питання на перший план і змушує задуматися про раціональне використання природних ресурсів і про збереження навколишнє середовище.

Класифікація хімічних реакцій

Існує безліч різних груп хімічних реакцій: за наявністю меж розділу фаз, зміни ступеня окислення, теплового ефекту, типу перетворень реагентів, напрямку протікання, участі каталізатора і критерієм мимовільності.

У даній статті ми розглянемо тільки групу у напрямку протікання.

Хімічні реакції у напрямку протікання

Виділяють два типи хімічних реакцій - незворотні та оборотні. Незворотними хімічними реакціями є ті, які протікають тільки в одному напрямку і результатом яких є перетворення реагентів в продукти реакції. До них відносять Gorenje і реакції, що супроводжуються утворенням газу або осаду, - інакше кажучи, ті, що протікають "до кінця".

Оборотні-це такі хімічні реакції, які протікають відразу в двох напрямках, протилежних один одному. У рівняннях, що відображають перебіг оборотних реакцій, знак рівності замінюється стрілками, спрямованими в різні боки. Цей тип підрозділяється на прямі і зворотні реакції. Так як вихідні речовини оборотної реакції витрачаються і утворюються в один і той же час, то вони не повністю перетворюються в продукт реакції, через що прийнято говорити, що оборотні реакції йдуть "не до кінця". Результатом оборотної реакції є суміш, що складається з реагентів і продуктів взаємодії.

На перебіг оборотних (як прямих, так і зворотних) взаємодій реагентів можуть впливати тиск, концентрація реагентів, температура.

Швидкість прямої та зворотної реакції

Для початку варто розібратися в поняттях. Швидкістю хімічної реакції є кількість речовини, яка вступає в реакцію або утворюється під час неї за одиницю часу в одиниці об`єму.

Чи залежить швидкість зворотної реакції від будь-яких факторів і чи можна її якось змінити?

Можна. Існує п`ять основних факторів, які можуть змінити швидкість течії прямих і зворотних реакцій:

• концентрація речовини,
• площа поверхні реагентів,
• тиск,
• наявність або відсутність каталізатора,
• температура.

Згідно з визначенням, можна отримати формулу: ν=ДС / Δt, в якій ν є швидкістю перебігу реакції, ДС-зміною концентрації, Δt-часом перебігу реакції. Якщо прийняти час реакції за постійну величину, то виходить, що зміна швидкості її течії прямо пропорційно зміні концентрації реагентів. Таким чином отримуємо, що зміна в швидкості течії реакції також прямо пропорційно площі поверхні реагентів за рахунок збільшення кількості частинок реагентів та їх взаємодії. Подібним же чином впливає і зміна температури. Залежно від її збільшення або зменшення зіткнення частинок речовини або збільшується, або зменшується, в результаті чого змінюється швидкість перебігу прямих і зворотних реакцій.

Який вплив має зміна тиску, що чиниться на реагенти? Зміни в тиску будуть впливати на швидкість течії реакції тільки в газовому середовищі. Як наслідок - швидкість буде збільшуватися пропорційно змінам в тиску.

Вплив каталізатора на перебіг реакцій, в тому числі прямих і зворотних, приховано у визначенні каталізатора, основною функцією якого є якраз таки збільшення швидкості взаємодії реагентів.