O que é uma reação reversível?

Uma reação reversível é uma reação química onde o reagentes Formato produtos que, por sua vez, reagem juntos para devolver os reagentes. As reações reversíveis atingirão um ponto de equilíbrio em que as concentrações dos reagentes e produtos não serão mais alteradas.

Uma reação reversível é denotada por uma seta dupla apontando ambas as direções em um equação química. Por exemplo, uma equação de dois reagentes e dois produtos seria escrita como

A + B ⇆ C + D

Arpões bidirecionais ou setas duplas (⇆) devem ser usados ​​para indicar reações reversíveis, com a seta dupla face (↔) reservado para estruturas de ressonância, mas on-line você provavelmente encontrará setas em equações, simplesmente porque é mais fácil código. Quando você escreve em papel, a forma correta é usar o arpão ou a notação de seta dupla.

Ácidos e bases fracos podem sofrer reações reversíveis. Por exemplo, ácido carbônico e água reagem da seguinte maneira:

H₂CO_{3 (l)} + H₂O_(eu) ⇌ HCO⁻_{3 (aq)} + H₃O⁺_aq)

Outro exemplo de reação reversível é:

N₂O₄ NO 2 NÃO₂

Duas reações químicas ocorrem simultaneamente:

N₂O₄ → 2 NÃO₂

2 NÃO₂ → N₂O₄

As reações reversíveis não ocorrem necessariamente na mesma taxa em ambas as direções, mas levam a uma condição de equilíbrio. Se ocorrer um equilíbrio dinâmico, o produto de uma reação está se formando na mesma taxa que é usado para a reação reversa. As constantes de equilíbrio são calculadas ou fornecidas para ajudar a determinar a quantidade de reagente e produto formado.

O equilíbrio de uma reação reversível depende das concentrações iniciais dos reagentes e produtos e da constante de equilíbrio, K.

A maioria das reações encontradas na química são reações irreversíveis (ou reversíveis, mas com muito pouco produto convertido novamente em reagente). Por exemplo, se você queima um pedaço de madeira usando a reação de combustão, nunca vê as cinzas espontaneamente produzindo madeira nova, vê? No entanto, algumas reações se invertem. Como é que isso funciona?

A resposta tem a ver com a produção de energia de cada reação e a necessária para que ela ocorra. Em uma reação reversível, moléculas reagentes em um sistema fechado colidem umas com as outras e usam a energia para quebrar ligações químicas e formar novos produtos. Energia suficiente está presente no sistema para que o mesmo processo ocorra com os produtos. As ligações são quebradas e novas são formadas, resultando nos reagentes iniciais.

Os cientistas acreditavam que todas as reações químicas eram irreversíveis. Em 1803, Berthollet propôs a idéia de uma reação reversível após observar a formação de cristais de carbonato de sódio na beira de um lago de sal no Egito. Berthollet acreditava que o excesso de sal no lago provocava a formação de carbonato de sódio, que poderia reagir novamente para formar cloreto de sódio e carbonato de cálcio:

2NaCl + CaCO₃ ⇆ Na₂CO₃ + CaCl₂

Waage e Guldberg quantificaram a observação de Berthollet com a lei da ação de massa que eles propuseram em 1864.