Reversible Reaktionsdefinition und Beispiele

Eine reversible Reaktion ist eine chemische Reaktion, bei der die Reaktanten Produkte bilden, die wiederum miteinander reagieren und die Reaktanten zurückgeben. Reversible Reaktionen erreichen einen Gleichgewichtspunkt, an dem sich die Konzentrationen der Reaktanten und Produkte nicht mehr ändern.

Eine reversible Reaktion ist durch einen Doppelpfeil gekennzeichnet, der in einer chemischen Gleichung in beide Richtungen zeigt. Zum Beispiel würde eine Gleichung mit zwei Reagenzien und zwei Produkten wie folgt geschrieben werden

A + B ⇆ C + D

Notation

Bidirektionale Harpunen oder Doppelpfeile (⇆) sollten verwendet werden, um umkehrbare Reaktionen anzuzeigen. Der doppelseitige Pfeil (↔) ist für Resonanzstrukturen reserviert. Online werden Sie jedoch höchstwahrscheinlich auf Pfeile in Gleichungen stoßen, da sich diese einfacher codieren lassen. Wenn Sie auf Papier schreiben, verwenden Sie am besten die Harpune oder die Doppelpfeilnotation.

Beispiel einer reversiblen Reaktion

Schwache Säuren und Basen können reversible Reaktionen eingehen. Beispielsweise reagieren Kohlensäure und Wasser folgendermaßen:

H₂CO_{3 (l)} + H₂Ö_(l) ⇌ HCO^-_{3 (aq)} + H₃Ö⁺_(aq)

Ein weiteres Beispiel für eine reversible Reaktion ist:

N₂Ö₄ ⇆ 2 NR₂

Zwei chemische Reaktionen treten gleichzeitig auf:

N₂Ö₄ → 2 NEIN₂

2 NEIN₂ → N₂Ö₄

Reversible Reaktionen treten nicht notwendigerweise in beiden Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit auf, führen jedoch zu einem Gleichgewichtszustand. Wenn ein dynamisches Gleichgewicht auftritt, bildet sich das Produkt einer Reaktion mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der es für die Rückreaktion verbraucht wird. Gleichgewichtskonstanten werden berechnet oder bereitgestellt, um zu bestimmen, wie viel Reaktant und Produkt gebildet werden.

Das Gleichgewicht einer reversiblen Reaktion hängt von den Anfangskonzentrationen der Reaktanten und Produkte und der Gleichgewichtskonstante K ab.

Wie eine reversible Reaktion funktioniert

Die meisten Reaktionen, die in der Chemie auftreten, sind irreversible Reaktionen (oder reversibel, wobei jedoch nur sehr wenig Produkt zurück in den Reaktanten umgewandelt wird). Wenn Sie zum Beispiel ein Stück Holz mithilfe der Verbrennungsreaktion verbrennen, wird aus der Asche niemals spontan neues Holz, oder? Einige Reaktionen kehren sich jedoch um. Wie funktioniert das?

Die Antwort hat mit der Energieabgabe jeder Reaktion und der dafür erforderlichen zu tun. In einer reversiblen Reaktion kollidieren reagierende Moleküle in einem geschlossenen System miteinander und nutzen die Energie, um chemische Bindungen aufzubrechen und neue Produkte zu bilden. Im System ist genug Energie vorhanden, damit derselbe Prozess mit den Produkten abläuft. Bindungen werden gebrochen und neue gebildet, was zu den anfänglichen Reaktanten führt.