!نگاه کلی
در دنیای پیرامون ما ، هر روز هزاران فرایند شیمیایی اتفاق میافتد که برخی از آنها برگشت پذیرند و برخی هم واکنشی یکطرفه و بدون برگشت میباشند. در هوای سرد ، ((آب)) ، یخ میبندد. اما با گرم شدن آن ، یخ ذوب شده و دوباره به آب تبدیل میشود. فرآیندی که هر زمستان و بهار تکرار میشود و ادامه حیات را بر روی زمین ممکن میسازد. یخ بستن آب و ذوب یخ ، ((تبخیر)) آب و بارش ((باران طبیعی|باران)) همه جزو فرایندهای برگشت پذیری هستند که در طبیعت رخ میدهند.
اما فرایندهایی هم هستند که غیر قابل برگشت میباشند. به عنوان مثال ، فرآیند رسیدن میوهها یا پختن غذا. این فرایندها را نمیتوان در جهت وارونه انجام داد. یعنی میوه رسیده را نمیتوان دوباره به میوه کال تبدیل کرد. در ((شیمی)) ، با هزاران واکنش برگشت پذیر سروکار داریم که با اعمال تغییراتی در ((فشار)) ، ((غلظت)) و ((دما)) ، میتوانیم واکنش را بطور مستقیم یا در جهت عکس پیش ببریم.
{img src=img/daneshnameh_up/b/bd/0011.jpg}
!توضیح یک واکنش برگشت پذیر
اگر دو واکنش دهنده A و B باهم مخلوط شوند، یک ((واکنش شیمیایی)) میتواند روی دهد و محصولات C و D را تولید کند.
~~green:__::A + B → C + D::__~~
جهت فلش نشان میدهد که واکنش در جهت چپ پیش میرود. در بسیاری از واکنشهای شیمیایی ، واکنش عکس یعنی واکنش C با D برای تشکیل A و B نیز ممکن است. این موضوع را میتوان با نوشتن واکنش همراه با دو پیکان در جهت مخالف یکدیگر یا با یک علامت مساوی به جای فلش نشان داد.
~~green:__::A + B = C + D::__~~
یا:
~~green:__::A + B ↔ C + D::__~~
در بکار بردن پیکانهای دوگانه ، طول یا اندازه فلش گاهی برای نشان دادن جهت غالبی بکار میرود که واکنش در آن جهت پیش میرود.
!فرایند برگشت پذیری یک واکنش
وقتی دو واکنش دهنده A و B در شرایط مناسب باهم واکنش میدهند، ابتدا ((سینتیک شیمیایی|سرعت واکنش)) بالا میباشد. یعنی A و B بسرعت مصرف میشوند. با گذشت زمان مقادیر A و B موجود برای واکنش کاهش مییابد و بطور همزمان سرعت واکنش شیمیایی رفت کاهش مییابد. از آنجا که غلظت محصولات واکنش با گذشت زمان افزایش مییابد، سرانجام سرعت واکنش رفت و برگشت برابر میشود. در این لحظه به نظر میرسد که واکنش متوقف شده است، زیرا هیچ تغییری در غلظت واکنش دهندهها مشاهده نمیشود.
وقتی واکنش بظاهر متوقف میشود، سیستم به ((تعادل شیمیایی|تعادل)) رسیده است. در یک دمای معین ، هر واکنش شیمیایی برگشت پذیر را میتوان توسط یک ((ثابت تعادل شیمیایی|ثابت تعادل)) مشخص کرد. به عنوان مثال در واکنش :
~~green::: __a A + b B → c C + d D__::~~
((ثابت تعادل)) را میتوان به شکل زیر نشان داد:
~~green:::__a = FC k
aq =
acC
adD/
aaA
abB__::~~
که در آن معادله __k
eq__ = ثابت تعادل ، __a__ : فعالیت گونههای شرکت کننده در واکنش و __d__ و __c__ و __b__ و __a__ : ضرایب موجود در ((واکنش شیمیایی)) موازنه شده و __F__ : ضریب فعالیت و __C__ : ((غلظت)) میباشد. در محلولهای رقیق __1 ≈ F__ است، در نتیجه ، فعالیت برابر با غلظت میشود و معادله به صورت زیر در میآید. حروف داخل کروشه نمایانگر غلظت تعادلی مولی میباشد.
~~green:::__ k
aq = [C]
c [D]
d/[A]
a[B]
b__::~~
!عوامل موثر در برگشت پذیری یک واکنش
!!فشار
اگر یک یا چند جز شرکت کننده در ((واکنش شیمیایی)) ، ((گاز)) باشند، تغییرات فشار میتواند تاثیری اساسی در ((تعادل شیمیایی)) واکنش داشته باشد. به عنوان مثال در واکنش:
~~green:::__AB
aq ↔ A
(g)+B
L__::~~
کاهش ((فشار)) ، باعث جابجایی واکنش به طرف راست میشود. تغییر فشار عموما بر واکنشهای شیمیایی که گازها در آن شرکت ندارند، ناچیز است. زیرا جامدات و مایعات برخلاف گازها ، زیاد تراکمپذیر نیستند.
!!تغییرات دما
اگر طی واکنش ، گرما جذب یا نشر شود تغییرات ((دما)) در آن صورت میتواند بر آن اثر کند. در ((واکنش گرمازا|واکنشهای گرماده)) افزایش دما موجب جابجایی تعادل به سمت چپ یعنی ایجاد مواد واکنش دهنده میشود.
!!تغییر غلظت
تغییر غلظت واکنش دهندهها یا محصولات هم روی جابجایی تعادل واکنش تاثیر دارد. افزایش غلظت یکی از واکنش دهندهها باعث جابجایی واکنش به طرف تولید محصولات میشود. و برعکس.
!!واکنشهای برگشت پذیر
واکنشهای برگشت پذیر را تحت عنوان تعادلهای شیمیایی بررسی میکنند که شامل فرایندهایی مانند ، ((معرف PH|تفکیک اسیدها و بازها)) ، تشکیل یا تفکیک یک گونه شیمیایی ، تفکیک آب و … میباشد.
از لحاظ ترمودینامیکی واکنشی برگشت پذیر است که __S=0∆__ باشد که __S∆__ نشان دهنده تغییر ((آنتروپی)) سیستم میباشد.
!مباحث مرتبط با عنوان
*((ترکیبات شیمیایی))
*((دما))
*((غلظت))
*((فشار))
*((مول))
*((مولاریته))
*((مولالیته))
*((واکنش برگشت ناپذیر))
*((واکنش تجزیه))
*((واکنش ترکیب))
*((واکنش خنثی شدن))
*((واکنش شیمیایی))
*((واکنش گرمازا))
*((واکنش گرماگیر))