- Karakteristik reaksi reversibel
- Persamaan umum dan ekuilibrium
- Prinsip Le Châtelier
- Perubahan kimiawi
- Spesies kimia
- Contoh reaksi yang dapat dibalik
- Larutan kobalt klorida
- Hidrogen iodida
- Hidrolisis
- Larutan kromat-dikromat
- Amonia
- Esterifikasi
- Referensi
Sebuah reaksi reversibel adalah salah satu yang di beberapa titik dalam perjalanannya mencapai keadaan keseimbangan di mana konsentrasi reaktan dan produk tetap konstan; Artinya, mereka tidak berbeda, karena kecepatan yang dikonsumsi sama dengan kecepatan munculnya yang lain. Keadaan seperti itu juga dikatakan sesuai dengan ekuilibrium dinamis.
Bagaimanapun, kesetimbangan dapat dilihat sebagai konsekuensi dari reversibilitas reaksi kimia; karena dalam reaksi ireversibel tidak mungkin untuk menetapkan kesetimbangan apapun. Agar hal ini terjadi, produk harus dapat bereaksi satu sama lain, dalam kondisi tekanan dan suhu tertentu, yang menyebabkan reaktan kembali.
Simbol panah ganda menunjukkan bahwa reaksi dapat dibalik. Sumber: Gambar SVG ini dibuat oleh Medium69.Cette image SVG a été créée par Medium69. Harap beri penghargaan ini: William Crochot
Ini terlalu disederhanakan dengan menggunakan simbol panah ganda (dengan dua kepala antiparalel). Jika kita melihatnya dalam persamaan kimia, berarti reaksi berlangsung dua arah: dari kiri ke kanan (pembentukan produk), dan dari kanan ke kiri (pembentukan reaktan atau reaktan).
Reaksi kimia yang minoritas bersifat reversibel, dan kebanyakan ditemukan dalam sintesis organik dan anorganik. Dalam hal ini, sangat penting untuk mengetahui kondisi apa yang mendukung ekuilibrium untuk memperkirakan jumlah produk yang dapat diperoleh.
Karakteristik reaksi reversibel
Persamaan umum dan ekuilibrium
Reaksi reversibel memiliki persamaan umum berikut, mengingat hanya terdapat dua reaktan, A dan B:
A + B ⇌ C + D
Tanda panah ganda menunjukkan bahwa A dan B bereaksi menghasilkan C dan D, tetapi juga C dan D dapat bereaksi satu sama lain untuk meregenerasi reaktan; artinya, reaksi dalam arah yang berlawanan, dari kanan ke kiri, terjadi.
Reaksi langsung menghasilkan produk, sedangkan sebaliknya, reaktif. Jika yang satu eksotermik, yang lain secara logis pasti endotermik, dan keduanya muncul secara spontan; tapi tidak harus dengan kecepatan yang sama.
Misalnya, A dan B mungkin lebih kecil atau tidak stabil dari C dan D; dan oleh karena itu, mereka dikonsumsi lebih cepat daripada C dan D dapat meregenerasinya.
Jika produk C dan D hampir tidak bereaksi satu sama lain, maka akan ada akumulasi produk yang lebih besar daripada reaktan. Ini berarti bahwa ketika kesetimbangan kimiawi tercapai, kita akan memiliki konsentrasi C dan D yang lebih tinggi daripada A atau B, terlepas dari apakah konsentrasinya tidak bervariasi.
Kesetimbangan tersebut kemudian dikatakan bergeser ke kiri, di mana akan ada lebih banyak produk daripada reaktan.
Prinsip Le Châtelier
Reaksi reversibel dicirikan dengan berlangsung di kedua arah dalam persamaan kimia, mencapai titik kesetimbangan, dan menanggapi perubahan atau pengaruh eksternal mengikuti prinsip le Châtelier.
Faktanya, berkat prinsip ini, pengamatan Berthollet pada 1803 dapat dijelaskan, ketika ia mengenali kristal Na 2 CO 3 di sebuah danau pasir yang terletak di Mesir. Reaksi perpindahan ganda akan menjadi:
Na 2 CO 3 (aq) + CaCl 2 (aq) ⇌ NaCl (aq) + CaCO 3 (aq)
Agar reaksi balik dapat berlangsung, harus ada kelebihan NaCl, dan kesetimbangan akan bergeser ke kanan: menuju pembentukan Na 2 CO 3 .
Karakteristik ini sangat penting karena dengan cara yang sama tekanan atau suhu dimanipulasi untuk mendukung arah reaksi yang dihasilkan oleh spesies yang diinginkan.
Perubahan kimiawi
Perubahan kimiawi untuk reaksi reversibel cenderung kurang jelas dibandingkan dengan reaksi ireversibel. Namun, terdapat reaksi, terutama yang melibatkan kompleks logam, di mana kita melihat perubahan warna yang bergantung pada suhu.
Spesies kimia
Semua jenis senyawa dapat terlibat dalam reaksi yang dapat dibalik. Terlihat bahwa dua garam mampu membentuk kesetimbangan, Na 2 CO 3 dan CaCl 2 . Hal yang sama terjadi antara kompleks atau molekul logam. Faktanya, sebagian besar reaksi reversibel disebabkan oleh molekul dengan ikatan spesifik yang putus dan beregenerasi berulang kali.
Contoh reaksi yang dapat dibalik
Larutan kobalt klorida
Larutan kobalt klorida, CoCl 2 , dalam air bernoda merah muda, karena pembentukan aqueous kompleks. Ketika larutan ini dipanaskan, warnanya berubah menjadi biru, memberikan reaksi yang dapat dibalik sebagai berikut:
2+ (aq) (merah muda) + 4Cl - (aq) + Q ⇌ CoCl 4 2- (aq) (biru) + 6H 2 O (l)
Dimana Q adalah panas yang disuplai. Panas ini mendehidrasi kompleks, tetapi saat larutan mendingin, atau jika ditambahkan air, ia akan kembali ke warna merah muda aslinya.
Hidrogen iodida
Reaksi reversibel berikut mungkin yang paling klasik dalam memperkenalkan konsep kesetimbangan kimia:
H 2 (g) + I 2 (s) ⇌ 2HI (g)
Perhatikan bahwa reaksi berhasil menciptakan kesetimbangan bahkan ketika yodium dalam keadaan padat. Semua spesies molekuler: HH, II dan HI.
Hidrolisis
Hidrolisis adalah contoh reaksi yang dapat dibalik. Di antara yang paling sederhana kita memiliki salah satu yang menderita asam atau basa terkonjugasi. Hidrolisis ion amonium, NH 4 + , dan ion karbonat, CO 3 2- , adalah sebagai berikut:
NH 4 + (aq) + H 2 O (l) ⇌ NH 3 (g) + OH -
CO 3 2- (aq) + H 2 O (l) ⇌ HCO 3 - (aq) + OH -
Jika kita menambahkan basa yang menyumbang ion OH - ke tengah, kita akan menggeser kedua kesetimbangan ke kiri.
Larutan kromat-dikromat
Sangat mirip seperti pada contoh pertama, larutan kromat mengalami perubahan warna tetapi karena variasi suhu tetapi tidak pada pH. Reaksi reversibelnya adalah:
2CrO 4 2- (aq) (kuning) + 2H 3 O + (aq) ⇌ Cr 2 O 7 2- (aq) (oranye) + 3H 2 O (l)
Jadi, jika larutan kuning CrO 4 2- diasamkan dengan asam apa pun, warnanya akan langsung berubah menjadi oranye. Dan jika kemudian dibuat basa atau ditambah air yang melimpah, keseimbangan akan bergeser ke kanan, warna kuning muncul kembali dan Cr 2 O 7 2- dikonsumsi .
Amonia
Sintesis amonia, NH 3 , melibatkan reaksi reversibel yang disesuaikan sehingga gas nitrogen, spesies yang sangat inert, bereaksi:
N 2 (g) + 3H 2 (s) ⇌ 2NH 3 (g)
Esterifikasi
Dan akhirnya, contoh kimia organik disebutkan: esterifikasi. Ini terdiri dari memperoleh ester dari asam karboksilat dan alkohol dalam media asam kuat. Reaksi reversibelnya adalah:
RCOOH + R'OH ⇌ RCOOR '+ H 2 O
Referensi
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8). CENGAGE Learning.
- Walter J. Moore. (1963). Kimia Fisik. Dalam kinetika Kimia. Edisi keempat, Longmans.
- Ira N. Levine. (2009). Prinsip fisikaokimia. Edisi keenam, hlm 479-540. Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2020). Reaksi yang dapat dibalik. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (19 Agustus 2019). Definisi dan Contoh Reaksi yang Dapat Dibalik. Diperoleh dari: thinkco.com
- Binod Shrestha. (05 Juni 2019). Reaksi yang dapat dibalik dan tidak dapat diubah. Kimia LibreTexts. Diperoleh dari: chem.libretexts.org
- David Wood. (2020). Reaksi Kimia Reversibel: Definisi & Contoh. Belajar. Diperoleh dari: study.com