reakce, kdy vznikající produkty reagují za vzniku výchozích látek From Wikipedia, the free encyclopedia
Vratná reakce je chemická reakce, při které může dojít k samovolnému obrácení jejího směru a přeměně produktů na výchozí látky.[1]
Látky A a B mohou vytvářet produkty C a D, nebo při zpětné reakci C a D vytvářet A a B.
Takovéto reakce probíhají mezi slabými kyselinami a slabými zásadami; například kyselina uhličitá reaguje s vodou:
Koncentrace reaktantů a produktů (A, B, C, D) při dosažení rovnováhy popisuje rovnovážná konstanta K. Její hodnota závisí na změně Gibbsovy energie za stálého tlaku. Pokud je tato změna velká (více než přibližně 30 kJ/mol), tak je rovnovážná konstanta vysoká (K > 103) a koncentrace reaktantů při rovnováze jsou velmi nízké; takové reakce bývají často popisovány jako nevratné, přestože se v reakční soustavě stále vyskytují malá množství rektantů. Zcela nevratné reakce zpravidla nastávají tehdy, když se produkty z reakční směsi odstraňují, jako v případě oxidu uhličitého u této reakce:
Možnost vratnosti reakce zavedl Claude Louis Berthollet v roce 1803, když pozoroval krystaly uhličitanu sodného na okraji slaného jezera v Egyptě,[2] kde reagoval chlorid sodný s uhličitanem draselným:
Uvědomil si, že tato reakce je opakem již známé reakce
Do této doby se myslelo, že chemické reakce probíhají vždy v jednom směru. Berthollet zjistil, že nadbytek soli v jezeře obrátil směr reakce ve prospěch uhličitanu sodného.[3]
Roku 1864 vydali Peter Waage a Cato Maximilian Guldberg pravidlo, nyní známé jako Guldbergův–Waagův zákon, kde matematicky popsali Bertholletova zjištění. Mezi roky 1884 a 1888, Henry Louis Le Chatelier a Karl Ferdinand Braun vytvořili Le Chatelierův princip, který tyto myšlenky zobecnil na vliv i jiných faktorů, než jsou koncentrace, na chemickou rovnováhu.
U vratné reakce A⇌B má přímý proces A→B rychlostní konstantu a zpětný krok B→A má rychlostní konstantu . Koncentraci A vyjadřuje tato diferenciální rovnice:
Z předpokladu, že koncentrace B v daném čase je rovna počáteční koncentraci reaktantu minus koncentraci reaktantu v čase , vychází rovnice:
Po spojení obou rovnic vychází:
Oddělením proměnných a nastavením počáteční hodnoty na vznikne:
a po úpravách vyjde konečná kinetická rovnice:
Koncentrace A a B v nekonečném čase odpovídá:
K určení lze vzorec linearizovat:
Určení jednotlivých konstant a vyžaduje následující vzorec:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.