Co je reverzibilní reakce?
Reverzibilní reakce je chemická reakce, která může probíhat ve směru vpřed i vzad, čímž se získá směs produktů a reakčních složek. Směs vytváří chemickou rovnováhu, při které se produkují a spotřebovávají produkty a reaktanty konstantní rychlostí. Různé faktory, jako jsou koncentrace různých činidel, teplota a přítomnost nebo nepřítomnost katalyzátorů, mohou způsobit, že se rovnováha posune ve prospěch jedné strany rovnováhy nebo druhé. Rovnováha reverzibilní reakce také závisí na rovnovážné konstantě označované jako „K“ v rovnovážných rovnicích. Tato konstanta určuje směr, který bude mít rovnováha tendenci upřednostňovat za dané sady podmínek.
Skutečně nevratné chemické reakce jsou poměrně vzácné. Pokud chemická reakce vede k produktům, které mají výrazně nižší energii než reakční složky, a jsou proto mnohem stabilnější než reakční složky, je někdy považována za nevratnou. Ve skutečnosti je však reakce obecně reverzibilní reakcí, která značně zvýhodňuje produkty před reaktanty; teoreticky by reaktanty měly být stále přítomny ve velmi malém množství. V některých reakcích může jeden z produktů opustit reakci ve formě plynu. Pokud k tomu dojde, může být nemožné, aby se reaktanty reformovaly; tyto reakce lze právem považovat za nevratné.
Rovnováha dosažená, když se poměr reakčních složek k produktům v reverzibilní reakci stabilizuje, se nazývá dynamická rovnováha. Je to „dynamické“, protože produkty a reaktanty se stále vyrábějí a spotřebovávají, ale dělají to při konstantní rychlosti, která nemění celkový poměr produkt-reaktant. Jakmile je rovnováhy dosaženo při reverzibilní reakci, může mnoho různých změn vnitřních nebo vnějších podmínek změnit reakci ve prospěch reaktantů nebo produktů. Ve vědě a průmyslu je často důležité stanovit podmínky, které zajistí, že reakce zvýhodňuje produkty v co největší míře.
Le Chatelierův princip je koncept používaný chemiky k predikci změny, kterou dané porucha reakčních podmínek bude mít na rovnováhu reverzibilní reakce. Princip uvádí, že pokud se změní některý aspekt reakčních podmínek, posouvá se rovnováha reakce za účelem kompenzace změny, čímž se vytvoří nová odlišná koncentrace. Pokud například konkrétní reverzibilní reakce vyžaduje vysoký vstup energie, aby se pokračovalo, zvýšení teploty posune reakci směrem k produktům, protože teplo poskytne energii pro reakci.