Che cos'è una reazione reversibile?
Una reazione reversibile è una reazione chimica che può procedere in entrambe le direzioni avanti e indietro, producendo così una miscela di prodotti e reagenti. La miscela forma un equilibrio chimico al quale vengono prodotti e consumati prodotti e reagenti a velocità costante. Vari fattori come le concentrazioni dei vari reagenti, la temperatura e la presenza o l'assenza di catalizzatori possono far spostare l'equilibrio a favore di un lato dell'equilibrio o dell'altro. L'equilibrio di una reazione reversibile dipende anche da una costante di equilibrio denominata "K" nelle equazioni di equilibrio. Questa costante determina la direzione che un equilibrio tenderà a favorire in un determinato insieme di condizioni.
Le reazioni chimiche veramente irreversibili sono piuttosto rare. Quando una reazione chimica si traduce in prodotti che hanno un'energia significativamente inferiore rispetto ai reagenti e sono quindi molto più stabili dei reagenti, a volte viene considerata irreversibile. In realtà, tuttavia, la reazione è generalmente una reazione reversibile che favorisce notevolmente i prodotti rispetto ai reagenti; in teoria, i reagenti dovrebbero essere ancora presenti in quantità molto piccole. In alcune reazioni, uno dei prodotti può lasciare la reazione sotto forma di gas. In questo caso, potrebbe essere impossibile per i reagenti riformarsi; tali reazioni possono giustamente essere considerate irreversibili.
L'equilibrio raggiunto quando si stabilizza il rapporto tra reagenti e prodotti in una reazione reversibile si chiama equilibrio dinamico. È "dinamico" perché i prodotti e i reagenti vengono ancora prodotti e consumati, ma lo stanno facendo a un ritmo costante che non modifica il rapporto generale prodotto-reagente. Una volta raggiunto l'equilibrio in una reazione reversibile, molte diverse modifiche alle condizioni interne o esterne possono alterare la reazione per favorire reagenti o prodotti. Nella scienza e nell'industria è spesso importante stabilire condizioni che assicurino che una reazione favorisca i prodotti nella massima misura possibile.
Il principio di Le Chatelier è un concetto usato dai chimici per prevedere il cambiamento che una data perturbazione delle condizioni di reazione avrà sull'equilibrio di una reazione reversibile. Il principio afferma che se si modifica un aspetto delle condizioni di reazione, l'equilibrio della reazione si sposterà per compensare il cambiamento, formando così una nuova, diversa concentrazione. Se, ad esempio, una particolare reazione reversibile richiede un elevato apporto di energia per procedere, un aumento della temperatura sposterà la reazione verso la direzione dei prodotti perché il calore fornirà energia alla reazione.