PHẢN ỨNG KHÔNG THUẬN NGHỊCH: ĐẶC ĐIỂM VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026

Một phản ứng không thể đảo ngược là một trong đó hầu như không đạt được trạng thái cân bằng và rằng, do đó, tất cả các chất phản ứng đã được chuyển thành sản phẩm. Nó được cho là chỉ xảy ra theo một hướng: từ trái sang phải, vì các sản phẩm không thể tái kết hợp để tái tạo ra các chất phản ứng.

Ngày nay có một số lý thuyết và góc độ mà từ đó có thể giải thích tính không thể đảo ngược của phản ứng hóa học. Quan điểm đơn giản nhất là tính đến mức độ không ổn định của các chất phản ứng, độ ổn định của các sản phẩm, hoặc nếu các chất khí hoặc chất rắn được tạo thành thoát ra hoặc tách khỏi môi trường phản ứng.

Các phản ứng không thể đảo ngược là rất phổ biến hàng ngày. Nếu chúng ta nhìn thấy những thay đổi trong môi trường của chúng ta mà để đảo ngược tác động của chúng thì cần phải quay ngược thời gian, thì chắc chắn đó sẽ là những loại phản ứng hóa học. Ví dụ, một chiếc bánh tự nó sẽ không trở lại trạng thái ban đầu: nguyên liệu.

Tuy nhiên, các sản phẩm của phản ứng không thuận nghịch có thể trải qua các phản ứng làm cho chúng phản ứng. Đây là trường hợp rỉ sét mà khi xử lý bằng các chất khử mạnh, chúng ta có thể khôi phục lại kim loại sắt có trong chúng.

Đặc điểm của phản ứng không thuận nghịch

Quá trình chuẩn bị bánh ngọt bao gồm một số lượng lớn các phản ứng không thể đảo ngược diễn ra đồng thời. Nguồn: Pxhere.

Phương trình hóa học tổng quát

Mọi phản ứng không thuận nghịch có thể được biểu diễn bằng một phương trình hóa học đơn giản, giả sử rằng hai loại phản ứng, A và B, tham gia:

A + B => C + D

A và B phản ứng không thuận nghịch để trở thành C và D. Không có chỗ cho trạng thái cân bằng được thiết lập. Những gì đã phản ứng không được tái sinh, và những gì đã không, sẽ vẫn ở dạng dư thừa do hiệu suất của chính phản ứng, hoặc do một trong các chất phản ứng đã bị tiêu hao.

Lưu ý rằng trạng thái kết tụ trong mỗi chất phản ứng hoặc sản phẩm (rắn, khí hoặc lỏng) không được chỉ định.

Có những phản ứng mà một lượng không đáng kể của C và D, do bản chất hóa học của chúng, tái kết hợp để tạo ra A và B. Nếu điều này xảy ra ở trạng thái cân bằng, thì người ta nói rằng nó ở rất xa bên phải; nghĩa là, hướng tới sự hình thành các sản phẩm.

Chỉ trong những trường hợp này, không có gì chắc chắn để khẳng định rằng một phản ứng được cho là chắc chắn là không thể đảo ngược. Tuy nhiên, tình huống như vậy thường không xảy ra thường xuyên ở những phản ứng thể hiện những thay đổi quá rõ rệt.

Thay đổi hóa học

Đó không phải là một quy tắc chung cũng như không dứt khoát, nhưng một số phản ứng không thể đảo ngược tạo ra những thay đổi hóa học đáng chú ý. Ví dụ, các phản ứng tỏa nhiệt cao về cơ bản được coi là không thể thuận nghịch, do lượng năng lượng ở dạng nhiệt và ánh sáng được giải phóng.

Suy luận tương tự cũng được áp dụng khi chúng ta quan sát sự xuất hiện của một chất khí, sủi bọt trong chất lỏng, hoặc rỉ ra từ các lỗ rỗng của chất rắn. Nếu khí này thoát ra khỏi môi trường phản ứng, nó sẽ không thể tham gia vào quá trình thiết lập cân bằng; nghĩa là, nó sẽ không phản ứng để tái sinh bất kỳ thuốc thử nào.

Tương tự như vậy, sự hình thành chất rắn hoặc kết tủa ngay lập tức có nghĩa là phản ứng không thể đảo ngược, vì chỉ có bề mặt của nó vẫn tiếp xúc với môi trường phản ứng. Và nếu chất rắn này có cấu trúc rất ổn định, thì nó sẽ ít tham gia vào trạng thái cân bằng (khác với khả năng hòa tan), vì các hạt của nó sẽ bị giới hạn.

Mặt khác, bạn không thể luôn luôn dựa vào sự thay đổi màu sắc. Nhiều phản ứng mà ở đó những phản ứng này thực sự có thể đảo ngược, và sớm hay muộn thì sự thay đổi cũng bị đảo ngược.

Sản phẩm ổn định và chất phản ứng không ổn định

Một đặc điểm chung hơn của phản ứng bất thuận nghịch là sản phẩm tạo thành bền hơn nhiều so với chất tham gia phản ứng. Điều này giải thích tại sao C và D không còn "muốn" tái tổ hợp để tái sinh A và B, vì sau này là những loài không ổn định hơn.

Cho biết độ ổn định có thể được dự đoán bằng cách biết cấu trúc của các sản phẩm, mức độ bền và bền của các liên kết mới, hoặc thậm chí bằng cơ chế phân tử cho thấy các bước liên tiếp của phản ứng.

Khả năng hoàn nguyên rõ ràng

Có những phản ứng không thể đảo ngược thực tế sẽ cần thời gian quay ngược trở lại để các chất phản ứng hình thành lại. Hoặc hơn cả phản ứng, chúng sẽ là những thay đổi hoặc quá trình liên quan đến một loạt chúng. Đó là bởi vì nó không phải là đảo ngược một phản ứng, mà là nhiều phản ứng ngay lập tức. Ví dụ: sự phân hủy của trái cây.

Mặt khác, các phản ứng không thể đảo ngược khác có thể bị đảo ngược nếu sản phẩm của chúng được tạo ra để phản ứng với các loài khác. Tương tự như vậy, có những phản ứng xảy ra trong một "phiên bản ngược" thông qua các quá trình hoặc cơ chế khác nhau. Ví dụ được biết đến nhiều nhất là quá trình hô hấp tế bào và quang hợp, sự khác biệt là cái sau này tận dụng năng lượng mặt trời.

Ví dụ

Một số ví dụ tiêu biểu về phản ứng không thuận nghịch sẽ được đề cập dưới đây.

Quá trình oxy hóa

Vật chất khi bị oxy hóa sẽ không thể đảo ngược được trừ khi nó tiếp xúc với các chất khử. Khi kim loại bị oxy hóa, một lớp oxit xuất hiện trên bề mặt của chúng, khi hơi ẩm và cacbon đioxit lắng đọng, cùng với muối, sẽ bắt đầu quá trình ăn mòn.

Oxit kim loại sẽ không bị phân huỷ ra ngoài để tạo lại kim loại và cho khí oxi thoát ra.

Đốt cháy

Tất cả các chất hữu cơ phản ứng mạnh với oxy sẽ trải qua quá trình đốt cháy và các oxit dạng khí và tro sẽ được giải phóng khỏi nó. Các oxit này, về cơ bản là CO ₂ , H ₂ O, NO ₂ và SO ₂ , sẽ không bao giờ tái kết hợp để tạo thành các phân tử ban đầu. Đây là trường hợp của nhựa, hydrocacbon, gỗ, thực vật và động vật.

Trung hòa gốc axit mạnh

Khi một axit và bazơ mạnh phản ứng hoặc bị trung hòa, các loài được tạo ra sẽ không tái tổ hợp lại để tạo ra chúng. Ví dụ, NaOH và HCl phản ứng tạo ra NaCl và H ₂ O, cả hai đều rất bền:

NaOH + HCl => NaCl + H ₂ O

Phản ứng này là không thể đảo ngược, không có điểm nào mà người ta đã xác minh rằng một phần NaOH hoặc HCl đã được tái sinh. Điều này cũng đúng với các cặp axit và bazơ mạnh khác.

Sự hòa tan của kim loại

Khi kim loại hòa tan trong axit mạnh, chúng tạo thành muối, nước và khí. Ví dụ, đồng bị axit nitric tấn công để tạo ra đồng nitrat, nước và nitơ đioxit:

Cu + 4HNO ₃ => Cu (NO ₃ ) ₂ + 2H ₂ O + 2NO ₂

Dung dịch thu được có màu hơi xanh và các hạt đồng kim loại sẽ không bao giờ xuất hiện lại một cách kỳ diệu, cho thấy sự hình thành của đồng kim loại.

Xà phòng hóa

Cuối cùng, chúng ta có phản ứng xà phòng hóa, là phản ứng không thuận nghịch; mặc dù một số bước bên trong của nó có thể đảo ngược. Xà phòng có nguồn gốc sẽ không được chuyển đổi trở lại thành chất béo mà chúng đã tạo ra; thậm chí không phải kali hydroxit, KOH, một bazơ mạnh như vậy, có thể được tái tạo bằng bất kỳ hành động cân bằng nào.

Người giới thiệu

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
2. Đài BBC. (Năm 2020). Những thay đổi không thể đảo ngược là gì? Đã khôi phục từ: bbc.co.uk
3. Học viện Khan. (Năm 2020). Phản ứng hoá học. Phục hồi từ: khanacademy.org
4. Quái vật sự thật. (Năm 2020). Khoa học DK: Phản ứng hóa học. Được khôi phục từ: factmonster.com
5. Ginesa Blanco. (Ngày 16 tháng 10 năm 2019). Có đúng là không có phản ứng hóa học nào là không thể thuận nghịch? Quốc gia. Được khôi phục từ: elpais.com