Réaction réversible

Définition de la réaction réversible

Certaines réactions ne se produisent que dans un seul sens. Les réactifs réagissent pour former des produits, et c'est tout - la réaction est terminée. Mais dans certains cas, les produits peuvent réagir pour former à nouveau les réactifs. Nous appelons ces réactions desréactions réversibles.

Tu peux considérer qu'une réaction réversible est composée de deux réactions distinctes:

• La réaction dans laquelle les réactifs réagissent pour former les produits est connue sous le nom de réaction directe.
• La réaction dans laquelle les produits réagissent pour fabriquer les réactifs est appelée réaction inverse ou réaction à rebours.

En utilisant notre analogie avec les Lego, combiner les briques ensemble est comme la réaction en avant. Nous prenons les réactifs, qui sont des briques de Lego, et nous les empilons pour construire notre produit, la maison. Démonter la structure, c'est comme la réaction inverse. Nous prenons le produit, la maison, et nous le décomposons en réactifs, les briques de Lego. Ces deux réactions se combinent pour donner une réaction globale réversible.

Symbole de la réaction réversible

Nous savons donc que les réactions réversibles sont composées de deux réactions distinctes: la réaction en avant et la réaction en arrière. Au lieu d'écrire les deux réactions individuellement, nous pouvons les combiner à l'aide de deux flèches à demi-tête pour montrer une réaction réversible : ⇌.

Voici un exemple. Les réactifs A et B réagissent pour former le produit C. Il s'agit de la réaction en avant. C peut ensuite se décomposer pour donner à nouveau A et B. Il s'agit de la réaction inverse. Nous pouvons représenter cette réaction réversible à l'aide de deux équations distinctes, ou nous pouvons les combiner pour obtenir une équation globale :

Réaction en avant : $\mathrm{A}\hspace{0.17em}+\mathrm{B}\to \mathrm{C}$

Réaction inverse : $\mathrm{C}\to \mathrm{A}+\mathrm{B}$

Équation globale : $\mathrm{A}+\mathrm{B}\rightleftharpoons \mathrm{C}$

Exemple de réaction réversible

Passons maintenant à des exemples concrets de réactions réversibles.

Un exemple visuellement intéressant est l'hydratation du chlorure de cobalt(II). Sous sa forme anhydre, il est bleu. Si tu l'hydrates, il devient rose. L'évaporation de l'eau lui redonne sa forme bleue anhydre. Le chlorure de cobalt(II) est donc un excellent test pour détecter la présence d'eau.

Réaction en avant : ${\mathrm{CoCl}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to {\mathrm{CoCl}}_2·6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Réaction en sens inverse : ${\mathrm{CoCl}}_2·6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to {\mathrm{CoCl}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Équation globale : ${\mathrm{CoCl}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\rightleftharpoons {\mathrm{CoCl}}_2·6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Hydratation du chlorure de cobalt (II). Anna Brewer, StudySmarter Original

Un exemple biologique de réaction réversible se produit dans l'hémoglobine. L'hémoglobine se déplace dans ton sang, transportant l'oxygène de tes poumons vers tes cellules et les déchets de dioxyde de carbone de tes cellules vers tes poumons. Pour ce faire, elle se lie aux molécules de gaz à l'aide de ses quatre sites de liaison. Tu peux considérer les molécules individuelles d'hémoglobine, d'oxygène et de dioxyde de carbone comme les réactifs et la molécule d'hémoglobine liée comme le produit. Une fois que la molécule d'hémoglobine liée a atteint sa destination, elle libère les molécules de gaz et se sépare à nouveau en réactifs.

Réactions réversibles et équilibre

Si tu laisses les espèces impliquées dans une réaction réversible dans un système fermé pendant un certain temps, il finira par se produire quelque chose de particulier. Si tu commences avec de grandes quantités de réactifs, tu verras d'abord une grande partie de la réaction inverse se produire. Mais si tu produis de plus en plus de produits, la réaction inverse finira par se produire également. Si tu commences avec beaucoup de produits, c'est l'inverse qui se produit - il y aura d'abord beaucoup de réactions inverses, mais au fur et à mesure que tu produiras de plus en plus de réactifs, la réaction en avant se produira aussi. Mais quel que soit ton point de départ, que ce soit avec beaucoup de réactifs ou beaucoup de produits, tu finiras par atteindre un point de stabilité. Ici, la vitesse de la réaction en avant et la vitesse de la réaction en arrière sont les mêmes et les concentrations des réactifs et des produits ne changent pas. C'est ce qu'on appelle un équilibre dynamique.

Dans certaines conditions, un équilibre dynamique présente toujours un certain rapport entre les réactifs et les produits. Peu importe que tu commences avec beaucoup de réactifs ou beaucoup de produits - si tu gardes les mêmes variables comme la température et la concentration, tu obtiendras le même équilibre. Nous exprimons le rapport entre les réactifs et les produits dans un système à l'équilibre à l'aide de la constante d'équilibre,_Keq.

Prévoir le sens d'une réaction réversible

Enfin, nous pouvons utiliser nos connaissances sur les réactions réversibles et les équilibres pour prédire le sens d'une réaction réversible et son effet sur le rapport entre les réactifs et les produits.

• Si la vitesse de la réaction en avant est supérieure à la vitesse de la réaction en arrière, une plus grande partie des réactifs sera transformée en produits et il y aura une production nette de produits.
• Si la vitesse de la réaction inverse est supérieure à la vitesse de la réaction directe, un plus grand nombre de produits seront transformés en réactifs et il y aura une production nette de réactifs.
• Si le taux de la réaction en avant et le taux de la réaction en arrière sont identiques, le système est en équilibre dynamique et il n'y a pas de production nette de produits ou de réactifs.

C'est la fin de cet article. Tu devrais maintenant être en mesure de définir les réactions réversibles et d'utiliser les termes réaction en avant et réaction en arrière. Tu devrais également être en mesure d'expliquer comment une réaction réversible atteint l'équilibre.