可逆反応は、その過程でいくつかの時点で反応物及び生成物の濃度が一定のまました平衡状態に達したことものです。つまり、一方が消費される速度が他方が現れる速度と同じであるため、それらは変化しません。そのような状態は、動的平衡に対応するとも言われています。
ただし、平衡は化学反応の可逆性の結果と見なすことができます。不可逆反応では平衡を確立することが不可能だからです。これが発生するためには、圧力と温度の特定の条件下で、生成物が互いに反応し、反応物質を戻す必要があります。
二重矢印記号は、反応が可逆的であることを示します。出典：このSVG画像はMedium69によって作成されました。Cette画像SVGはMedium69によって作成されました。クレジット：William Crochot
これは、二重矢印記号（2つの逆平行の頭を持つ）を使用することによって過度に単純化されています。化学方程式でそれを見ると、反応は左から右（生成物形成）と右から左（反応物または反応物形成）の両方向に進むことを意味します。
化学反応の少数は可逆的であり、それらは主に有機および無機合成に見られます。これらの中で、得られる生成物の量を見積もるためには、どの条件が平衡に有利かを知ることが非常に重要です。
可逆反応の特徴
一般方程式と平衡
AとBの2つの反応物しかないことを考えると、可逆反応には次の一般的な方程式があります。
A + B⇌C + D
二重矢印は、AとBが反応してCとDを生成することを示しますが、CとDが互いに反応して反応物質を再生することもできます。つまり、右から左への反対方向の反応が発生します。
直接反応は生成物を生成し、その逆は反応性です。一方が発熱性である場合、もう一方は論理的に吸熱性でなければならず、両方が自然発生します。必ずしも同じ速度である必要はありません。
たとえば、AとBはCとDよりも小さい場合や不安定な場合があります。したがって、それらはCおよびDが再生成できるよりも速く消費されます。
生成物CとDがほとんど反応しない場合、反応物よりも生成物の蓄積が多くなります。これは、化学平衡に達したとき、濃度が変化しないかどうかに関係なく、AまたはBよりもCおよびDの濃度が高くなることを意味します。
次に、平衡は左にシフトすると言われ、反応物よりも生成物が多くなります。
ルシャトリエの原理
可逆反応は、化学方程式の両方向で起こり、平衡点に到達し、ルシャトリエの原理に従って外部の変化または影響に応答することを特徴とします。
実際、この原理のおかげで、1803年のベルトレの観察は、エジプトにある砂の湖のNa 2 CO 3結晶を認識したときに説明できました。二重置換反応は次のようになります。
Na 2 CO 3（水溶液）+ CaCl 2（水溶液） ⇌NaCl（水溶液）+ CaCO 3（水溶液）
逆反応が発生するためには、過剰なNaClが必要であり、したがって平衡は右にシフトします：Na 2 CO 3の形成に向かって。
同じように圧力または温度を操作して、対象の種によって生成される反応の方向を優先するため、この特性は非常に重要です。
化学変化
可逆反応の化学変化は、不可逆反応で見られる化学変化よりも明白ではない傾向があります。しかし、特に金属錯体が関与する反応では、温度に依存する色の変化が見られます。
化学種
あらゆる種類の化合物が可逆反応に関与する可能性があります。2つの塩、Na 2 CO 3とCaCl 2が平衡を確立できることがわかりました。金属錯体や分子間でも同じことが起こります。実際、可逆反応の多くは、何度も何度も壊れて再生する特定の結合を持つ分子によるものです。
可逆反応の例
塩化コバルト溶液
水中の塩化コバルトCoCl 2の溶液は、複雑な水溶液が形成されるため、ピンクに染まります。この溶液を加熱すると、色が青に変わり、次の可逆反応が起こります。
2+（水溶液）（ピンク）+ 4CL - （水溶液）+ Q⇌のCoCl 4 2-（水溶液）（青）+ 6H 2 O（L）
ここで、Qは供給される熱です。この熱により複合体が脱水されますが、溶液が冷えるにつれて、または水が追加されると、元のピンク色に戻ります。
ヨウ化水素
次の可逆反応は、おそらく化学平衡の概念を導入する上で最も古典的なものです。
H 2（g）+ I 2（s）⇌2HI（g）
反応は、ヨウ素が固体状態であっても平衡を確立することに注意してください。すべての種は分子です：HH、IIおよびHI。
加水分解
加水分解は可逆反応の非常に代表的な例です。最も単純なものの中に、共役酸または共役塩基に苦しむものがあります。アンモニウムイオンNH 4 +および炭酸イオンCO 3 2-の加水分解は次のとおりです。
NH 4 +（水溶液）+ H 2 O（L）⇌NH 3（G）+ OH -
CO 3 2-（水溶液）+ H 2 O（L）⇌HCO 3 - （水溶液）+ OH -
私たちが寄与OHというベースを追加する場合-イオン真ん中に、我々は左に、両方の平衡をシフトします。
クロム酸二クロム酸溶液
最初の例と非常によく似ていますが、クロム酸塩溶液は色の変化を起こしますが、pHの変化ではなく温度の変化によるものです。可逆反応は次のとおりです。
2CrO 4 2-（aq）（黄色）+ 2H 3 O +（aq）⇌Cr 2 O 7 2-（aq）（オレンジ）+ 3H 2 O（l）
したがって、CrO 4 2-の黄色の溶液を酸で酸性化すると、その色はすぐにオレンジ色になります。そして、それをアルカリ性にしたり、豊富な水を加えたりすると、バランスが右にシフトし、黄色が再び現れ、Cr 2 O 7 2-が消費されます。
アンモニア
アンモニアNH 3の合成には、非常に不活性な種であるガス状窒素が反応するように調整された可逆反応が含まれます。
N 2（g）+ 3H 2（s）⇌2NH 3（g）
エステル化
そして最後に、有機化学の例が言及されています：エステル化。これは、強酸媒体中でカルボン酸とアルコールからエステルを得ることから成ります。可逆反応は次のとおりです。
RCOOH + R'OH⇌RCOOR '+ H 2 O
参考文献
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