Необратимые реакции

Необрати́мые реа́кции, реакции, в результате которых образуются стабильные конечные продукты. Если скоростью обратного процесса можно пренебречь по сравнению со скоростью прямого процесса, реакцию называют необратимой. Состояние равновесия характеризуется следующими термодинамическими величинами: энтальпией равновесия ${\displaystyle \Delta H}$, энтропией равновесия ${\displaystyle \Delta S}$ и энергией Гиббса ${\displaystyle \Delta G=\Delta H-T\Delta S}$. Константа равновесия ${\displaystyle K}$ связана с энергией Гиббса соотношением: ${\displaystyle \Delta G=-RTlnK}$.

Кинетика необратимой реакции ${\displaystyle {{\ce {A -> Z}}}}$ описывается уравнениями: ${\displaystyle [A]=[A]_{0}e^{-kt}}$, ${\displaystyle [Z]=[A]_{0}(1-e^{-kt})}$, при ${\displaystyle {\ce {t->\infty }}}$, ${\displaystyle {{\ce {[A] -> 0}}}}$ (не к конечному значению, как для обратимой реакции) и ${\displaystyle {{\ce {[Z] -> [A]_0}}}}$. Необратимые реакции со стабильным конечным продуктом можно рассматривать как обратимые с ${\displaystyle K\gg 1}$ и ${\displaystyle \Delta G<-200}$ кДж/моль, поскольку ${\displaystyle K\geqslant exp(200000/RT)}$. Следует иметь в виду, что ${\displaystyle K}$ зависит от температуры и может уменьшаться с её ростом. Например, реакция образования бромоводорода ${\displaystyle H_{2}+Br_{2}\rightleftarrows 2HBr}$ характеризуется следующими значениями: ${\displaystyle \Delta H=-130,5}$ кДж/моль и ${\displaystyle \Delta S=21,2}$ Дж/(моль·К), ${\displaystyle K=8\cdot 10^{16}}$ при 300 К (реакция практически необратима) и ${\displaystyle K=2\cdot 10^{4}}$ при 1000 К (реакцию можно рассматривать как обратимую). Реакции, в которых продукты превращения вступают в последующие быстрые реакции, в силу чего равновесие становится невозможным, также относятся к необратимым.