Reações Reversíveis

Muitas reações processam-se somente enquanto houver reagentes. Por exemplo, digamos que você coloque um comprimido antiácido na água, ele começa a reagir, gerando aquela efervescência que conhecemos bem. Sabemos também que essa reação irá cessar depois que todo o regente for consumido. Outro ponto é que não conseguimos regenerar o comprimido novamente. Portanto, esse tipo de reação é chamado de irreversível.

No entanto, existe um grande número de reações químicas importantes que ocorrem no metabolismo dos seres vivos e nas mais diversas regiões da Terra, como na atmosfera e hidrosfera, que são reversíveis. Antes de considerarmos um exemplo desse tipo de reação, vejamos primeiro o que é uma reação reversível e como ela é representada.

Considere uma reação genérica em que misturamos certa quantidade de um reagente A com um reagente B e eles transformam-se nos produtos C e D.

aA + bB → cC + dD

Em uma segunda transformação, a substância C é misturada à substância D e elas transformam-se nos produtos A e B:

cC + dD → aA + bB

Observe que os produtos da primeira reação são os reagentes da segunda reação e vice-versa. Assim, se essas duas reações ocorrerem ao mesmo tempo, em um único meio, dizemos que é um processo reversível.

Desse modo, concluímos que uma reação reversível é aquela que se desloca nos dois sentidos simultaneamente.

Temos que:

• Reação direta: aA + bB → cC + dD
• Reação inversa: cC + dD → aA + bB

Então podemos representar esse tipo de reação em uma única forma:

aA + bB ↔ cC + dD

A dupla seta (↔) é a indicação de que um processo é reversível, sendo que a seta para a direita (→) corresponde à reação direta, enquanto a seta voltada para a esquerda (←) corresponde à reação inversa. Se essas duas setas estiverem de tamanhos diferentes, isso quer dizer que a velocidade com que elas se processam está diferente, e quanto maior a seta, maior é a velocidade da reação. Por outro lado, se elas estiverem exatamente do mesmo tamanho, isso significará que o sistema atingiu o equilíbrio químico, em que a taxa de desenvolvimento da reação direta é igual à taxa de desenvolvimento da reação inversa.

Agora, consideremos um exemplo: as estalactites e estalagmites. As águas subterrâneas contêm dióxido de carbono (CO₂) e estão a elevadas pressões, o que facilita a dissolução de carbonato de cálcio (CaCO₃) quando elas passam por terrenos contendo calcário. Com isso, ocorre a seguinte reação:

CaCO_3(s) + CO_2(g)  + H₂O_(l)  → Ca²⁺_(aq) + 2 HCO^-_3(aq)

No teto das cavernas, essas águas começam a gotejar bem lentamente e, com o tempo, vão liberando dióxido de carbono e água por evaporação, ocorrendo a formação do carboneto de cálcio, que vai se depositando na forma de estalactites no teto e de estalagmites no solo:

Ca²⁺_(aq) + 2 HCO^-_3(aq) → CaCO_3(s) + CO_2(g)  + H₂O_(l)

Observe que uma reação é exatamente o inverso da outra, sendo que os reagentes foram regenerados. Portanto, temos a seguinte reação reversível:

CaCO_3(s) + CO_2(g)  + H₂O_(l)  ↔ Ca²⁺_(aq) + 2 HCO^-_3(aq)

A produção da amônia é feita pela reação entre os gases hidrogênio e nitrogênio. No entanto, a quantidade de amônia obtida experimentalmente é sempre menor que a proporção dada na equação química, ou seja, o rendimento não é 100%. Isso acontece porque uma parte da amônia produzida é decomposta, regenerando seus gases de origem. Assim, temos a seguinte reação reversível:

N_2(g) + 3 H_2(g) ↔ 2 NH_3(g)