रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रतिवर्तीता। रासायनिक संतुलन
प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय रासायनिक प्रतिक्रियाएं। रासायनिक संतुलन। विभिन्न कारकों के प्रभाव में संतुलन बदलाव
रासायनिक संतुलन
एक ही दिशा में आगे बढ़ने वाली रासायनिक अभिक्रिया कहलाती है अचल.
अधिकांश रासायनिक प्रक्रियाएं हैं प्रतिवर्ती. इसका मतलब यह है कि समान परिस्थितियों में, आगे और पीछे दोनों तरह की प्रतिक्रियाएँ होती हैं (खासकर अगर हम बात कर रहे हैंबंद सिस्टम के बारे में)।
उदाहरण के लिए:
एक प्रतिक्रिया
$CaCO_3(→)↖(t)CaO+CO_2$
एक खुली प्रणाली में अपरिवर्तनीय है;
बी) एक ही प्रतिक्रिया
$CaCO_3⇄CaO+CO_2$
एक बंद प्रणाली में प्रतिवर्ती है।
आइए अधिक विस्तार से उन प्रक्रियाओं पर विचार करें जो प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं के दौरान होती हैं, उदाहरण के लिए, एक सशर्त प्रतिक्रिया के लिए:
सामूहिक क्रिया के नियम के आधार पर, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दर
$(υ)↖(→)=k_(1) C_(A)^(α) C_(B)^(β)$
चूँकि $A$ और $B$ पदार्थों की सांद्रता समय के साथ घटती जाती है, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दर भी घटती जाती है।
प्रतिक्रिया उत्पादों की उपस्थिति का मतलब रिवर्स प्रतिक्रिया की संभावना है, और समय के साथ, पदार्थों की सांद्रता $C$ और $D$ बढ़ जाती है, जिसका अर्थ है कि रिवर्स प्रतिक्रिया की दर भी बढ़ जाती है:
$(υ)↖(→)=k_(2) C_(C)^(γ) C_(D)^(δ)$
देर-सबेर एक ऐसी स्थिति आ जाएगी जिसमें अग्र और पश्च अभिक्रियाओं की दर बराबर हो जाएगी
${υ}↖{→}={υ}↖{←}$
एक प्रणाली की स्थिति जिसमें आगे की प्रतिक्रिया की दर रिवर्स प्रतिक्रिया की दर के बराबर होती है, रासायनिक संतुलन कहलाती है।
इस मामले में, अभिकारकों और प्रतिक्रिया उत्पादों की सांद्रता अपरिवर्तित रहती है। वे कहते हैं संतुलन सांद्रता. वृहद स्तर पर, ऐसा लगता है कि सामान्य तौर पर कुछ भी नहीं बदलता है। लेकिन वास्तव में, प्रत्यक्ष और विपरीत दोनों प्रक्रियाएँ चलती रहती हैं, लेकिन एक ही गति से। इसलिए, सिस्टम में इस संतुलन को कहा जाता है गतिमानऔर गतिशील.
निरंतर संतुलन
आइए हम $ [ए], [बी], [सी], [डी] $ पदार्थों की संतुलन सांद्रता को निरूपित करें।
तब से $(υ)↖(→)=(υ)↖(←), k_(1) [A]^(α) [B]^(β)=k_(2) [C]^ (γ) [ डी]^(δ)$, कहां से
$([सी]^(γ) [डी]^(δ))/([ए]^(α) [बी]^(β))=(k_1)/(k_2)=K_(बराबर) $
जहां $γ, δ, α, β$ प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया में गुणांक के बराबर घातांक हैं; $K_(equal)$ रासायनिक संतुलन स्थिरांक है।
परिणामी अभिव्यक्ति मात्रात्मक रूप से संतुलन की स्थिति का वर्णन करती है और संतुलन प्रणालियों के लिए बड़े पैमाने पर कार्रवाई के कानून की गणितीय अभिव्यक्ति है।
स्थिर तापमान पर, दी गई उत्क्रमणीय प्रतिक्रिया के लिए संतुलन स्थिरांक एक स्थिर मान होता है। यह प्रतिक्रिया उत्पादों (अंश) और शुरुआती सामग्री (भाजक) की सांद्रता के बीच के अनुपात को दर्शाता है, जो संतुलन पर स्थापित होता है।
एक निश्चित तापमान पर प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों की संतुलन सांद्रता का निर्धारण करके प्रायोगिक डेटा से संतुलन स्थिरांक की गणना की जाती है।
संतुलन स्थिरांक का मान प्रतिक्रिया उत्पादों की उपज, इसके पाठ्यक्रम की पूर्णता को दर्शाता है। अगर $K_(equal) >> 1$ प्राप्त होता है, इसका मतलब है कि संतुलन $[C]^(γ) [D]^(δ) >> [A]^(α) [B]^( β)$ , यानी, प्रतिक्रिया उत्पादों की सांद्रता प्रारंभिक पदार्थों की सांद्रता पर प्रबल होती है, और प्रतिक्रिया उत्पादों की उपज बड़ी होती है।
$K_(बराबर) के लिए
$CH_3COOC_2H_5+H_2O⇄CH_3COOH+C_2H_5OH$
निरंतर संतुलन
$K_(बराबर)=( )/( )$
$20°С$ पर इसका मूल्य $0.28$ (यानी $1$ से कम) है। इसका मतलब है कि एस्टर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हाइड्रोलाइज्ड नहीं था।
विषम प्रतिक्रियाओं के मामले में, संतुलन स्थिरांक की अभिव्यक्ति में केवल उन पदार्थों की सांद्रता शामिल होती है जो गैस या तरल चरण में होती हैं। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए
संतुलन स्थिरांक इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
$K_(बराबर)=(^2)/()$
संतुलन स्थिरांक का मान अभिकारकों की प्रकृति और तापमान पर निर्भर करता है।
स्थिरांक एक उत्प्रेरक की उपस्थिति पर निर्भर नहीं करता है, क्योंकि यह अग्र और पश्च दोनों प्रतिक्रियाओं की सक्रियण ऊर्जा को समान मात्रा में बदलता है। उत्प्रेरक संतुलन स्थिरांक के मान को प्रभावित किए बिना केवल संतुलन की शुरुआत को तेज कर सकता है।
विभिन्न कारकों के प्रभाव में संतुलन बदलाव
निरंतर बाहरी परिस्थितियों में मनमाने ढंग से लंबे समय तक संतुलन की स्थिति बनाए रखी जाती है: तापमान, शुरुआती पदार्थों की एकाग्रता, दबाव (यदि गैसें शामिल होती हैं या प्रतिक्रिया में बनती हैं)।
इन शर्तों को बदलकर, सिस्टम को एक संतुलन राज्य से दूसरे में स्थानांतरित करना संभव है, नई शर्तों के अनुरूप। ऐसा संक्रमण कहा जाता है विस्थापनया संतुलन पारी.
अमोनिया के निर्माण के साथ नाइट्रोजन और हाइड्रोजन की परस्पर क्रिया की प्रतिक्रिया के उदाहरण का उपयोग करके संतुलन को स्थानांतरित करने के विभिन्न तरीकों पर विचार करें:
$N_2+3H_2⇄2HN_3+Q$
$K_(बराबर)=(^2)/( ^3)$
पदार्थों की सांद्रता में परिवर्तन का प्रभाव
जब प्रतिक्रिया मिश्रण में नाइट्रोजन $N_2$ और हाइड्रोजन $H_2$ मिलाए जाते हैं, तो इन गैसों की सांद्रता बढ़ जाती है, जिसका अर्थ है कि प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है। संतुलन प्रतिक्रिया उत्पाद की ओर दाईं ओर शिफ्ट होता है, अर्थात अमोनिया $NH_3$ की ओर।
संतुलन स्थिरांक के लिए अभिव्यक्ति का विश्लेषण करके एक ही निष्कर्ष निकाला जा सकता है। नाइट्रोजन और हाइड्रोजन की सांद्रता में वृद्धि के साथ, भाजक बढ़ता है, और चूँकि $K_(बराबर)$ एक स्थिर मान है, अंश में वृद्धि होनी चाहिए। इस प्रकार, प्रतिक्रिया उत्पाद की मात्रा $NH_3$ प्रतिक्रिया मिश्रण में वृद्धि होगी।
अमोनिया प्रतिक्रिया उत्पाद की सांद्रता में वृद्धि $NH_3$ प्रारंभिक पदार्थों के निर्माण की दिशा में संतुलन को बाईं ओर स्थानांतरित कर देगी। इसी तरह के तर्कों के आधार पर यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है।
दबाव परिवर्तन का प्रभाव
दबाव में परिवर्तन केवल उन प्रणालियों को प्रभावित करता है जहां कम से कम एक पदार्थ गैसीय अवस्था में होता है। जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, गैसों का आयतन घटता जाता है, जिसका अर्थ है कि उनकी सांद्रता बढ़ती है।
मान लें कि एक बंद प्रणाली में दबाव बढ़ जाता है, उदाहरण के लिए, $2$ गुना। इसका मतलब यह है कि जिस प्रतिक्रिया पर हम विचार कर रहे हैं उसमें सभी गैसीय पदार्थों ($N_2, H_2, NH_3$) की सांद्रता $2$ गुना बढ़ जाएगी। इस मामले में, $K_(बराबर)$ के लिए अभिव्यक्ति में अंश 4 गुना बढ़ जाएगा, और भाजक - $16$ गुना, यानी। संतुलन गड़बड़ा जाएगा। इसे बहाल करने के लिए, अमोनिया की एकाग्रता में वृद्धि होनी चाहिए और नाइट्रोजन और हाइड्रोजन की सांद्रता कम होनी चाहिए। शेष राशि दाईं ओर शिफ्ट हो जाएगी। दबाव में परिवर्तन का व्यावहारिक रूप से तरल और ठोस पिंडों के आयतन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, अर्थात। उनकी एकाग्रता नहीं बदलती। इसलिए, प्रतिक्रियाओं के रासायनिक संतुलन की स्थिति जिसमें गैसें भाग नहीं लेती हैं, दबाव से स्वतंत्र होती हैं।
तापमान परिवर्तन का प्रभाव
बढ़ते तापमान के साथ, जैसा कि आप जानते हैं, सभी प्रतिक्रियाओं (एक्सो- और एंडोथर्मिक) की दर बढ़ जाती है। इसके अलावा, तापमान में वृद्धि का उन प्रतिक्रियाओं की दर पर अधिक प्रभाव पड़ता है जिनमें एक बड़ी सक्रियण ऊर्जा होती है, और इसलिए, एंडोथर्मिक वाले।
इस प्रकार, रिवर्स रिएक्शन की दर (हमारे उदाहरण में एंडोथर्मिक) फॉरवर्ड रिएक्शन की दर से अधिक बढ़ जाती है। ऊर्जा के अवशोषण के साथ, संतुलन प्रक्रिया की ओर बढ़ जाएगा।
ले चेटेलियर के सिद्धांत (1884) का उपयोग करके संतुलन बदलाव की दिशा का अनुमान लगाया जा सकता है:
यदि संतुलन (एकाग्रता, दबाव, तापमान परिवर्तन) में एक प्रणाली पर बाहरी प्रभाव डाला जाता है, तो संतुलन उस दिशा में बदल जाता है जो इस प्रभाव को कमजोर करता है।
आइए निष्कर्ष निकालें:
- अभिकारकों की सांद्रता में वृद्धि के साथ, सिस्टम का रासायनिक संतुलन प्रतिक्रिया उत्पादों के निर्माण की ओर बढ़ता है;
- प्रतिक्रिया उत्पादों की एकाग्रता में वृद्धि के साथ, सिस्टम का रासायनिक संतुलन शुरुआती पदार्थों के निर्माण की ओर बढ़ता है;
- बढ़ते दबाव के साथ, सिस्टम का रासायनिक संतुलन उस प्रतिक्रिया की ओर बढ़ता है जिसमें बनने वाले गैसीय पदार्थों की मात्रा कम होती है;
- जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, सिस्टम का रासायनिक संतुलन एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की ओर बढ़ता है;
- जब तापमान गिरता है - एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया की दिशा में।
ले चेटेलियर सिद्धांत न केवल रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर लागू होता है, बल्कि कई अन्य प्रक्रियाओं पर भी लागू होता है: वाष्पीकरण, संघनन, पिघलना, क्रिस्टलीकरण, आदि। सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक उत्पादों के उत्पादन में, ले चेटेलियर सिद्धांत और गणना कानून से उत्पन्न होती है। बड़े पैमाने पर कार्रवाई से रासायनिक प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए ऐसी स्थिति का पता लगाना संभव हो जाता है जो वांछित पदार्थ की अधिकतम उपज प्रदान करती है।
शिक्षकों का पुनर्प्रशिक्षण।
प्राकृतिक विज्ञान विभाग
विषय: "प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं।
रासायनिक संतुलन। ले चेटेलियर का सिद्धांत।
काम पूरा हो गया है:
श्रोता समूह X - 1
रसायन विज्ञान शिक्षक, माध्यमिक विद्यालय №6
दिमित्रोवग्राद
उल्यानोस्क क्षेत्र
लेपिखोवा तात्याना वासिलिवना
वैज्ञानिक सलाहकार:
विभाग के प्रमुख
प्राकृतिक विज्ञान
अख्मेतोव मराट अनवरोविच
उल्यानोस्क 2009
प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय रासायनिक प्रतिक्रियाएं।
रासायनिक संतुलन।
ले चेटेलियर का सिद्धांत।
कार्य का लक्ष्य: 1) उत्क्रमण के आधार पर विभिन्न प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बारे में विचारों के निर्माण की निरंतरता के रूप में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम की विशेषताओं और पैटर्न का अध्ययन।
2) रासायनिक प्रतिक्रियाओं के नियमों के बारे में ज्ञान का सामान्यीकरण और संक्षिप्तीकरण, किसी विशेष प्रतिक्रिया की घटना के लिए आवश्यक विशेषताओं और परिणामी परिस्थितियों को निर्धारित करने के लिए कौशल और क्षमताओं का गठन। 3) विभिन्न प्रकार की रासायनिक प्रक्रियाओं के बारे में ज्ञान का विस्तार और गहरा करना, छात्रों को तुलना करना, विश्लेषण करना, व्याख्या करना, निष्कर्ष निकालना और सामान्यीकरण करना सिखाना। 4) रासायनिक विज्ञान के इस खंड को लागू पहलू में सबसे महत्वपूर्ण माना जाता है और रासायनिक संतुलन की अवधारणा को प्राकृतिक संतुलन के एकल कानून के एक विशेष मामले के रूप में माना जाता है, मुआवजे की इच्छा, मुख्य रूप से एकता में संतुलन की स्थिरता पदार्थ, गति, गतिकी के अस्तित्व के बारे में।
कार्य।
विषय पर विचार करें: "प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं" पर ठोस उदाहरण, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर के बारे में पिछले विचारों का उपयोग करना।
प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रियाओं की विशेषताओं और प्रतिक्रियाशील प्रणाली की गतिशील स्थिति के रूप में रासायनिक संतुलन के बारे में विचारों के गठन का अध्ययन जारी रखें।
रासायनिक संतुलन में बदलाव के सिद्धांतों का अध्ययन करना और छात्रों को रासायनिक संतुलन में बदलाव के लिए शर्तों का निर्धारण करना सिखाना।
छात्रों को न केवल रासायनिक उत्पादन के लिए, बल्कि एक जीवित जीव और प्रकृति के सामान्य कामकाज के लिए भी इस विषय के महत्व का अंदाजा लगाने के लिए।
परिचय
प्रकृति में, जीवित प्राणियों के जीवों में, मानव शारीरिक गतिविधि की प्रक्रिया में, परिस्थितियों को बनाने के लिए अपने कार्यों में अलग - अलग स्तर: घरेलू, रक्षा, औद्योगिक, तकनीकी, पर्यावरण और अन्य - हजारों, लाखों पूरी तरह से अलग-अलग प्रतिक्रियाएं होती हैं या की जाती हैं, जिन्हें से माना जा सकता है विभिन्न बिंदुदृष्टि और वर्गीकरण। हम रासायनिक अभिक्रियाओं पर उनकी उत्क्रमणीयता और अनुत्क्रमणीयता के संदर्भ में विचार करेंगे।
इन अवधारणाओं के महत्व को कम आंकना मुश्किल है: जब तक कोई सोच वाला व्यक्ति है, उसके शरीर में होने वाली प्रक्रियाओं की प्रतिवर्तीता और अपरिवर्तनीयता के बारे में मानव विचार उतना ही धड़कता है, शाश्वत समस्यामानव जीवन के विस्तार के बारे में, उसके जीवन के परिणामों की अपरिवर्तनीयता की समस्या, प्रकृति के प्रति विचारहीन रवैया।
मैं रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रतिवर्तीता और अपरिवर्तनीयता की अवधारणा, रासायनिक संतुलन की अवधारणा और "उपयोगी" दिशा में इसके बदलाव की शर्तों पर विचार करना चाहता हूं। परिचय देना सैद्धांतिक आधारबाद के सत्यापन के साथ, इस विषय पर ज्ञान की आत्म-परीक्षा, विभिन्न टाइपोलॉजी के परीक्षण का उपयोग करते हुए। मुझे लगता है कि "रास्ते से हटकर" सरल से अधिक तक कठिन कार्य, छात्रों को न केवल इस विषय पर स्पष्ट, अच्छा ज्ञान होगा, बल्कि रसायन विज्ञान के अपने ज्ञान को भी गहरा करेंगे।
रासायनिक अभिक्रियाएँ ऐसी घटनाएँ हैं जिनमें एक (या एक) पदार्थ दूसरे में परिवर्तित हो जाता है, इसका प्रमाण दृश्य और अदृश्य परिवर्तन हैं। दृश्यमान: रंग, गंध, स्वाद, अवक्षेपण में परिवर्तन, संकेतक के रंग में परिवर्तन, अवशोषण और ऊष्मा का विमोचन। अदृश्य: किसी पदार्थ की संरचना में परिवर्तन जिसे गुणात्मक और विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। इन सभी प्रतिक्रियाओं को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएँ।
अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं। ऐसी प्रतिक्रियाएँ जो केवल एक दिशा में आगे बढ़ती हैं और प्रारंभिक अभिकारकों के अंतिम पदार्थों में पूर्ण रूपांतरण के साथ समाप्त होती हैं, अपरिवर्तनीय कहलाती हैं।
ऐसी प्रतिक्रिया का एक उदाहरण गर्म होने पर पोटेशियम क्लोरेट (बर्टोलेट नमक) का अपघटन है:
2KClO 3 \u003d 2KCl + 3O 2
प्रतिक्रिया तब रुक जाएगी जब सभी पोटेशियम क्लोरेट को पोटेशियम क्लोराइड और ऑक्सीजन में बदल दिया जाएगा। कई अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं नहीं हैं।
यदि अम्ल और क्षार के घोल को निकाला जाता है, तो नमक और पानी बनता है, उदाहरण के लिए,
HCl + NaOH \u003d NaCl + H 2 O, और यदि पदार्थों को सही अनुपात में लिया जाता है, तो समाधान में एक तटस्थ प्रतिक्रिया होती है और इसमें हाइड्रोक्लोरिक एसिड और सोडियम हाइड्रॉक्साइड के निशान भी नहीं रहते हैं। यदि आप गठित पदार्थों - सोडियम क्लोराइड और पानी के बीच एक घोल में प्रतिक्रिया करने की कोशिश करते हैं, तो कोई परिवर्तन नहीं मिलेगा। ऐसे मामलों में, यह कहा जाता है कि एक अम्ल की एक क्षार के साथ प्रतिक्रिया अपरिवर्तनीय होती है, अर्थात कोई प्रतिक्रिया नहीं है। कमरे के तापमान पर बहुत सी अभिक्रियाएँ व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तनीय होती हैं, उदाहरण के लिए,
एच 2 + सीएल 2 \u003d 2 एचसीएल, 2 एच 2 + ओ 2 \u003d 2 एच 2 ओ, आदि।
प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएं। उत्क्रमणीय अभिक्रियाएँ वे होती हैं जो एक साथ दो परस्पर विपरीत दिशाओं में आगे बढ़ती हैं।
अधिकांश प्रतिक्रियाएं प्रतिवर्ती होती हैं। उत्क्रमणीय अभिक्रियाओं के समीकरणों में, विपरीत दिशाओं में इंगित करने वाले दो तीरों को बाएँ और दाएँ भागों के बीच रखा जाता है। ऐसी प्रतिक्रिया का एक उदाहरण हाइड्रोजन और नाइट्रोजन से अमोनिया का संश्लेषण है:
,
∆H = -46.2 kJ/mol
इंजीनियरिंग में, प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएं आम तौर पर प्रतिकूल होती हैं। इसलिए, विभिन्न विधियाँ (तापमान, दबाव आदि में परिवर्तन) उन्हें व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तनीय बनाती हैं।
अपरिवर्तनीय ऐसी प्रतिक्रियाएं हैं, जिनके दौरान:
1) परिणामी उत्पाद प्रतिक्रिया क्षेत्र को छोड़ देते हैं - वे अवक्षेप के रूप में अवक्षेपित होते हैं, गैस के रूप में निकलते हैं, उदाहरण के लिए
वासिल 2 + एच 2 एसओ 4 = वासो 4 ↓ + 2НCl
ना 2 सीओ 3 + 2एचसीएल \u003d 2NaCl + सीओ 2 ↓ + एच 2 ओ
2) एक थोड़ा अलग यौगिक बनता है, उदाहरण के लिए पानी:
एचसीएल + नाओएच \u003d एच 2 ओ + NaCl
3) प्रतिक्रिया ऊर्जा की एक बड़ी रिहाई के साथ होती है, उदाहरण के लिए, मैग्नीशियम का दहन
Mg + 1 / 2 O 2 \u003d MgO, ∆H \u003d -602.5 kJ / mol
अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं के समीकरणों में, बाएँ और दाएँ भागों के बीच एक समान चिह्न या एक तीर रखा जाता है।
सामान्य परिस्थितियों में कई प्रतिक्रियाएँ पहले से ही प्रतिवर्ती हैं, जिसका अर्थ है कि विपरीत प्रतिक्रिया ध्यान देने योग्य सीमा तक आगे बढ़ती है। उदाहरण के लिए, यदि आप बहुत कमजोर हाइपोक्लोरस एसिड के जलीय घोल को क्षार से बेअसर करने की कोशिश करते हैं, तो यह पता चलता है कि न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रिया अंत तक नहीं जाती है और समाधान में एक मजबूत क्षारीय वातावरण होता है। इसका मतलब है कि प्रतिक्रिया HClO + NaOH NaClO + H 2 O उत्क्रमणीय है, अर्थात इस प्रतिक्रिया के उत्पाद, एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हुए, प्रारंभिक यौगिकों में आंशिक रूप से गुजरते हैं। नतीजतन, समाधान में क्षारीय प्रतिक्रिया होती है। एस्टर के गठन की प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है (रिवर्स रिएक्शन को सैपोनिफिकेशन कहा जाता है): RCOOH + R "OH RCOOR" + H 2 O, कई अन्य प्रक्रियाएं।
रसायन विज्ञान में कई अन्य अवधारणाओं की तरह, उत्क्रमणीयता की अवधारणा काफी हद तक मनमाना है। आमतौर पर, एक प्रतिक्रिया को अपरिवर्तनीय माना जाता है, जिसके बाद शुरुआती पदार्थों की सांद्रता इतनी कम होती है कि उनका पता नहीं लगाया जा सकता है (बेशक, यह विश्लेषण के तरीकों की संवेदनशीलता पर निर्भर करता है)। जब बाहरी स्थितियां बदलती हैं (मुख्य रूप से तापमान और दबाव), एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया उत्क्रमणीय हो सकती है और इसके विपरीत। तो, वायुमंडलीय दबाव और 1000 ° C से नीचे के तापमान पर, प्रतिक्रिया 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O को अभी भी अपरिवर्तनीय माना जा सकता है, जबकि 2500 ° C और उससे अधिक के तापमान पर, पानी हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में लगभग 4 से अलग हो जाता है। %, और 3000 ° С के तापमान पर - पहले से ही 20%।
19वीं शताब्दी के अंत में जर्मन भौतिक रसायनज्ञ मैक्स बोडेनस्टीन (1871-1942) ने हाइड्रोजन आयोडीन के गठन और थर्मल पृथक्करण की प्रक्रियाओं का विस्तार से अध्ययन किया: H2 + I2 2HI। तापमान को बदलकर, वह केवल आगे या केवल विपरीत प्रतिक्रिया का एक प्रमुख प्रवाह प्राप्त कर सकता था, लेकिन सामान्य स्थिति में, दोनों प्रतिक्रियाएं एक साथ विपरीत दिशाओं में चली गईं। ऐसे अनेक उदाहरण हैं। सबसे प्रसिद्ध में से एक अमोनिया संश्लेषण प्रतिक्रिया 3H 2 + N 2 2NH 3 है; कई अन्य प्रतिक्रियाएं भी प्रतिवर्ती हैं, उदाहरण के लिए, सल्फर डाइऑक्साइड 2SO2 + O2 2SO3 का ऑक्सीकरण, अल्कोहल के साथ कार्बनिक अम्लों की प्रतिक्रिया आदि।
एक प्रतिक्रिया को उत्क्रमणीय कहा जाता है यदि इसकी दिशा प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थों की सांद्रता पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, विषम उत्प्रेरक प्रतिक्रिया N2 + 3H2 = 2NH3 (1) के मामले में, गैसीय पानी में अमोनिया की कम सांद्रता और नाइट्रोजन और हाइड्रोजन की उच्च सांद्रता पर, अमोनिया बनता है; इसके विपरीत, अमोनिया की उच्च सांद्रता पर, यह विघटित हो जाता है, प्रतिक्रिया विपरीत दिशा में जाती है। एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया के पूरा होने पर, अर्थात, रासायनिक संतुलन तक पहुँचने पर, सिस्टम में प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पाद दोनों होते हैं। प्रतिक्रिया को अपरिवर्तनीय कहा जाता है यदि यह केवल एक दिशा में हो सकता है और प्रारंभिक पदार्थों के उत्पादों में पूर्ण परिवर्तन के साथ समाप्त होता है; एक उदाहरण विस्फोटकों का अपघटन है। स्थितियों (तापमान, दबाव) के आधार पर एक ही प्रतिक्रिया अनिवार्य रूप से प्रतिवर्ती या व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तनीय हो सकती है। एक सरल (एक-चरण) प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया में एक साथ होने वाली दो प्राथमिक प्रतिक्रियाएँ होती हैं, जो केवल रासायनिक परिवर्तन की दिशा में एक दूसरे से भिन्न होती हैं। प्रत्यक्ष अवलोकन के लिए सुलभ अंतिम प्रतिक्रिया की दिशा निर्धारित की जाती है कि इनमें से किस पारस्परिक प्रतिक्रिया की गति अधिक है। उदाहरण के लिए, सरल अभिक्रिया N2O4 Û 2NO2 (2) प्राथमिक अभिक्रियाओं N2O4?2NO2 और 2NO2?N2O4 से बनी है। एम। आई। टायोमकिन।
रासायनिक संतुलन।
रासायनिक संतुलन- सिस्टम की वह स्थिति जिसमें आगे की प्रतिक्रिया की दर (V 1) रिवर्स रिएक्शन (V 2) की दर के बराबर होती है। रासायनिक संतुलन में, पदार्थों की सांद्रता अपरिवर्तित रहती है। रासायनिक संतुलन में एक गतिशील चरित्र होता है: आगे और पीछे की प्रतिक्रियाएँ संतुलन पर नहीं रुकती हैं।
रासायनिक संतुलन की स्थिति मात्रात्मक रूप से संतुलन स्थिरांक की विशेषता है, जो प्रत्यक्ष (K 1) और रिवर्स (K 2) प्रतिक्रियाओं के स्थिरांक का अनुपात है।
अभिक्रिया mA + nB pC + dD के लिए साम्य स्थिरांक है
के = के 1 / के 2 = ([सी] पी [डी] डी) / ([ए] एम [बी] एन)
संतुलन स्थिरांक तापमान और अभिकारकों की प्रकृति पर निर्भर करता है। साम्यावस्था स्थिरांक जितना बड़ा होगा, साम्य उतना ही अधिक प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया उत्पादों के निर्माण की ओर स्थानांतरित होगा। संतुलन की स्थिति में, अणु टकराव का अनुभव करना बंद नहीं करते हैं, और उनके बीच बातचीत बंद नहीं होती है, लेकिन पदार्थों की सांद्रता स्थिर रहती है। इन सांद्रता को संतुलन कहा जाता है।
|
संतुलन एकाग्रता- प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थ की सांद्रता जो संतुलन की स्थिति में पहुंच गई है। |
उदाहरण के लिए, वर्ग कोष्ठक में लिए गए पदार्थ के सूत्र द्वारा संतुलन की सघनता का संकेत दिया जाता है:
साथसंतुलन (एच 2) \u003d या आरसंतुलन (HI) = .
किसी भी अन्य सांद्रता की तरह, साम्यावस्था सांद्रता को मोल्स प्रति लीटर में मापा जाता है।
यदि हमने जिन उदाहरणों पर विचार किया है, उनमें प्रारंभिक पदार्थों की अन्य सांद्रताएँ ली होतीं, तो संतुलन तक पहुँचने के बाद हमें संतुलन सांद्रता के अन्य मान प्राप्त होते। ये नए मान (तारांकन द्वारा चिह्नित) पुराने से निम्नानुसार संबंधित होंगे:
.
सामान्य तौर पर, एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया के लिए
एए + बीबी डीडी + एफएफ
एक स्थिर तापमान पर संतुलन की स्थिति में, संबंध देखा जाता है
यह अनुपात कहलाता है सामूहिक कार्रवाई का कानून, जो इस प्रकार तैयार किया गया है:
एक स्थिर तापमान पर, उनके गुणांक के बराबर शक्तियों में ली गई प्रतिक्रिया उत्पादों की संतुलन सांद्रता के उत्पाद का अनुपात, उनके गुणांक के बराबर शक्तियों में लिए गए प्रारंभिक पदार्थों के संतुलन सांद्रता के उत्पाद के लिए एक स्थिर है कीमत।
नियत मान ( को साथ) कहा जाता है निरंतर संतुलनयह प्रतिक्रिया। इस मात्रा के पदनाम में सूचकांक "सी" इंगित करता है कि स्थिरांक की गणना के लिए सांद्रता का उपयोग किया गया था।
यदि संतुलन स्थिरांक बड़ा है, तो संतुलन प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया के उत्पादों की ओर स्थानांतरित हो जाता है, यदि यह छोटा है, तो प्रारंभिक सामग्री की ओर। यदि संतुलन स्थिरांक बहुत बड़ा है, तो वे कहते हैं कि प्रतिक्रिया " व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तनीय,यदि संतुलन स्थिरांक बहुत छोटा है, तो प्रतिक्रिया " व्यावहारिक रूप से काम नहीं करता है।"
संतुलन स्थिरांक - प्रत्येक उत्क्रमणीय प्रतिक्रिया के लिए, मान केवल स्थिर तापमान पर स्थिर होता है। अलग-अलग तापमान पर एक ही प्रतिक्रिया के लिए, संतुलन स्थिरांक अलग-अलग मान लेता है।
सामूहिक क्रिया के नियम के लिए उपरोक्त अभिव्यक्ति केवल उन प्रतिक्रियाओं के लिए मान्य है जिनमें सभी भागीदार या तो गैस या घुले हुए पदार्थ हैं। अन्य मामलों में, संतुलन स्थिरांक के लिए समीकरण कुछ हद तक बदल जाता है।
उदाहरण के लिए, उच्च तापमान पर होने वाली उत्क्रमणीय प्रतिक्रिया में
सी (जीआर) + सीओ 2 2 सीओ (जी)
हार्ड ग्रेफाइट सी (जीआर) शामिल है। औपचारिक रूप से, द्रव्यमान क्रिया के नियम का उपयोग करते हुए, हम इस प्रतिक्रिया के संतुलन स्थिरांक के लिए एक अभिव्यक्ति लिखते हैं, इसे निरूपित करते हैं को":
रिएक्टर के तल पर स्थित ठोस ग्रेफाइट केवल सतह से प्रतिक्रिया करता है, और इसकी "एकाग्रता" ग्रेफाइट के द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करती है और गैस मिश्रण में पदार्थों के किसी भी अनुपात के लिए स्थिर होती है।
समीकरण के दाएँ और बाएँ पक्षों को इस स्थिरांक से गुणा करें:
परिणामी मान इस प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिरांक है:
इसी प्रकार, उच्च तापमान पर होने वाली एक अन्य उत्क्रमणीय प्रतिक्रिया के संतुलन के लिए,
सीएसीओ 3 (सीआर) सीएओ (सीआर) + सीओ 2 (जी),
हमें संतुलन स्थिरांक मिलता है
को साथ = .
इस मामले में, यह कार्बन डाइऑक्साइड की संतुलन एकाग्रता के बराबर है।
मेट्रोलॉजिकल दृष्टिकोण से, संतुलन स्थिरांक एक भौतिक मात्रा नहीं है। यह माप की विभिन्न इकाइयों के साथ मात्राओं का एक समूह है, जो संतुलन सांद्रता के माध्यम से स्थिरांक की विशिष्ट अभिव्यक्ति पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड के साथ ग्रेफाइट की उत्क्रमणीय प्रतिक्रिया के लिए [ क सी] = 1 mol/l, कैल्शियम कार्बोनेट के थर्मल अपघटन की प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिरांक माप की एक ही इकाई है, और हाइड्रोजन आयोडीन के संश्लेषण की प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिरांक एक आयाम रहित मान है। सामान्य रूप में [ क सी] = 1 (मोल/ली) एन .
रासायनिक संतुलन में बदलाव। ले चेटेलियर का सिद्धांत
एक संतुलन रासायनिक प्रणाली का एक संतुलन राज्य से दूसरे में स्थानांतरण कहा जाता है रासायनिक संतुलन की शिफ्ट (शिफ्ट)।, जो सिस्टम के थर्मोडायनामिक पैरामीटर - तापमान, एकाग्रता, दबाव को बदलकर किया जाता है। जब संतुलन को आगे की दिशा में स्थानांतरित किया जाता है, तो उत्पादों की उपज में वृद्धि हासिल की जाती है, और जब विपरीत दिशा में स्थानांतरित किया जाता है, तो कमी अभिकर्मक के रूपांतरण की डिग्री में। दोनों केमिकल इंजीनियरिंग में उपयोगी हो सकते हैं। चूंकि लगभग सभी प्रतिक्रियाएं कुछ हद तक प्रतिवर्ती हैं, उद्योग और प्रयोगशाला अभ्यास में दो समस्याएं उत्पन्न होती हैं: अधिकतम उपज के साथ "उपयोगी" प्रतिक्रिया के उत्पाद को कैसे प्राप्त किया जाए और "हानिकारक" प्रतिक्रिया के उत्पादों की उपज को कैसे कम किया जाए। दोनों ही मामलों में, संतुलन को या तो प्रतिक्रिया के उत्पादों की ओर, या प्रारंभिक सामग्रियों की ओर स्थानांतरित करना आवश्यक हो जाता है। यह कैसे करना है यह जानने के लिए, आपको यह जानने की आवश्यकता है कि किसी उत्क्रमणीय प्रतिक्रिया की संतुलन स्थिति क्या निर्धारित करती है।
संतुलन की स्थिति इस पर निर्भर करती है:
1) संतुलन स्थिरांक के मान पर (अर्थात अभिकारकों की प्रकृति और तापमान पर),
2) प्रतिक्रिया में शामिल पदार्थों की एकाग्रता पर और
3) दबाव पर (गैस प्रणालियों के लिए यह पदार्थों की सांद्रता के समानुपाती होता है)।
इन सभी विभिन्न कारकों के रासायनिक संतुलन पर प्रभाव के गुणात्मक मूल्यांकन के लिए, स्वाभाविक रूप से सार्वभौमिक का उपयोग किया जाता है ले चेटेलियर का सिद्धांत(फ्रांसीसी भौतिक रसायनज्ञ और धातु विज्ञानी हेनरी लुइस ले चेटेलियर ने इसे 1884 में तैयार किया था), जो किसी भी संतुलन प्रणाली पर लागू होता है, न कि केवल रासायनिक वाले।
यदि संतुलन में एक प्रणाली को बाहर से कार्य किया जाता है, तो प्रणाली में संतुलन उस दिशा में स्थानांतरित हो जाएगा जिसमें इस प्रभाव को आंशिक रूप से मुआवजा दिया जाता है।
प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थों की सांद्रता की संतुलन स्थिति पर प्रभाव के एक उदाहरण के रूप में, हाइड्रोजन आयोडीन प्राप्त करने की प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया पर विचार करें
एच 2 (जी) + आई 2 (जी) 2HI (जी)।
सामूहिक कार्रवाई के कानून के अनुसार संतुलन की स्थिति में
.
एक रिएक्टर में एक निश्चित स्थिर तापमान पर 1 लीटर की मात्रा के साथ एक संतुलन स्थापित करें, जिस पर प्रतिक्रिया में सभी प्रतिभागियों की सांद्रता समान हो और 1 mol/l (= 1 mol/l; = 1 mol) के बराबर हो / एल; = 1 मोल / एल)। इसलिए इस तापमान पर को साथ= 1. चूँकि रिएक्टर का आयतन 1 लीटर है, एन(एच 2) \u003d 1 मोल, एन(मैं 2) \u003d 1 मोल और एन(एचआई) = 1 मोल। समय t 1 पर, आइए रिएक्टर में HI का एक और 1 mol डालें, इसकी सांद्रता 2 mol/l के बराबर हो जाएगी। लेकिन करने के लिए को साथस्थिर रहे, हाइड्रोजन और आयोडीन की सांद्रता बढ़नी चाहिए, और यह समीकरण के अनुसार हाइड्रोजन आयोडीन के हिस्से के अपघटन के कारण ही संभव है
2HI (जी) \u003d एच 2 (जी) + आई 2 (जी)।
संतुलन की एक नई स्थिति तक पहुँचने के क्षण तक टी 2 विघटित होने दें एक्स HI का मोल और इसलिए अतिरिक्त 0.5 एक्समोल एच 2 और आई 2। प्रतिक्रिया प्रतिभागियों की नई संतुलन सांद्रता: = (1 + 0.5 एक्स) एमओएल/एल; = (1 + 0.5 एक्स) एमओएल/एल; = (2 - एक्स) मोल/ली. सामूहिक क्रिया के नियम की अभिव्यक्ति में मात्राओं के संख्यात्मक मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम समीकरण प्राप्त करते हैं
कहाँ एक्स= 0.667। इसलिए, = 1.333 मोल/ली; = 1.333 मोल/ली; = 1.333 मोल/ली।
प्रतिक्रिया की गति और संतुलन।
एक उत्क्रमणीय प्रतिक्रिया होने दें A + B C + D। यदि हम मान लें कि आगे और पीछे की प्रतिक्रियाएँ एक चरण में होती हैं, तो इन प्रतिक्रियाओं की दर सीधे अभिकर्मकों की सांद्रता के समानुपाती होगी: प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दर वि 1 = क 1 [ए] [बी], रिवर्स रिएक्शन रेट वि 2 = क 2 [सी] [डी] (वर्ग कोष्ठक अभिकर्मकों की दाढ़ सांद्रता का संकेत देते हैं)। यह देखा जा सकता है कि जैसे-जैसे प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है, आरंभिक पदार्थों A और B की सांद्रता क्रमशः घटती जाती है, और प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दर भी घटती जाती है। रिवर्स रिएक्शन की दर, जो शुरुआती पल में शून्य है (कोई उत्पाद सी और डी नहीं हैं), धीरे-धीरे बढ़ जाती है। जल्दी या बाद में, वह क्षण आएगा जब आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दर बराबर हो जाएगी। उसके बाद, सभी पदार्थों - ए, बी, सी और डी की सांद्रता समय के साथ नहीं बदलती है। इसका मतलब यह है कि प्रतिक्रिया संतुलन की स्थिति में पहुंच गई है, और पदार्थों की सांद्रता जो समय के साथ नहीं बदलती है, संतुलन कहलाती है। लेकिन, यांत्रिक संतुलन के विपरीत, जिस पर सभी आंदोलन बंद हो जाते हैं, रासायनिक संतुलन पर, दोनों प्रतिक्रियाएं - प्रत्यक्ष और विपरीत - चलती रहती हैं, लेकिन उनकी दरें बराबर होती हैं और इसलिए ऐसा लगता है कि सिस्टम में कोई बदलाव नहीं होता है। संतुलन तक पहुँचने के बाद आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं के प्रवाह को साबित करने के कई तरीके हैं। उदाहरण के लिए, यदि हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और अमोनिया के मिश्रण में थोड़ा सा हाइड्रोजन आइसोटोप - ड्यूटेरियम डी 2 पेश किया जाता है, जो संतुलन की स्थिति में है, तो एक संवेदनशील विश्लेषण तुरंत अमोनिया अणुओं में ड्यूटेरियम परमाणुओं की उपस्थिति का पता लगाएगा। और इसके विपरीत, यदि सिस्टम में थोड़ा सा निर्जलित अमोनिया NH 2 D पेश किया जाता है, तो ड्यूटेरियम तुरंत प्रारंभिक पदार्थों में HD और D 2 अणुओं के रूप में दिखाई देगा। मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के रसायन विज्ञान संकाय में एक और शानदार प्रयोग किया गया। सिल्वर प्लेट को सिल्वर नाइट्रेट के घोल में रखा गया था और कोई बदलाव नहीं देखा गया था। फिर समाधान में रेडियोधर्मी चांदी के आयनों की एक नगण्य मात्रा पेश की गई, जिसके बाद चांदी की प्लेट रेडियोधर्मी हो गई। प्लेट को पानी से धोकर या हाइड्रोक्लोरिक एसिड से धोकर इस रेडियोधर्मिता को "धोया" नहीं जा सकता था। केवल नाइट्रिक एसिड के साथ नक़्क़ाशी या ठीक सैंडपेपर के साथ सतह के यांत्रिक प्रसंस्करण ने इसे निष्क्रिय कर दिया। इस प्रयोग को समझाने का एक ही तरीका है: धातु और विलयन के बीच चांदी के परमाणुओं का निरंतर आदान-प्रदान होता है, अर्थात सिस्टम में एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया Ag (tv) - e - \u003d Ag + है। इसलिए, समाधान के लिए रेडियोधर्मी आयनों एजी + के अतिरिक्त विद्युत रूप से तटस्थ, लेकिन अभी भी रेडियोधर्मी परमाणुओं के रूप में प्लेट में "एम्बेडिंग" हुआ। इस प्रकार, न केवल गैसों या समाधानों के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाएं संतुलन में हैं, बल्कि धातुओं और वर्षा के विघटन की प्रक्रियाएं भी हैं। उदाहरण के लिए, एक शुद्ध विलायक में रखे जाने पर एक ठोस तेजी से घुल जाता है जब सिस्टम संतुलन से दूर होता है इस मामले में- संतृप्त घोल से। धीरे-धीरे, विघटन दर कम हो जाती है, और साथ ही रिवर्स प्रक्रिया की दर बढ़ जाती है - समाधान से पदार्थ का संक्रमण एक क्रिस्टलीय अवक्षेप में होता है। जब समाधान संतृप्त हो जाता है, तो प्रणाली संतुलन की स्थिति तक पहुंच जाती है, जबकि विघटन और क्रिस्टलीकरण की दर समान होती है, और अवक्षेप का द्रव्यमान समय के साथ नहीं बदलता है। बाहरी परिस्थितियों में सिस्टम "प्रतिकार" कैसे बदल सकता है? यदि, उदाहरण के लिए, संतुलन मिश्रण का तापमान गर्म करके बढ़ाया जाता है, तो सिस्टम, निश्चित रूप से, बाहरी हीटिंग को "कमजोर" नहीं कर सकता है, लेकिन इसमें संतुलन इस तरह से स्थानांतरित किया जाता है कि प्रतिक्रिया प्रणाली को एक निश्चित तापमान तक गर्म करना मामले की तुलना में अधिक गर्मी की आवश्यकता होती है जब तक कि संतुलन स्थानांतरित न हो जाए। इस मामले में, संतुलन को स्थानांतरित कर दिया जाता है ताकि गर्मी अवशोषित हो जाए, अर्थात। एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की ओर। इसकी व्याख्या "बाहरी प्रभावों को कमजोर करने की प्रणाली की इच्छा" के रूप में की जा सकती है। दूसरी ओर, यदि समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्ष में असमान संख्या में गैसीय अणु हैं, तो ऐसी प्रणाली में संतुलन को दबाव में बदलाव करके भी स्थानांतरित किया जा सकता है। बढ़ते दबाव के साथ, संतुलन उस तरफ स्थानांतरित हो जाता है जहां गैसीय अणुओं की संख्या कम होती है (और इस तरह, जैसा कि "बाहरी दबाव" का विरोध करता था)। यदि प्रतिक्रिया के दौरान गैसीय अणुओं की संख्या नहीं बदलती है
(एच 2 + बीआर 2 (जी) 2 एचबीआर, सीओ + एच 2 ओ (जी) सीओ 2 + एच 2), तो दबाव संतुलन की स्थिति को प्रभावित नहीं करता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब तापमान बदलता है, तो प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिरांक भी बदल जाता है, जबकि जब केवल दबाव बदलता है, तो यह स्थिर रहता है।
रासायनिक संतुलन में बदलाव की भविष्यवाणी के लिए ले चेटेलियर के सिद्धांत के उपयोग के कई उदाहरण। अभिक्रिया 2SO2 + O2 2SO 3 (d) ऊष्माक्षेपी है। यदि तापमान बढ़ा दिया जाता है, तो SO3 का एंडोथर्मिक अपघटन पूर्वता ले लेगा और संतुलन बाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगा। यदि तापमान कम हो जाता है, तो संतुलन दाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगा। तो, एसओ 2 और ओ 2 का मिश्रण, 2: 1 के स्टोइकोमेट्रिक अनुपात में लिया गया ( सेमी . स्टोइकोमेरिज़्म), 400 ° C के तापमान पर और वायुमंडलीय दबाव SO 3 में लगभग 9 5% की उपज के साथ बदल जाता है, अर्थात। इन शर्तों के तहत संतुलन की स्थिति लगभग पूरी तरह से SO3 की ओर स्थानांतरित हो जाती है। 600°C पर, संतुलन मिश्रण में पहले से ही 76% SO3 होता है, और 800°C पर केवल 25% होता है। इसीलिए जब सल्फर को हवा में जलाया जाता है, तो मुख्य रूप से SO2 और लगभग 4% SO3 बनता है। प्रतिक्रिया समीकरण से यह भी पता चलता है कि सिस्टम में कुल दबाव में वृद्धि संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित कर देगी, और दबाव में कमी के साथ, संतुलन बाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगा।
बेंजीन के निर्माण के साथ साइक्लोहेक्सेन से हाइड्रोजन के अमूर्त होने की प्रतिक्रिया
C 6 H 12 C 6 H 6 + 3H 2 गैस चरण में, उत्प्रेरक की उपस्थिति में भी किया जाता है। यह प्रतिक्रिया ऊर्जा (एन्डोथर्मिक) के व्यय के साथ होती है, लेकिन अणुओं की संख्या में वृद्धि के साथ। इसलिए, उस पर तापमान और दबाव का प्रभाव अमोनिया संश्लेषण के मामले में सीधे विपरीत होगा। अर्थात्: मिश्रण में बेंजीन की संतुलन सांद्रता में वृद्धि तापमान में वृद्धि और दबाव में कमी से होती है, इसलिए उद्योग में कम दबाव (2-3 एटीएम) और उच्च तापमान (450-500) पर प्रतिक्रिया की जाती है। डिग्री सेल्सियस)। यहां, तापमान में वृद्धि "दोगुनी अनुकूल" है: यह न केवल प्रतिक्रिया दर को बढ़ाता है, बल्कि लक्ष्य उत्पाद के गठन की दिशा में संतुलन में बदलाव में भी योगदान देता है। बेशक, दबाव में और भी अधिक कमी (उदाहरण के लिए, 0.1 एटीएम तक) संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करने का कारण होगा, हालांकि, इस मामले में, रिएक्टर में बहुत कम पदार्थ होगा, और प्रतिक्रिया दर होगी भी घटेगा, जिससे समग्र उत्पादकता बढ़ेगी नहीं, बल्कि घटेगी। यह उदाहरण एक बार फिर दिखाता है कि एक आर्थिक रूप से न्यायोचित औद्योगिक संश्लेषण स्काइला और चारीबडीस के बीच एक सफल पैंतरेबाज़ी है।
ले चेटेलियर का सिद्धांत तथाकथित हैलोजन चक्र में "काम करता है", जिसका उपयोग टाइटेनियम, निकल, हेफ़नियम, वैनेडियम, नाइओबियम, टैंटलम और अन्य उच्च शुद्धता धातुओं के उत्पादन के लिए किया जाता है। हैलोजन के साथ एक धातु की प्रतिक्रिया, उदाहरण के लिए, Ti + 2I 2 TiI 4, गर्मी की रिहाई के साथ आगे बढ़ती है, और इसलिए, जैसे ही तापमान बढ़ता है, संतुलन बाईं ओर शिफ्ट हो जाता है। इस प्रकार, 600 डिग्री सेल्सियस पर, टाइटेनियम आसानी से वाष्पशील आयोडाइड बनाता है (संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित कर दिया जाता है), और 110 डिग्री सेल्सियस पर, आयोडाइड विघटित हो जाता है (संतुलन बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है) एक बहुत ही शुद्ध धातु की रिहाई के साथ। ऐसा चक्र हैलोजन लैंप में भी काम करता है, जहां टंगस्टन सर्पिल से वाष्पित हो जाता है और ठंडी दीवारों पर बस जाता है, हैलोजन के साथ वाष्पशील यौगिक बनाता है, जो एक गर्म सर्पिल पर फिर से विघटित हो जाता है, और टंगस्टन को उसके मूल स्थान पर स्थानांतरित कर दिया जाता है।
बदलते तापमान और दबाव के अलावा, संतुलन की स्थिति को प्रभावित करने का एक और प्रभावी तरीका है। कल्पना कीजिए कि एक संतुलन मिश्रण से
A + B C + D कोई भी पदार्थ उत्सर्जित होता है। ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, सिस्टम तुरंत इस तरह के प्रभाव का "जवाब" देगा: संतुलन इस तरह से शिफ्ट होना शुरू हो जाएगा, जिससे किसी दिए गए पदार्थ के नुकसान की भरपाई हो सके। उदाहरण के लिए, यदि पदार्थ C या D (या दोनों एक साथ) को प्रतिक्रिया क्षेत्र से हटा दिया जाता है, तो संतुलन दाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगा, और यदि पदार्थ A या B को हटा दिया जाए, तो यह बाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगा। सिस्टम में किसी पदार्थ की शुरूआत भी संतुलन को बदल देगी, लेकिन दूसरी दिशा में।
पदार्थों को प्रतिक्रिया क्षेत्र से हटाया जा सकता है विभिन्न तरीके. उदाहरण के लिए, यदि पानी के साथ कसकर बंद बर्तन में सल्फर डाइऑक्साइड है, तो गैसीय, घुलित और प्रतिक्रियाशील सल्फर डाइऑक्साइड के बीच एक संतुलन स्थापित किया जाएगा:
ओ 2 (जी) एसओ 2 (पी) + एच 2 ओ एच 2 एसओ 3। यदि बर्तन खोला जाता है, तो सल्फर डाइऑक्साइड धीरे-धीरे वाष्पित होना शुरू हो जाएगा और अब प्रक्रिया में भाग लेने में सक्षम नहीं होगा - सल्फ्यूरस एसिड के पूर्ण अपघटन तक, संतुलन बाईं ओर शिफ्ट होना शुरू हो जाएगा। हर बार जब आप नींबू पानी या खनिज पानी की बोतल खोलते हैं तो इसी तरह की प्रक्रिया देखी जा सकती है: सीओ 2 (जी) सीओ 2 (पी) + एच 2 ओ एच 2 सीओ 3 का संतुलन बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है क्योंकि सीओ 2 वाष्पशील हो जाता है।
सिस्टम से एक अभिकर्मक को हटाना न केवल गैसीय पदार्थों के निर्माण के साथ संभव है, बल्कि एक अघुलनशील यौगिक के गठन के साथ एक या दूसरे अभिकर्मक को बांधने से भी संभव है। उदाहरण के लिए, यदि कैल्शियम नमक की अधिकता को सीओ 2 के जलीय घोल में पेश किया जाता है, तो सीए 2+ आयन कार्बोनिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करते हुए सीएसीओ 3 का एक अवक्षेप बनाएंगे; संतुलन CO 2 (p) + H 2 OH 2 CO 3 तब तक दाईं ओर शिफ्ट होगा जब तक कि पानी में कोई घुली हुई गैस नहीं बची है।
अभिकर्मक जोड़कर भी संतुलन को स्थानांतरित किया जा सकता है। इसलिए, जब FeCl 3 और KSCN के तनु विलयनों को निकाला जाता है, तो आयरन थायोसाइनेट (थियोसाइनेट) के निर्माण के परिणामस्वरूप एक लाल-नारंगी रंग दिखाई देता है:
FeCl 3 + 3KSCN Fe(SCN) 3 + 3KCl। यदि समाधान में अतिरिक्त FeCl 3 या KSCN मिलाया जाता है, तो समाधान का रंग बढ़ जाएगा, जो संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करने का संकेत देता है (जैसे कि बाहरी प्रभाव को कमजोर करना)। यदि, हालांकि, KCl की अधिकता को समाधान में जोड़ा जाता है, तो संतुलन रंग में कमी के साथ हल्के पीले रंग में बाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगा।
ले चेटेलियर के सिद्धांत के निर्माण में, यह व्यर्थ नहीं है कि यह इंगित किया गया है कि बाहरी प्रभाव के परिणामों की भविष्यवाणी करना केवल उन प्रणालियों के लिए संभव है जो संतुलन में हैं। यदि इस संकेत की उपेक्षा की जाती है, तो पूरी तरह गलत निष्कर्ष पर आना आसान है। उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि ठोस क्षार (KOH, NaOH) बड़ी मात्रा में ऊष्मा की रिहाई के साथ पानी में घुल जाते हैं - घोल लगभग उतना ही गर्म होता है, जब केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड को पानी में मिलाया जाता है। यदि हम यह भूल जाते हैं कि सिद्धांत केवल संतुलन प्रणालियों पर लागू होता है, तो हम गलत निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, पानी में KOH की घुलनशीलता कम होनी चाहिए, क्योंकि अवक्षेप और संतृप्त घोल के बीच संतुलन में ठीक यही बदलाव है "बाहरी प्रभाव के कमजोर होने" की ओर जाता है। हालाँकि, KOH को पानी में घोलने की प्रक्रिया बिल्कुल भी संतुलन में नहीं है, क्योंकि इसमें निर्जल क्षार शामिल होता है, जबकि अवक्षेप जो संतृप्त घोल के साथ संतुलन में होता है, वह KOH हाइड्रेट्स (मुख्य रूप से KOH 2H 2 O) होता है। अवक्षेप से विलयन में इस हाइड्रेट का संक्रमण एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है, अर्थात। गर्म करने के साथ नहीं, बल्कि समाधान को ठंडा करने के साथ होता है, ताकि संतुलन प्रक्रिया के लिए ले चेटेलियर का सिद्धांत भी इस मामले में पूरा हो। उसी तरह, जब निर्जल लवण - CaCl2, CuSO4, आदि पानी में घुल जाते हैं, तो घोल गर्म हो जाता है, और जब क्रिस्टलीय CuSO4 5H2O, CaCl2 · 6H2O घुल जाते हैं, तो यह ठंडा हो जाता है।
ले चेटेलियर के सिद्धांत के दुरुपयोग का एक और दिलचस्प और शिक्षाप्रद उदाहरण पाठ्यपुस्तकों और लोकप्रिय साहित्य में पाया जा सकता है। यदि ब्राउन नाइट्रोजन डाइऑक्साइड NO2 और रंगहीन N2O4 टेट्रोक्साइड का एक संतुलन मिश्रण एक पारदर्शी गैस सिरिंज में रखा जाता है, और फिर गैस को पिस्टन के साथ जल्दी से संकुचित किया जाता है, तो रंग की तीव्रता तुरंत बढ़ जाएगी, और थोड़ी देर बाद (दसियों) सेकेंड) यह फिर से कमजोर हो जाएगा, हालांकि मूल तक नहीं पहुंचेगा। इस अनुभव को आमतौर पर इस प्रकार समझाया गया है। मिश्रण के तेजी से संपीड़न के परिणामस्वरूप दबाव में वृद्धि होती है और इसलिए दोनों घटकों की सांद्रता में वृद्धि होती है, इसलिए मिश्रण गहरा हो जाता है। लेकिन दबाव में वृद्धि, ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, 2NO 2 N 2 O 4 प्रणाली में संतुलन को रंगहीन N 2 O 4 (अणुओं की संख्या घट जाती है) की ओर स्थानांतरित कर देती है, इसलिए मिश्रण धीरे-धीरे चमकने लगता है, एक नया संतुलन की स्थिति, जो बढ़े हुए दबाव से मेल खाती है।
इस स्पष्टीकरण की गिरावट इस तथ्य से है कि दोनों प्रतिक्रियाएँ - N 2 O 4 का पृथक्करण और NO 2 का डिमराइज़ेशन - बहुत तेज़ी से घटित होता है, जिससे कि एक सेकंड के लाखोंवें हिस्से में संतुलन स्थापित हो जाता है, इसलिए इसे धकेलना असंभव है पिस्टन इतनी तेजी से संतुलन बिगाड़ने के लिए। इस अनुभव को अलग तरह से समझाया गया है: गैस के संपीड़न से तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि होती है (हर कोई जिसे साइकिल पंप से टायर फुलाना पड़ता है, वह इस घटना से परिचित है)। और ले चेटेलियर के उसी सिद्धांत के अनुसार, संतुलन तुरंत एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की ओर बढ़ जाता है जो गर्मी के अवशोषण के साथ जाता है, अर्थात। N 2 O 4 के पृथक्करण की ओर - मिश्रण गहरा हो जाता है। फिर सिरिंज में गैसें धीरे-धीरे कमरे के तापमान तक ठंडी हो जाती हैं, और संतुलन फिर से टेट्रोक्साइड की ओर बढ़ जाता है - मिश्रण तेज हो जाता है।
ले चेटेलियर का सिद्धांत उन मामलों में अच्छा काम करता है जिनका रसायन विज्ञान से कोई लेना-देना नहीं है। सामान्य रूप से कार्य करने वाली अर्थव्यवस्था में, संचलन में धन की कुल राशि उस सामान के साथ संतुलन में होती है जिसे यह धन खरीद सकता है। क्या होता है यदि "बाहरी प्रभाव" सरकार की ऋण चुकाने के लिए अधिक पैसा छापने की इच्छा है? ला चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, कमोडिटी और पैसे के बीच संतुलन को इस तरह से स्थानांतरित किया जाएगा कि अधिक पैसा होने से नागरिकों की खुशी कमजोर हो जाए। अर्थात्, वस्तुओं और सेवाओं की कीमतें बढ़ेंगी, और इस प्रकार एक नया संतुलन स्थापित हो जाएगा। एक और उदाहरण। अमेरिकी शहरों में से एक में, राजमार्गों का विस्तार करके और इंटरचेंज बनाकर लगातार ट्रैफिक जाम से छुटकारा पाने का निर्णय लिया गया। इससे थोड़ी देर के लिए मदद मिली, लेकिन फिर उत्साहित निवासियों ने अधिक कारें खरीदना शुरू कर दिया, जिससे ट्रैफिक जाम जल्द ही फिर से दिखने लगे- लेकिन सड़कों और अधिक कारों के बीच एक नई "संतुलन स्थिति" के साथ।
इसलिए, हम रासायनिक संतुलन को स्थानांतरित करने के तरीकों के बारे में मुख्य निष्कर्ष निकालेंगे।
ले चेटेलियर का सिद्धांत. यदि संतुलन (एकाग्रता, तापमान, दबाव परिवर्तन) में एक प्रणाली पर एक बाहरी प्रभाव बनाया जाता है, तो यह इस प्रभाव को कमजोर करने वाली दो विपरीत प्रतिक्रियाओं में से एक के प्रवाह का पक्ष लेता है।
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वि 1 | ||
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ए + बी |
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में |
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वि 2 |
1. दबाव। दबाव में वृद्धि (गैसों के लिए) संतुलन को एक प्रतिक्रिया की ओर ले जाती है जिससे आयतन में कमी आती है (अर्थात, अणुओं की एक छोटी संख्या के निर्माण के लिए)।
2. तापमान में वृद्धि एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की ओर संतुलन की स्थिति को बदल देती है (यानी गर्मी के अवशोषण के साथ आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया की ओर)
3. शुरुआती पदार्थों की सांद्रता में वृद्धि और प्रतिक्रिया क्षेत्र से उत्पादों को हटाने से संतुलन सीधे प्रतिक्रिया की ओर बढ़ जाता है। प्रारंभिक सामग्रियों की सांद्रता बढ़ाना [ए] या [बी] या [ए] और [बी]: वी 1> वी 2।
उत्प्रेरक संतुलन की स्थिति को प्रभावित नहीं करते हैं।
प्रकृति में ले चेटेलियर का सिद्धांत।
इस विषय का अध्ययन करते समय, मैं हमेशा सभी जीवित चीजों की संतुलन, क्षतिपूर्ति की इच्छा का उदाहरण देना चाहता हूं। उदाहरण के लिए: माउस आबादी में परिवर्तन - अखरोट वर्ष - चूहों के लिए बहुत अधिक भोजन है, चूहों की आबादी तेजी से बढ़ रही है। चूहों की संख्या में वृद्धि के साथ, भोजन की मात्रा कम हो जाती है, कृन्तकों के संचय के परिणामस्वरूप, चूहों के बीच विभिन्न संक्रामक रोगों का विकास शुरू होता है, इसलिए कृन्तकों की आबादी में धीरे-धीरे कमी आती है। समय की एक निश्चित अवधि के बाद, पैदा हुए और मरने वाले चूहों की संख्या में एक गतिशील संतुलन स्थापित होता है, इस संतुलन में बदलाव बाहरी, अनुकूल या प्रतिकूल परिस्थितियों के प्रभाव में एक या दूसरी दिशा में हो सकता है।
मानव शरीर में जैव रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं, जिन्हें ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार भी विनियमित किया जा सकता है। कभी-कभी ऐसी प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप शरीर में जहरीले पदार्थ उत्पन्न होने लगते हैं, जिससे कोई विशेष बीमारी हो जाती है। इस प्रक्रिया को कैसे रोका जाए?
आइए याद करते हैं होम्योपैथी जैसे इलाज का तरीका। विधि में उन दवाओं की बहुत छोटी खुराक का उपयोग होता है जो बड़ी खुराक में कारण बनते हैं स्वस्थ व्यक्तिकिसी रोग के लक्षण। इस मामले में दवा-जहर कैसे काम करता है? एक अवांछित प्रतिक्रिया के उत्पाद को शरीर में पेश किया जाता है, और ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, संतुलन को शुरुआती पदार्थों की ओर स्थानांतरित कर दिया जाता है। शरीर में कष्टदायक विकार उत्पन्न करने वाली प्रक्रिया समाप्त हो जाती है।
व्यावहारिक भाग।
अध्ययन किए गए विषय के आत्मसात के स्तर को परीक्षण के रूप में नियंत्रित किया जाता है। संक्षिप्त और सटीक रूप से तैयार और मानकीकृत कार्यों की एक परीक्षण प्रणाली, जिनमें से कुछ को सीमित समय के भीतर दिया जाना चाहिए, स्कोरिंग सिस्टम द्वारा मूल्यांकन किया गया संक्षिप्त और सटीक उत्तर। परीक्षणों का संकलन करते समय, मैंने निम्नलिखित स्तरों पर ध्यान केंद्रित किया:
इस स्तर के विद्यार्थियों द्वारा प्रजनन-निष्पादन मुख्यतः स्मृति पर आधारित होता है।
इस स्तर की उत्पादक उपलब्धि के लिए छात्रों को अध्ययन किए गए योगों, अवधारणाओं, कानूनों, उनके बीच संबंध स्थापित करने की क्षमता को समझने की आवश्यकता होती है।
रचनात्मक - मौजूदा ज्ञान, डिजाइन, विश्लेषण, निष्कर्ष निकालने, तुलना, सामान्यीकरण के आधार पर भविष्यवाणी करने की क्षमता।
परीक्षण बंद प्रकार या परीक्षण जिसमें विषय को प्रदान किए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनना होगा।
ए) प्रजनन स्तर: वैकल्पिक उत्तरों के साथ परीक्षण, जिसमें विषय को हां या नहीं में उत्तर देना चाहिए। स्कोर 1 अंक।
फास्फोरस की दहन अभिक्रिया-
ए) हाँ बी) नहीं
अपघटन प्रतिक्रिया
प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया
ए) हाँ बी) नहीं
तापमान में वृद्धि
पारा के लिए पारा ऑक्साइड द्वितीय
और ऑक्सीजन
ए) हाँ बी) नहीं
जीवित प्रणालियों में
और अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं
ए) हाँ बी) नहीं।
बहुविकल्पी परीक्षण
दबाव बढ़ाने पर किस प्रणाली में रासायनिक संतुलन दाईं ओर शिफ्ट होगा?
2HI(g)↔H2(g)+I2(g)
सी (टीवी) + एस2 (जी) ↔सीएस2 (जी)
C3H6(g)+H2(g)↔С3H8(g)
H2(g)+F2(g)↔2HF(g) 1 अंक
तापमान में वृद्धि
एक उत्प्रेरक का उपयोग करना
तापमान कम करना; 1 बिंदु
सिस्टम में रासायनिक संतुलन की स्थिति पर
प्रभावित नहीं करता
दबाव में वृद्धि
आयोडीन एकाग्रता में वृद्धि
तापमान में वृद्धि
तापमान में कमी; 1 बिंदु
किस प्रणाली में हाइड्रोजन सांद्रता में वृद्धि रासायनिक संतुलन को बाईं ओर स्थानांतरित करती है?
सी(टीवी)+2H2(जी)↔CH4(जी)
2NH3(g)↔N2(g)+3H2(g)
2H2(g)+O2(g)↔2H2O(g)
FeO(ठोस)+H2(g)↔Fe+H2O(g) 1 बिंदु
किस प्रणाली में दबाव में वृद्धि रासायनिक संतुलन में बदलाव को प्रभावित नहीं करती है?
H2(g)+J2(g)↔2HJ(g)
SO2(g)+H2O(l)↔H2SO3(g)
CH4(g)+H2O(g)↔CO(g)+3H2(g)
4HCl(g)+O2(g)↔2H2O(g)+2Сl2(g) 1 बिंदु
सिस्टम में रासायनिक संतुलन पर
कोई प्रभाव नहीं है
तापमान में वृद्धि
दबाव बढ़ना
प्रतिक्रिया क्षेत्र से अमोनिया को हटाना
एक उत्प्रेरक 1 बिंदु का अनुप्रयोग
प्रणाली में रासायनिक संतुलन
प्रतिक्रिया उत्पाद के गठन की दिशा में बदलाव
दबाव में वृद्धि
तापमान में वृद्धि
दबाव में गिरावट
एक उत्प्रेरक 1 बिंदु का अनुप्रयोग
उत्पाद की उपज बढ़ाने के लिए SO2 से SO3 के ऑक्सीकरण के चरण में सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में
ऑक्सीजन की सांद्रता बढ़ाएँ
तापमान बढ़ाओ
निम्न रक्तचाप
एक उत्प्रेरक का परिचय; 1.5 अंक
एल्कीन + एच2 ↔ एल्केन
जब अभिक्रिया मिश्रण को गर्म किया जाता है
संतुलन दाईं ओर शिफ्ट हो जाएगा
संतुलन बाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगा
संतुलन समान संभावना के साथ दोनों दिशाओं में प्रवाहित होगा
ये पदार्थ निर्दिष्ट शर्तों के तहत संतुलन में नहीं हैं; 1.5 अंक
प्रणाली में रासायनिक संतुलन
प्रारंभिक सामग्री के निर्माण की दिशा में बदलाव
1) दबाव में वृद्धि
तापमान में वृद्धि
दबाव में गिरावट
उत्प्रेरक का उपयोग; 1 बिंदु
सिस्टम में संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करने के लिए
प्रभाव पड़ता है
तापमान में गिरावट
दबाव बढ़ना
एक उत्प्रेरक का उपयोग
तापमान में वृद्धि; 1 बिंदु
एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया समीकरण से मेल खाती है
नाइट्रोजन + हाइड्रोजन = अमोनिया
एसिटिलीन + ऑक्सीजन = कार्बन डाइऑक्साइड + पानी
हाइड्रोजन + आयोडीन = हाइड्रोजन आयोडीन
सल्फर डाइऑक्साइड + ऑक्सीजन = सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइड; 1.5 अंक
बहुविकल्पी परीक्षण, जिसके दौरान विषय को 1-2 सही उत्तर चुनना होगा, या उत्तर चुनते समय 2 प्रस्तावित शर्तों का मिलान करना होगा।
दबाव में वृद्धि के साथ-साथ तापमान में कमी के साथ, किस प्रणाली में रासायनिक संतुलन प्रतिक्रिया के उत्पादों की ओर स्थानांतरित हो जाएगा?
N2+O2↔2NO-Q
N2+3H2↔2NH3+Q
H2+CL2↔2HCL+Q
C2H2↔2C(टीवी)+H2-Q 1.5 अंक
प्रणाली में रासायनिक संतुलन
एनएच3+एच2ओ↔एनएच4+ओएच
जब अमोनिया को जलीय घोल में मिलाया जाता है तो अमोनिया के निर्माण की ओर बढ़ जाएगा
सोडियम क्लोराइड
सोडियम हाइड्रॉक्साइड
हाइड्रोक्लोरिक एसिड की
एल्यूमीनियम क्लोराइड; 1.5 अंक
19) एथिलीन हाइड्रेशन रिएक्शन CH2=CH2+H2O ↔ का एक बड़ा है व्यावहारिक मूल्य, लेकिन यह प्रतिवर्ती है, प्रतिक्रिया संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करने के लिए, यह आवश्यक है
तापमान बढ़ाएं (>280 डिग्री सेल्सियस)
प्रतिक्रिया मिश्रण में पानी की मात्रा कम करें
दबाव बढ़ाएँ (80 से अधिक वायुमंडल)
एसिड उत्प्रेरक को प्लेटिनम से बदलें; 1 बिंदु
ब्यूटेन की डीहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक है। प्रतिक्रिया संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करने के लिए,
प्लेटिनम जैसे अधिक सक्रिय उत्प्रेरक का उपयोग करें
तापमान कम करो
दबाव बढ़ाओ
तापमान बढ़ाओ 1 बिंदु
ईथर और पानी के गठन के साथ मेथनॉल के साथ एसिटिक एसिड की बातचीत की प्रतिक्रिया के लिए, बाईं ओर संतुलन को बढ़ावा दिया जाएगा
उपयुक्त उत्प्रेरक
केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड जोड़ना
निर्जलित प्रारंभिक सामग्री का उपयोग
ईथर जोड़ना; 1.5 अंक
बहिष्करण परीक्षण
बैलेंस शिफ्ट प्रभावित होता है
दबाव परिवर्तन
एक उत्प्रेरक का उपयोग
प्रतिक्रिया में शामिल पदार्थों की सांद्रता में परिवर्तन
तापमान परिवर्तन; 1 बिंदु
दबाव में वृद्धि या कमी प्रतिक्रियाओं में रासायनिक संतुलन में बदलाव को प्रभावित करती है
गर्मी की रिहाई के साथ जा रहा है
गैसीय पदार्थों से संबंधित प्रतिक्रियाएं
मात्रा में कमी के साथ आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रियाएं
मात्रा में वृद्धि के साथ होने वाली प्रतिक्रियाएं; 1.5 अंक
प्रतिक्रिया अपरिवर्तनीय है
जलता कोयला
फास्फोरस जलाना
नाइट्रोजन और हाइड्रोजन से अमोनिया का संश्लेषण
जलती हुई मीथेन; 1.5 अंक
ग्रुपिंग टेस्टप्रस्तावित सूत्रों, समीकरणों, शर्तों की एक सूची शामिल करें जिन्हें दिए गए मानदंडों के अनुसार वितरित किया जाना चाहिए
तापमान में एक साथ वृद्धि और दबाव में कमी के साथ, रासायनिक संतुलन प्रणाली में दाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगा
H2(g)+S(g)↔H2S(g)+Q
2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g)+Q
2NH3(g)↔N2(g)+3H2(g)-Q
2HCL(g)↔H2(g)+CL2(g)-Q; 2 अंक
प्रोपेन हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है। रासायनिक साम्य को दायीं ओर स्थानांतरित करने के लिए यह आवश्यक है
तापमान में गिरावट
दबाव में वृद्धि
हाइड्रोजन सांद्रता में कमी
प्रोपेन की एकाग्रता में कमी; 1 बिंदु
अनुपालन कार्य।
परीक्षण करते समय, विषय को कई संभावित उत्तरों के साथ दो सूचियों के तत्वों का मिलान करने के लिए कहा जाता है।
प्रतिक्रिया का संतुलन दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है। लाइन में लाओ।
B) N2+3H2↔2NH3+Q 2) जब तापमान बढ़ता है
C) CO2 + C (ठोस) ↔2CO-Q 3) जब दबाव कम हो जाता है
D) N2O(g)+S(t)↔2N2(g) 4) संपर्क क्षेत्र में वृद्धि के साथ; 2 अंक
प्रतिक्रिया का संतुलन प्रतिक्रिया उत्पादों के निर्माण की ओर स्थानांतरित हो जाता है। लाइन में लाओ।
B) 2H2 + O2 ↔ 2H2O (g) + Q 2) बढ़ते तापमान के साथ
C) CH3OH + CH3COOH↔CH3COOCH3 3) जब दाब कम हो जाता है
D) N2+O2↔2NO-Q 4) ईथर डालते समय
5) शराब मिलाते समय; 2 अंक
ओपन-एंडेड या ओपन-एंडेड परीक्षण, जिसमें विषय को समीकरण की परिभाषा की अवधारणाओं को जोड़ने या साक्ष्य में एक स्वतंत्र निर्णय देने की आवश्यकता होती है।
इस प्रकार के कार्य अंतिम, सबसे अधिक मूल्यवान भाग होते हैं परीक्षण का प्रयोग करेंरसायन विज्ञान में।
पूरक कार्य।
कार्य में दिए गए प्रतिबंधों को ध्यान में रखते हुए विषय को उत्तर तैयार करना चाहिए।
एक ही समय में उत्क्रमणीय और उष्माक्षेपी से संबंधित प्रतिक्रिया समीकरण जोड़ें
बी) हाइड्रोजन + आयोडीन
सी) नाइट्रोजन + हाइड्रोजन
डी) सल्फर डाइऑक्साइड + ऑक्सीजन
ई) कार्बन डाइऑक्साइड + कार्बन 2 अंक
उस योजना के अनुसार प्रतिक्रिया समीकरण लिखें, जिसमें से उन उत्क्रमणीय प्रतिक्रियाओं का चयन करें जिनमें तापमान में वृद्धि के कारण संतुलन दाईं ओर शिफ्ट हो जाएगा:
N2 → NO→ NO2→ HNO3→ NH4NO3 2 अंक
मुफ्त प्रस्तुति परीक्षण।
विषय को स्वतंत्र रूप से उत्तर तैयार करना चाहिए, क्योंकि कार्य में उन पर कोई प्रतिबंध नहीं लगाया गया है।
31) सिस्टम में संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करने वाले कारकों की सूची बनाएं:
CO + 2H2↔ CH3OH(g)+Q 2 अंक
32) उन कारकों की सूची बनाएं जो संतुलन को सिस्टम में शुरुआती पदार्थों के निर्माण की ओर ले जाते हैं:
सी (टीवी) + 2एच2 (जी) ↔सीएच4 (जी) + क्यू 2 अंक
परीक्षणों के उत्तर।
टेस्ट नंबर सही उत्तर
बी 1
जी-3.4
ए-2.3
जी 2
बी- N2+3H2↔2NH3+Q
1) N2+O2↔2NO-Q
3) 4NO2+2H2O+O2↔4HNO3+Q
4) NH3+HNO3=NH4NO3
पहली प्रतिक्रिया
CO+2H2↔CH3OH+Q
तापमान में कमी
दबाव में वृद्धि
सीओ की एकाग्रता में वृद्धि
H2 सांद्रता में वृद्धि
शराब की एकाग्रता में कमी
सी+2एच2↔सीएच4+क्यू
2) दबाव में कमी
3) हाइड्रोजन की सांद्रता कम करना
4) मीथेन की सांद्रता में वृद्धि।
ग्रन्थसूची
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>> रसायन विज्ञान: प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं
CO2 + H2O = H2CO3
परिणामी एसिड समाधान को एक तिपाई में खड़े होने के लिए छोड़ दें। थोड़ी देर बाद, हम देखेंगे कि घोल फिर से बैंगनी हो गया है, क्योंकि अम्ल अपने मूल पदार्थों में विघटित हो गया है।
यदि तीसरा कार्बोनिक एसिड का घोल हो तो इस प्रक्रिया को बहुत तेजी से अंजाम दिया जा सकता है। नतीजतन, कार्बोनिक एसिड प्राप्त करने की प्रतिक्रिया आगे और विपरीत दिशा में आगे बढ़ती है, अर्थात यह प्रतिवर्ती है। एक प्रतिक्रिया की उत्क्रमणीयता दो विपरीत दिशा वाले तीरों द्वारा इंगित की जाती है:
सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक उत्पादों की तैयारी में अंतर्निहित प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं में, हम एक उदाहरण के रूप में सल्फर ऑक्साइड (IV) और ऑक्सीजन से सल्फर ऑक्साइड (VI) के संश्लेषण (संयोजन) की प्रतिक्रिया का उल्लेख करते हैं।
1. प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएँ।
2. बर्थोलेट का नियम।
पैराग्राफ के पाठ में उल्लिखित दहन प्रतिक्रियाओं के समीकरणों को लिखें, जिससे पता चलता है कि इन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप उन तत्वों के ऑक्साइड बनते हैं जिनसे प्रारंभिक पदार्थ बनते हैं।
योजना के अनुसार, पैराग्राफ के अंत में की गई अंतिम तीन प्रतिक्रियाओं का विवरण दें: क) अभिकर्मकों और उत्पादों की प्रकृति और संख्या; बी) एकत्रीकरण की स्थिति; सी) दिशा: डी) उत्प्रेरक की उपस्थिति; ई) गर्मी की रिहाई या अवशोषण
अनुच्छेद के पाठ में प्रस्तावित चूना पत्थर भूनने की प्रतिक्रिया के लिए समीकरण में क्या अशुद्धि की गई है?
यह कथन कितना सत्य है कि यौगिक की अभिक्रियाएँ, एक नियम के रूप में, ऊष्माक्षेपी अभिक्रियाएँ होंगी? पाठ्यपुस्तक के पाठ में दिए गए तथ्यों की सहायता से अपने दृष्टिकोण की पुष्टि कीजिए।
पाठ सामग्री पाठ सारांशसमर्थन फ्रेम पाठ प्रस्तुति त्वरक तरीके इंटरैक्टिव प्रौद्योगिकियां अभ्यास कार्य और अभ्यास स्व-परीक्षा कार्यशालाएं, प्रशिक्षण, मामले, अन्वेषण गृहकार्य चर्चा प्रश्न छात्रों से आलंकारिक प्रश्न रेखांकन ऑडियो, वीडियो क्लिप और मल्टीमीडियातस्वीरें, चित्र ग्राफिक्स, टेबल, योजनाएँ हास्य, उपाख्यान, चुटकुले, हास्य दृष्टांत, कहावतें, वर्ग पहेली, उद्धरण ऐड-ऑन एब्सट्रैक्टजिज्ञासु चीट शीट पाठ्यपुस्तकों के लिए लेख चिप्स अन्य शब्दों की बुनियादी और अतिरिक्त शब्दावली पाठ्यपुस्तकों और पाठों में सुधारपाठ्यपुस्तक में त्रुटियों को सुधारनापाठ्य पुस्तक में एक खंड को अद्यतन करना पाठ में नवाचार के तत्व अप्रचलित ज्ञान को नए के साथ बदलना केवल शिक्षकों के लिए सही सबक कैलेंडर योजनाचर्चा कार्यक्रम की वर्ष पद्धति संबंधी सिफारिशें एकीकृत पाठकोडिफायर विषय: प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं। रासायनिक संतुलन। विभिन्न कारकों के प्रभाव में रासायनिक संतुलन का विस्थापन।
विपरीत प्रतिक्रिया की संभावना के अनुसार, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय में विभाजित किया जाता है।
प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रियाएं वे अभिक्रियाएँ हैं जिनके उत्पाद दी गई शर्तों के तहत एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं।
अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं ये ऐसी प्रतिक्रियाएं हैं जिनके उत्पाद दी गई शर्तों के तहत एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं कर सकते हैं।
के बारे में अधिक जानकारी रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरणपढ़ा जा सकता है।
उत्पाद इंटरैक्शन की संभावना प्रक्रिया की शर्तों पर निर्भर करती है।
तो अगर सिस्टम खुला, अर्थात। से आदान-प्रदान करता है पर्यावरणपदार्थ और ऊर्जा दोनों, फिर रासायनिक प्रतिक्रियाएँ जिनमें, उदाहरण के लिए, गैसें बनती हैं, अपरिवर्तनीय होंगी। उदाहरण के लिए ठोस सोडियम बाइकार्बोनेट को शांत करते समय:
2NaHCO 3 → ना 2 सीओ 3 + सीओ 2 + एच 2 ओ
गैसीय कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़ा जाएगा और प्रतिक्रिया क्षेत्र से वाष्पित हो जाएगा। इसलिए ऐसी प्रतिक्रिया होगी अचलइन शर्तों के अंर्तगत। यदि हम विचार करें बंद प्रणाली , कौन नही सकतापर्यावरण के साथ विनिमय पदार्थ (उदाहरण के लिए, एक बंद बॉक्स जिसमें प्रतिक्रिया होती है), तो कार्बन डाइऑक्साइड प्रतिक्रिया क्षेत्र से बाहर नहीं निकल पाएगा, और पानी और सोडियम कार्बोनेट के साथ बातचीत करेगा, फिर प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती होगी ये शर्तें:
2NaHCO 3 ⇔ ना 2 सीओ 3 + सीओ 2 + एच 2 ओ
विचार करना प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएं. योजना के अनुसार प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया को आगे बढ़ने दें:
एए + बीबी = सीसी + डीडी
बड़े पैमाने पर कार्रवाई के नियम के अनुसार आगे की प्रतिक्रिया की दर अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित की जाती है: v 1 =k 1 ·C A ·C B b , विपरीत प्रतिक्रिया की दर: v 2 =k 2 ·C C ·C D d । यदि प्रतिक्रिया के प्रारंभिक क्षण में सिस्टम में कोई पदार्थ C और D नहीं हैं, तो कण A और B मुख्य रूप से टकराते हैं और परस्पर क्रिया करते हैं, और मुख्य रूप से प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया होती है। धीरे-धीरे कणों C और D की सांद्रता भी बढ़ने लगेगी, इसलिए विपरीत प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाएगी। किन्हीं बिंदुओं पर आगे की प्रतिक्रिया की दर विपरीत प्रतिक्रिया की दर के बराबर हो जाती है. यह अवस्था कहलाती है रासायनिक संतुलन .
इस प्रकार, रासायनिक संतुलन व्यवस्था की वह अवस्था है जिसमें अग्र और पश्च अभिक्रियाओं की दर बराबर होती है .
क्योंकि अग्र और पश्च अभिक्रियाओं की दर बराबर होती है, पदार्थों के निर्माण की दर उनके उपभोग की दर के बराबर होती है, और धारा पदार्थों की सांद्रता नहीं बदलती है . ऐसी सांद्रता कहलाती है बैलेंस्ड .
ध्यान दें कि संतुलन में आगे और पीछे दोनों प्रतिक्रियाएँ, अर्थात्, अभिकारक एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, लेकिन उत्पाद भी उसी दर से परस्पर क्रिया करते हैं। उसी समय, बाहरी कारक प्रभावित कर सकते हैं बदलावएक दिशा या किसी अन्य में रासायनिक संतुलन। इसलिए, रासायनिक संतुलन को मोबाइल या गतिशील कहा जाता है।
गतिमान संतुलन के क्षेत्र में अनुसंधान उन्नीसवीं सदी में शुरू हुआ। हेनरी ले चेटेलियर के लेखन में, सिद्धांत की नींव रखी गई थी, जिसे बाद में वैज्ञानिक कार्ल ब्राउन द्वारा सामान्यीकृत किया गया था। मूविंग बैलेंस का सिद्धांत, या ले चेटेलियर-ब्राउन का सिद्धांत कहता है:
यदि संतुलन में एक प्रणाली के अधीन है बाहरी कारक, जो संतुलन की किसी भी स्थिति को बदल देता है, तब सिस्टम में प्रक्रियाएं तेज हो जाती हैं, जिसका उद्देश्य बाहरी प्रभावों की भरपाई करना है।
दूसरे शब्दों में: सिस्टम पर बाहरी प्रभाव के तहत, संतुलन इस तरह से बदल जाएगा कि इस बाहरी प्रभाव की भरपाई हो सके।
यह सिद्धांत, जो बहुत महत्वपूर्ण है, किसी भी संतुलन घटना के लिए काम करता है (सिर्फ रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं)। हालाँकि, अब हम इसे रासायनिक अन्योन्यक्रियाओं के संबंध में विचार करेंगे। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के मामले में, बाहरी क्रिया से पदार्थों की संतुलन सांद्रता में परिवर्तन होता है।
तीन मुख्य कारक संतुलन पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रभावित कर सकते हैं: तापमान, दबाव और अभिकारकों या उत्पादों की सांद्रता।
1. जैसा कि आप जानते हैं, रासायनिक अभिक्रियाओं के साथ तापीय प्रभाव होता है। यदि सीधी प्रतिक्रिया ऊष्मा (एक्ज़ोथिर्मिक, या + क्यू) की रिहाई के साथ आगे बढ़ती है, तो विपरीत प्रतिक्रिया ऊष्मा के अवशोषण (एन्डोथर्मिक, या -क्यू) के साथ होती है, और इसके विपरीत। यदि आप बढ़ाते हैं तापमान प्रणाली में, इस वृद्धि की भरपाई के लिए संतुलन बदल जाएगा। यह तर्कसंगत है कि ऊष्माक्षेपी प्रतिक्रिया के साथ, तापमान में वृद्धि की भरपाई नहीं की जा सकती है। इस प्रकार, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, प्रणाली में संतुलन ऊष्मा अवशोषण की ओर बढ़ता है, अर्थात एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं की ओर (-Q); घटते तापमान के साथ - एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया (+ क्यू) की दिशा में।
2. संतुलन प्रतिक्रियाओं के मामले में, जब कम से कम एक पदार्थ गैस चरण में होता है, तो परिवर्तन से संतुलन भी महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होता है। दबावप्रणाली में। जब दबाव बढ़ाया जाता है, तो रासायनिक प्रणाली इस प्रभाव की भरपाई करने की कोशिश करती है और प्रतिक्रिया की दर को बढ़ा देती है, जिसमें गैसीय पदार्थों की मात्रा कम हो जाती है। जब दबाव कम किया जाता है, तो सिस्टम प्रतिक्रिया की दर बढ़ा देता है, जिसमें गैसीय पदार्थों के अधिक अणु बनते हैं। इस प्रकार: दबाव में वृद्धि के साथ, संतुलन गैस के अणुओं की संख्या में कमी की ओर बढ़ता है, दबाव में कमी के साथ - गैस के अणुओं की संख्या में वृद्धि की ओर।
टिप्पणी! ऐसी प्रणालियाँ जहाँ प्रतिक्रियाशील गैसों और उत्पादों के अणुओं की संख्या समान होती है, दबाव से प्रभावित नहीं होती हैं! साथ ही, दबाव में परिवर्तन व्यावहारिक रूप से समाधानों में संतुलन को प्रभावित नहीं करता है, अर्थात। प्रतिक्रियाओं में जहां कोई गैस नहीं है।
3. साथ ही, रासायनिक प्रणालियों में संतुलन परिवर्तन से प्रभावित होता है एकाग्रताअभिकारकों और उत्पादों। जैसे ही अभिकारकों की सांद्रता बढ़ती है, सिस्टम उनका उपयोग करने की कोशिश करता है और आगे की प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है। अभिकर्मकों की एकाग्रता में कमी के साथ, सिस्टम उन्हें जमा करने की कोशिश करता है, और रिवर्स प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है। उत्पादों की सांद्रता में वृद्धि के साथ, सिस्टम उन्हें उपयोग करने की भी कोशिश करता है, और रिवर्स रिएक्शन की दर को बढ़ाता है। उत्पादों की सांद्रता में कमी के साथ, रासायनिक प्रणाली उनके गठन की दर को बढ़ा देती है, अर्थात। आगे की प्रतिक्रिया की दर।
यदि एक रासायनिक प्रणाली में अग्र अभिक्रिया की दर बढ़ जाती है सही , उत्पादों के निर्माण की दिशा में और अभिकर्मक की खपत . अगर विपरीत प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है, हम कहते हैं कि संतुलन बदल गया है बांई ओर , भोजन की खपत की ओर और अभिकर्मकों की एकाग्रता में वृद्धि .
उदाहरण के लिए, अमोनिया संश्लेषण प्रतिक्रिया में:
एन 2 + 3एच 2 \u003d 2एनएच 3 + क्यू
दबाव में वृद्धि से प्रतिक्रिया की दर में वृद्धि होती है, जिसमें कम संख्या में गैस के अणु बनते हैं, अर्थात। प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया (प्रतिक्रियाशील गैस अणुओं की संख्या 4 है, उत्पादों में गैस अणुओं की संख्या 2 है)। जैसे ही दबाव बढ़ता है, संतुलन उत्पादों की ओर दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है। पर तापमान में वृद्धिसंतुलन बदल जाएगा एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की ओर, अर्थात। बाईं ओर, अभिकर्मकों की ओर। नाइट्रोजन या हाइड्रोजन की सांद्रता में वृद्धि उनके उपभोग की ओर संतुलन को स्थानांतरित कर देगी, अर्थात दाईं ओर, उत्पादों की ओर।
उत्प्रेरक संतुलन को प्रभावित नहीं करता है, क्योंकि आगे और पीछे दोनों प्रतिक्रियाओं को गति दें।
में से एक सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएंएक रासायनिक प्रतिक्रिया परिवर्तन की गहराई (डिग्री) है, यह दर्शाती है कि शुरुआती पदार्थ कितने प्रतिक्रिया उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं। यह जितना बड़ा होता है, उतनी ही आर्थिक रूप से प्रक्रिया को अंजाम दिया जा सकता है। रूपांतरण की गहराई, अन्य कारकों के बीच, प्रतिक्रिया की प्रतिवर्तीता पर निर्भर करती है।
प्रतिवर्तीप्रतिक्रिया , भिन्न अचल, अंत तक आगे न बढ़ें: किसी भी अभिकारक का पूरी तरह से सेवन नहीं किया जाता है। उसी समय, प्रतिक्रिया उत्पाद प्रारंभिक सामग्री के गठन के साथ बातचीत करते हैं।
उदाहरणों पर विचार करें:
1) गैसीय आयोडीन और हाइड्रोजन की समान मात्रा को एक निश्चित तापमान पर एक बंद बर्तन में पेश किया जाता है। यदि इन पदार्थों के अणुओं का टकराव वांछित अभिविन्यास और पर्याप्त ऊर्जा के साथ होता है, तो रासायनिक बंधों को एक मध्यवर्ती यौगिक (एक सक्रिय परिसर, खंड 1.3.1 देखें) के गठन के साथ पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है। बांडों के आगे पुनर्व्यवस्था से हाइड्रोजन आयोडाइड के दो अणुओं में मध्यवर्ती यौगिक का अपघटन हो सकता है। प्रतिक्रिया समीकरण:
एच 2 + आई 2® 2HI
लेकिन हाइड्रोजन आयोडाइड के अणु भी बेतरतीब ढंग से हाइड्रोजन, आयोडीन के अणुओं और आपस में टकराएंगे। जब HI के अणु टकराते हैं, तो कोई भी पदार्थ मध्यवर्ती यौगिक के निर्माण को नहीं रोकेगा, जो बाद में आयोडीन और हाइड्रोजन में विघटित हो सकता है। यह प्रक्रिया समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है:
2HI® एच 2 + आई 2
इस प्रकार, इस प्रणाली में दो अभिक्रियाएँ एक साथ आगे बढ़ेंगी - हाइड्रोजन आयोडाइड का बनना और उसका अपघटन। उन्हें एक सामान्य समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है
एच 2 + आई 2 "2HI
प्रक्रिया की प्रतिवर्तीता को चिन्ह द्वारा दिखाया गया है "।
इस मामले में हाइड्रोजन आयोडाइड के गठन की दिशा में निर्देशित प्रतिक्रिया को प्रत्यक्ष कहा जाता है, और इसके विपरीत को विपरीत कहा जाता है।
2) यदि हम ऑक्सीजन के एक मोल के साथ सल्फर डाइऑक्साइड के दो मोल मिलाते हैं, तो सिस्टम में ऐसी स्थितियाँ पैदा करें जो प्रतिक्रिया के आगे बढ़ने के लिए अनुकूल हों, और समय बीत जाने के बाद, गैस मिश्रण का विश्लेषण करें, परिणाम दिखाएंगे कि सिस्टम होगा SO 3 - प्रतिक्रिया उत्पाद और प्रारंभिक पदार्थ - SO 2 और O 2 दोनों शामिल हैं। यदि सल्फर ऑक्साइड (+6) को प्रारंभिक पदार्थ के समान शर्तों के तहत रखा जाता है, तो यह पता लगाना संभव होगा कि इसका हिस्सा ऑक्सीजन और सल्फर ऑक्साइड (+4) में विघटित हो जाएगा, और सभी की मात्रा के बीच अंतिम अनुपात तीन पदार्थ एक जैसे होंगे जब सल्फर डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन के मिश्रण से शुरू होता है।
इस प्रकार, ऑक्सीजन के साथ सल्फर डाइऑक्साइड की बातचीत भी प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रिया के उदाहरणों में से एक है और समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है
2SO 2 + O 2 "2SO 3
3) हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ लोहे की परस्पर क्रिया समीकरण के अनुसार आगे बढ़ती है:
Fe + 2HCL® FeCL 2 + H 2
पर्याप्त हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ, प्रतिक्रिया समाप्त हो जाएगी
सारा लोहा समाप्त हो जाता है। इसके अलावा, यदि आप इस प्रतिक्रिया को विपरीत दिशा में करने की कोशिश करते हैं - लोहे के क्लोराइड के घोल से हाइड्रोजन को पारित करने के लिए, तो धातु का लोहा और हाइड्रोक्लोरिक एसिड काम नहीं करेगा - यह प्रतिक्रिया विपरीत दिशा में नहीं जा सकती। इस प्रकार, हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ लोहे की परस्पर क्रिया एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया है।
हालांकि, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि सैद्धांतिक रूप से किसी भी अपरिवर्तनीय प्रक्रिया को कुछ शर्तों के तहत प्रतिवर्ती के रूप में दर्शाया जा सकता है, अर्थात। सिद्धांत रूप में, सभी प्रतिक्रियाओं को प्रतिवर्ती माना जा सकता है। लेकिन बहुत बार एक प्रतिक्रिया स्पष्ट रूप से प्रबल होती है। यह उन मामलों में होता है जब बातचीत के उत्पादों को प्रतिक्रिया क्षेत्र से हटा दिया जाता है: अवक्षेप अवक्षेपित होता है, एक गैस निकलती है, आयन-विनिमय प्रतिक्रियाओं के दौरान व्यावहारिक रूप से गैर-विघटित उत्पाद बनते हैं; या जब, प्रारंभिक पदार्थों की स्पष्ट अधिकता के कारण, विपरीत प्रक्रिया व्यावहारिक रूप से दबा दी जाती है। इस प्रकार, रिवर्स प्रतिक्रिया की संभावना का प्राकृतिक या कृत्रिम बहिष्करण आपको प्रक्रिया को लगभग अंत तक लाने की अनुमति देता है।
ऐसी प्रतिक्रियाओं के उदाहरण समाधान में सिल्वर नाइट्रेट के साथ सोडियम क्लोराइड की परस्पर क्रिया है
NaCL + AgNO3® AgCl¯ + NaNO3,
अमोनिया के साथ कॉपर ब्रोमाइड
CuBr 2 + 4NH 3® Br 2,
सोडियम हाइड्रॉक्साइड विलयन के साथ हाइड्रोक्लोरिक अम्ल का उदासीनीकरण
एचसीएल + NaOH® NaCl + एच 2 ओ।
ये सब उदाहरण मात्र हैं वास्तव मेंअपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं, चूंकि सिल्वर क्लोराइड कुछ हद तक घुलनशील है, और जटिल कटियन 2+ बिल्कुल स्थिर नहीं है, और पानी अलग हो जाता है, हालांकि बहुत कम सीमा तक।
