रासायनिक संतुलन: रासायनिक संतुलन स्थिर र अभिव्यक्ति तरिका

1885 मा, फ्रान्सेली भौतिक र रसायनविद् Le Chatelier शुरू भएको थियो, र 1887 मा जर्मन भौतिक भूरा रासायनिक संतुलन र रासायनिक संतुलन स्थिर को व्यवस्था जायज र विभिन्न बाह्य कारक को प्रभाव मा आफ्नो निर्भरता अध्ययन।

रासायनिक संतुलन को सार

संतुलन - एक गतिशील राज्य, जो कुराहरू सधैं सार्दै हुनुहुन्छ भन्ने हो। उत्पादन भएको अभिकर्मकों मा विघटित र reactants उत्पादनहरूमा संयुक्त छन्। कुरा सार्दै हुनुहुन्छ, तर एकाग्रता अपरिवर्तित रहनेछ। प्रतिक्रिया को बराबरी सट्टा एक डबल तीर रेकर्ड छ यसलाई उल्टाउन भनेर देखाउन साइन इन गर्नुहोस्।

क्लासिक ढाँचाहरू

पनि पछिल्लो शताब्दीमा, दबाइ नै क्षमता मा प्रतिक्रिया को दिशा परिवर्तन को संभावना को लागि प्रदान केही नियमहरू फेला पारेका छौं। रासायनिक प्रतिक्रिया ठाउँ लिन कसरी ज्ञान, प्रयोगशाला अनुसन्धान र औद्योगिक उत्पादन दुवैको लागि अविश्वसनीय महत्त्वपूर्ण छन्। एकै समयमा ठूलो महत्त्व यी सबै घटना नियन्त्रण गर्न सक्ने क्षमता छ। यो धेरै प्राकृतिक प्रक्रियाहरू आफ्नो फाइदा तिनीहरूलाई प्रयोग गर्न त, विशेष गरी उल्टाउन आदर, हस्तक्षेप गर्न मानव प्रकृति छ। रासायनिक प्रतिक्रिया को ज्ञान बढी उपयोगी हुनेछ नियन्त्रण को सिद्ध आदेश भने।

दबाइ प्रयोग रसायन मा ठूलो कार्य को व्यवस्था सही प्रतिक्रिया को गति गणना गर्न। यसलाई कुनै पनि के स्पष्ट विचार दिन्छ रासायनिक प्रक्रिया अन्त ल्याइएको हुनेछैन यसलाई बन्द सिस्टम मा आयोजित गरिनेछ भने। अणु पदार्थ को गठन र स्थिर अनियमित गति मा हो, र चाँडै अणु सामाग्री सुरु बरामद छन् जो उल्टो प्रतिक्रिया उत्पन्न हुन सक्छ।

उद्योग, सबै भन्दा सामान्यतः खुला स्रोत सिस्टम प्रयोग। जहाजहरु, वाहन, र अन्य कन्टेनर, खुला छन् कि जहाँ रासायनिक प्रतिक्रिया। यो गर्न सुनिश्चित समयमा यी प्रक्रियाहरू गर्न सकिँदैन हटाइएको र इच्छित उत्पादन प्राप्त मुक्त ~ को बेकारी उत्पादनहरु को प्रतिक्रिया। उदाहरणका लागि, कोइला खुला भट्टियों, सिमेन्ट स्थिर हावा आपूर्ति संग संचालित खुला-प्रकार ब्लास्ट फर्नेस बनेको भट्टों मा जलाइएको छ, र अमोनिया अमोनिया को लगातार हटाउने संग संश्लेषित छ।

उल्टाउन र अपरिवर्तनीय रासायनिक प्रतिक्रिया,

यसको निर्देशन परिवर्तन र दबाव मतभेद र तापमान उतार चढाव को बिना एक predetermined बाटो साथ बगिरहेको बिना अन्त ल्याइएको छलफल अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया: नाम सुझाव, तपाईँ अनुरूप परिभाषा दिन सक्छन्। आफ्नो विशिष्ठ सुविधा केही उत्पादनहरु प्रतिक्रिया को स्कोप छोड्न सक्नुहुन्छ भन्ने तथ्यलाई छ। यसरी, उदाहरणका लागि, ग्याँस (CaCO ₃ = काओ + कं ₂₎ प्राप्त गर्न _{सक्छन्,} precipitate (घन (सं _{3) 2} + एच ₂ एस = ग्राहकहरु + 2HNO _3), वा अन्य यौगिकों। प्रतिक्रिया पनि अपरिवर्तनीय, गर्मी को एक ठूलो राशि प्रक्रिया चलिरहेको बेला जारी गरिएको छ भने, छलफल गरिनेछ उदाहरणका लागि: 4P + 5O ₂ = 2P ₂ हे ₅ + Q.

कि प्रकृति मा उत्पन्न लगभग सबै प्रतिक्रिया उल्टाउन छन्। यस्तो तापमान र दबाव रूपमा बाह्य अवस्था बिना वस्तुतः सबै प्रक्रियाहरू फरक दिशामा साथ उत्पन्न हुन सक्छ। रसायन मा ठूलो कार्य को व्यवस्था रूपमा, अवशोषित गर्मी को राशि जसको अर्थ एक प्रतिक्रिया exothermic थियो भने, दोस्रो (उल्ट्याउन) endothermic Bude कि विनियोजन संख्या, बराबर छ।

रासायनिक संतुलन: रासायनिक संतुलन स्थिर

प्रतिक्रिया - एक "क्रिया" रसायन - दबाइ जाँच्न कि गतिविधिहरु। धेरै प्रतिक्रिया पूरा गर्न जाने र त्यसपछि जो reactants पूर्ण यसको मूल राज्य फर्कन सक्षम नभइकन उत्पादनहरु मा रूपान्तरित छन् भन्ने हो, रोक्न। केही अवस्थामा, प्रतिक्रिया छ साँच्चै अपरिवर्तनीय, जस्तै जलिरहेको को परिवर्तन दुवै शारीरिक र रासायनिक गुण को पदार्थ। तर, धेरै अन्य परिस्थितिमा जो backlash छैन मात्र सम्भव छ, तर पनि लगातार साथै उत्पादनहरु को पहिलो प्रतिक्रिया हो अभिकर्मकों लागि दोस्रो।

को reactants र उत्पादनहरु को एकाग्रता स्थिर रहने जसमा गतिशील राज्य, संतुलन भनिन्छ। यो विशिष्ट रसायन को उत्पादन लागत कम गर्न खोजिरहेका, कि क्षेत्रहरु मा लागू केही व्यवस्था संग सामाग्री को व्यवहार भविष्यवाणी गर्न सम्भव छ। उपयोगी पनि राख्ने प्रक्रिया बुझ्न वा संभावित मान्छे को स्वास्थ्य खतरामा गर्न, रासायनिक संतुलन को अवधारणा छ। रासायनिक संतुलन स्थिर को ईओण बल र तापमान मा निर्भर छ, र समाधान मा reactants र उत्पादनहरु को एकाग्रता निर्भर गर्दैन प्रतिक्रिया, को कारक को मान छ।

को संतुलन स्थिर को गणना

यो मात्रा अर्थात् एकाइहरूको एक निश्चित संख्या भइरहेको छैन, dimensionless छ। गणना सामान्यतया दुई reactants र दुई उत्पादनहरु लागि लेखिएको छ हुनत, यो प्रतिक्रिया सहभागी कुनै पनि नम्बर को लागि काम गर्दछ। को संतुलन स्थिर को गणना र व्याख्या एक रासायनिक प्रतिक्रिया एक homogeneous वा heterogeneous संतुलन संग सम्बन्धित छ कि छैन भनेर निर्भर गर्दछ। यो सबै घटक प्रतिक्रिया कि शुद्ध तरल वा ग्याँसहरु हुन सक्छ हो। heterogeneous संतुलन पुग्न प्रतिक्रिया को लागि, एक भन्दा बढी सामान्यतया चरण र कम से कम दुई छ। उदाहरणको लागि, तरल र ग्याँसहरु वा ठोस र तरल।

मान को संतुलन स्थिर

को संतुलन स्थिर लागि कुनै पनि तापमान लागि, भिन्न जो तापमान जो मा प्रतिक्रिया हुन्छ भने मात्र या त दिशा मा परिवर्तन केवल एक मूल्य, त्यहाँ छ। यो संतुलन स्थिर ठूलो वा सानो छ कि छैन भनेर आधारित रासायनिक प्रतिक्रिया बारेमा केही अनुमानहरू, बनाउन सम्भव छ। मान धेरै ठूलो छ भने, संतुलन सही गर्न प्रतिक्रिया एहसान र हुनेछ अभिकर्मकों भन्दा बढि उत्पादनहरू गर्दछ। प्रतिक्रिया मा यस मामला गर्न सकिँदैन भनिने "पूर्ण" वा "मात्रात्मक"।

को संतुलन स्थिर को मूल्य सानो छ भने, यो अभिकर्मकों को मात्रा गठन उत्पादनहरु भन्दा बढी थियो जहाँ बायाँ, गर्न अनुकूल प्रतिक्रिया हो। यो मूल्य शून्य नजिकिंदै भने, यो प्रतिक्रिया उत्पन्न गर्दैन कल्पित गर्न सकिन्छ। यदि मान को संतुलन अचल लागि अगाडि र उल्टो प्रतिक्रिया लगभग एउटै, राशि को reactants र उत्पादनहरु इच्छा पनि लगभग समान। प्रतिक्रिया यस प्रकारको उल्टाउन हुन मानिन्छ।

एक उल्टाउन प्रतिक्रिया विशिष्ट विचार

हाइड्रोजन आयोडाइड - आयोडिन र हाइड्रोजन, संयुक्त जो गर्दा नयाँ पदार्थ दिन यी दुई रासायनिक तत्व लिनुहोस्।

एच ₂ + म ₂ = 2HI

प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया लिन वेग V _1, को V ₂ को समयमा - उल्टो प्रतिक्रिया दर, K - निरन्तर संतुलन। ठूलो कार्य, निम्न अभिव्यक्ति को व्यवस्था प्रयोग:

v ₁ = K ₁ * ग (एच ₂₎ * ग (म _2),

v ₂ = K ₂ * ग ² (HI)।

को आणविक आयोडिन (म ₂₎ र हाइड्रोजन (एच ₂₎ मिश्रण जब आफ्नो अन्तरक्रिया सुरु हुन्छ। मा प्रारम्भिक चरण, अधिकतम एकाग्रता यी तत्व, तर अन्त को अधिकतम प्रतिक्रिया छ एकाग्रता को नयाँ यौगिकों - हाइड्रोजन आयोडाइड (HI)। तदनुसार, फरक प्रतिक्रिया दर हुनेछ। सुरुमा तिनीहरू ठूलो पारिएको गरिनेछ। अन्ततः यी मान बराबर हुँदा एक समय त्यहाँ आउँछ, र यो सर्त रासायनिक संतुलन भनिन्छ छ।

रासायनिक संतुलन अचल को अभिव्यक्ति सामान्यतया वर्ग कोष्ठक संग denoted छन्: [एच _2], [म _2], [HI]। बराबर, त्यसपछि संतुलन गति देखि:

K ₁ [एच _2] [म _2] = K ₂ [HI] ^2,

त्यसैले हामी रासायनिक संतुलन अचल को समीकरण प्राप्त:

k ₁ / K ₂ = [HI] ² / [एच _2] [म _2] = K.

Le Chatelier-ब्राउन को सिद्धान्त

त्यहाँ निम्न नियम छ: कि संतुलन मा एक प्रणाली, एक निश्चित प्रभाव (उदाहरणका लागि परिवर्तन तापमान वा दबाब, द्वारा रासायनिक संतुलन अवस्थाको परिवर्तन) को उत्पादन गर्न भने, ब्यालेन्स आंशिक परिवर्तन को प्रभाव लड्न पारी हुनेछ। रसायन गर्न साथै, यो सिद्धान्त पनि औषध र अर्थशास्त्र को क्षेत्रहरू विभिन्न प्रकारका एक नम्बर मा लागू हुन्छ।

रासायनिक संतुलन स्थिर र अभिव्यक्ति तरिका

को संतुलन अभिव्यक्ति हुन सक्छ व्यक्त मा सर्तहरू को एकाग्रता को उत्पादन र reactants। देखि तरल र ठोस को एकाग्रता परिवर्तन गर्दै जलीय र महामण्डल चरणहरु मा मात्र रसायन, संतुलन को सूत्र समावेश छन्। के कारक रासायनिक ब्यालेन्स असर? यो एक शुद्ध तरल वा ठोस समावेश भने, यो K = 1 छ मानिन्छ, र तदनुसार अब, खातामा लगिनेछ अत्यधिक ध्यान समाधान को अपवाद संग। उदाहरणका लागि, शुद्ध पानी एक गतिविधि 1 छ।

अर्को उदाहरण जो कार्बन डाइअक्साइड र कार्बन गठन गर्ने कार्बन मोनोअक्साइड दुई अणुहरुलाई प्रतिक्रिया द्वारा गठन गर्न सकिन्छ ठोस कार्बन छ। शेष असर गर्न सक्छ भन्ने कारक, एक reactant को वाहेक वा एक उत्पादन (एकाग्रता परिवर्तन ब्यालेन्स असर) समावेश गर्नुहोस्। एक अभिकर्मक थप्दा जहाँ त्यहाँ उत्पादन बढी प्रकारका छन् संतुलन रासायनिक समीकरण मा सही गर्न सक्छ। थप प्रकारका अभिकर्मकों हुन्छ रूपमा वाहेक उत्पादन, बायाँ संतुलन गर्न सक्छ।

संतुलन प्रतिक्रिया दुवै दिशामा स्थान लिइरहेको छ, यो reactants र उत्पादनहरूको स्थिर अनुपात छ हुन्छ। सामान्य मा, रासायनिक संतुलन उत्पादन र अभिकर्मकों को अनुपात निरन्तर भएकोले, स्थिर छ। तथापि, नजीकको शेष प्रतिक्रिया नै दरमा दुवै दिशामा उत्प्रेरित गर्छ, एक धेरै नै गतिशील प्रक्रिया वास्तवमा छ भनेर प्रकट गर्छ।

गतिशील संतुलन को स्थिर राज्य कार्यहरु को एक उदाहरण हो। वर्तमान समयमा अवलोकन एक स्थिर अवस्थामा एक प्रणाली लागि, व्यवहार भविष्यमा जारी छ। तसर्थ, एक पटक प्रतिक्रिया संतुलन पुग्छ, reactant र उत्पादन एकाग्रता को अनुपात नै रहने, हुनत प्रतिक्रिया आगम।

रूपमा बस जटिल बारेमा बताउन?

यस्तो रासायनिक संतुलन र रासायनिक संतुलन स्थिर रूपमा अवधारणाहरु, बुझ्न निकै गाह्रो छ। जीवन को उदाहरण लिनुहोस्। के तपाईं कहिल्यै तपाईं निराशा यातायात अड्केको हुँदा, दुई शहर बीचको पुल मा अड्केको प्राप्त गर्छन्, र अन्य दिशा मा आन्दोलन सजिलै र मापन भन्ने तथ्यलाई ध्यान? यो राम्रो छैन।

मेशिन मापन र दुवै पक्षले नै गति मा सारियो भने के? यो रह्यो गर्न नम्बरको कार दुवै शहर स्थायी? दुवै शहर मा प्रवेश निस्कन गति नै छ जब, तर प्रत्येक शहरमा कार को संख्या जो सारा प्रक्रिया गतिशील संतुलन छ भन्ने हो, समय स्थिर छ।