प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया के लिए संतुलन की स्थिति अनिश्चित काल तक (बाहरी हस्तक्षेप के बिना) रह सकती है। लेकिन अगर ऐसी प्रणाली पर बाहरी प्रभाव लागू किया जाता है (तापमान, दबाव या अंतिम या प्रारंभिक पदार्थों की एकाग्रता को बदलने के लिए), तो संतुलन की स्थिति गड़बड़ा जाएगी। एक प्रतिक्रिया की दर दूसरे की दर से अधिक हो जाएगी। समय के साथ, सिस्टम फिर से एक संतुलन स्थिति ले लेगा, लेकिन प्रारंभिक और अंतिम पदार्थों की नई संतुलन सांद्रता प्रारंभिक लोगों से भिन्न होगी। इस मामले में, कोई एक दिशा या किसी अन्य में रासायनिक संतुलन में बदलाव की बात करता है।

यदि, बाहरी प्रभाव के परिणामस्वरूप, आगे की प्रतिक्रिया की दर रिवर्स प्रतिक्रिया की दर से अधिक हो जाती है, तो इसका मतलब है कि रासायनिक संतुलन दाईं ओर स्थानांतरित हो गया है। यदि, इसके विपरीत, विपरीत प्रतिक्रिया की दर अधिक हो जाती है, तो इसका मतलब है कि रासायनिक संतुलन बाईं ओर स्थानांतरित हो गया है।

जब संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित किया जाता है, तो प्रारंभिक पदार्थों की संतुलन सांद्रता कम हो जाती है और प्रारंभिक संतुलन सांद्रता की तुलना में अंतिम पदार्थों की संतुलन सांद्रता बढ़ जाती है। तदनुसार, प्रतिक्रिया उत्पादों की उपज भी बढ़ जाती है।

रासायनिक संतुलन को बाईं ओर स्थानांतरित करने से प्रारंभिक पदार्थों के संतुलन सांद्रता में वृद्धि होती है और अंतिम उत्पादों की संतुलन सांद्रता में कमी आती है, जिसकी उपज इस मामले में घट जाएगी।

रासायनिक संतुलन बदलाव की दिशा ले चेटेलियर सिद्धांत का उपयोग करके निर्धारित की जाती है: "यदि एक बाहरी प्रभाव एक ऐसी प्रणाली पर लगाया जाता है जो रासायनिक संतुलन की स्थिति में है (तापमान, दबाव, प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले एक या अधिक पदार्थों की एकाग्रता को बदलें) ), तो इससे उस प्रतिक्रिया की दर में वृद्धि होगी, जिसके दौरान प्रभाव की भरपाई (कम) हो जाएगी।

उदाहरण के लिए, प्रारंभिक पदार्थों की सांद्रता में वृद्धि के साथ, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है और संतुलन दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है। प्रारंभिक पदार्थों की सांद्रता में कमी के साथ, इसके विपरीत, विपरीत प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है, और रासायनिक संतुलन बाईं ओर शिफ्ट हो जाता है।

तापमान में वृद्धि के साथ (अर्थात, जब सिस्टम को गर्म किया जाता है), संतुलन एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की घटना की ओर बदल जाता है, और जब यह घट जाता है (यानी, जब सिस्टम ठंडा हो जाता है), तो यह एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया की घटना की ओर बदल जाता है। (यदि आगे की प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, तो रिवर्स प्रतिक्रिया आवश्यक रूप से एंडोथर्मिक होगी, और इसके विपरीत)।

इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि तापमान में वृद्धि, एक नियम के रूप में, आगे और पीछे दोनों प्रतिक्रियाओं की दर को बढ़ाती है, लेकिन एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की दर एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया की दर से अधिक बढ़ जाती है। तदनुसार, जब सिस्टम को ठंडा किया जाता है, तो आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दर कम हो जाती है, लेकिन एक ही हद तक नहीं: एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया के लिए, यह एंडोथर्मिक की तुलना में बहुत कम है।

दबाव में परिवर्तन रासायनिक संतुलन में बदलाव को तभी प्रभावित करता है जब दो शर्तें पूरी होती हैं:

यह आवश्यक है कि प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थों में से कम से कम एक गैसीय अवस्था में हो, उदाहरण के लिए:

CaCO 3 (t) CaO (t) + CO 2 (g) - दबाव में परिवर्तन संतुलन के विस्थापन को प्रभावित करता है।

सीएच 3 सीओओएच (एल।) + सी 2 एच 5 ओएच (एल।) सीएच 3 सीओओएस 2 एच 5 (एल।) + एच 2 ओ (एल।) - दबाव में बदलाव रासायनिक संतुलन में बदलाव को प्रभावित नहीं करता है, क्योंकि कोई भी प्रारंभिक या अंतिम पदार्थ गैसीय अवस्था में नहीं है;

यदि कई पदार्थ गैसीय अवस्था में हैं, तो यह आवश्यक है कि इस तरह की प्रतिक्रिया के लिए समीकरण के बाईं ओर गैस के अणुओं की संख्या समीकरण के दाईं ओर गैस के अणुओं की संख्या के बराबर न हो, उदाहरण के लिए:

2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) - दबाव परिवर्तन संतुलन बदलाव को प्रभावित करता है

मैं 2 (जी) + Н 2 (जी) 2НI (जी) - दबाव परिवर्तन संतुलन बदलाव को प्रभावित नहीं करता है

जब ये दो शर्तें पूरी होती हैं, तो दबाव में वृद्धि से संतुलन में प्रतिक्रिया की ओर बदलाव होता है, जिसके दौरान सिस्टम में गैस के अणुओं की संख्या कम हो जाती है। हमारे उदाहरण में (SO2 का उत्प्रेरक दहन), यह एक सीधी प्रतिक्रिया होगी।

दबाव में कमी, इसके विपरीत, गठन के साथ आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया की दिशा में संतुलन को बदल देती है अधिकगैस के अणु। हमारे उदाहरण में, यह विपरीत प्रतिक्रिया होगी।

दबाव में वृद्धि से प्रणाली के आयतन में कमी आती है, और इसलिए गैसीय पदार्थों की दाढ़ सांद्रता में वृद्धि होती है। नतीजतन, आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दर बढ़ जाती है, लेकिन उसी हद तक नहीं। समान दबाव को समान रूप से कम करने से आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दरों में कमी आती है। लेकिन साथ ही, प्रतिक्रिया दर, जिसकी ओर संतुलन बदलता है, कुछ हद तक कम हो जाती है।

उत्प्रेरक संतुलन शिफ्ट को प्रभावित नहीं करता है, क्योंकि यह आगे और पीछे दोनों प्रतिक्रियाओं को समान रूप से गति (या धीमा) करता है। इसकी उपस्थिति में, रासायनिक संतुलन केवल अधिक तेज़ी से (या अधिक धीरे-धीरे) स्थापित होता है।

यदि प्रणाली एक ही समय में कई कारकों से प्रभावित होती है, तो उनमें से प्रत्येक एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से कार्य करता है। उदाहरण के लिए, अमोनिया के संश्लेषण में

एन 2 (गैस) + 3एच 2 (गैस) 2एनएच 3 (गैस)

प्रतिक्रिया हीटिंग के साथ और उत्प्रेरक की उपस्थिति में इसकी दर बढ़ाने के लिए की जाती है। लेकिन साथ ही, तापमान का प्रभाव इस तथ्य की ओर जाता है कि प्रतिक्रिया संतुलन बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है, रिवर्स एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की ओर। इससे NH3 के उत्पादन में कमी आती है। तापमान के इस अवांछनीय प्रभाव की भरपाई करने और अमोनिया की उपज बढ़ाने के लिए, साथ ही सिस्टम में दबाव बढ़ जाता है, जो प्रतिक्रिया संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित कर देता है, अर्थात। कम संख्या में गैस अणुओं के निर्माण की दिशा में।

साथ ही, प्रतिक्रिया (तापमान, दबाव) के लिए सबसे इष्टतम स्थितियों को अनुभवजन्य रूप से चुना जाता है, जिसके तहत यह पर्याप्त रूप से उच्च दर पर आगे बढ़ेगा और अंतिम उत्पाद की आर्थिक रूप से व्यवहार्य उपज देगा।

Le Chatelier सिद्धांत इसी तरह रासायनिक उद्योग में के उत्पादन में उपयोग किया जाता है एक बड़ी संख्या मेंराष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के लिए बहुत महत्व के विभिन्न पदार्थ।

ले चेटेलियर का सिद्धांत न केवल प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर लागू होता है, बल्कि विभिन्न अन्य संतुलन प्रक्रियाओं पर भी लागू होता है: भौतिक, भौतिक रासायनिक, जैविक।

एक वयस्क के शरीर को जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की एकाग्रता सहित विभिन्न जैव रासायनिक संकेतकों सहित कई मापदंडों की सापेक्ष स्थिरता की विशेषता है। हालाँकि, ऐसी अवस्था को संतुलन नहीं कहा जा सकता, क्योंकि यह ओपन सिस्टम पर लागू नहीं होता है।

मानव शरीर, किसी भी जीवित प्रणाली की तरह, पर्यावरण के साथ लगातार विभिन्न पदार्थों का आदान-प्रदान करता है: यह भोजन का उपभोग करता है और उनके ऑक्सीकरण और क्षय के उत्पादों को छोड़ता है। इसलिए, शरीर की विशेषता है स्थिर अवस्था, पर्यावरण के साथ पदार्थ और ऊर्जा के आदान-प्रदान की निरंतर दर पर इसके मापदंडों की स्थिरता के रूप में परिभाषित किया गया है। पहले सन्निकटन में, स्थिर अवस्था को विश्राम प्रक्रियाओं द्वारा परस्पर जुड़े हुए संतुलन राज्यों की एक श्रृंखला के रूप में माना जा सकता है। संतुलन की स्थिति में, प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थों की सांद्रता को बाहर से प्रारंभिक उत्पादों को फिर से भरने और अंतिम उत्पादों को बाहर निकालने के द्वारा बनाए रखा जाता है। शरीर में उनकी सामग्री को बदलने से, बंद प्रणालियों के विपरीत, एक नए थर्मोडायनामिक संतुलन की ओर नहीं जाता है। सिस्टम अपनी मूल स्थिति में लौट आता है। इस प्रकार, शरीर के आंतरिक वातावरण की संरचना और गुणों की सापेक्ष गतिशील स्थिरता बनी रहती है, जो इसके शारीरिक कार्यों की स्थिरता को निर्धारित करती है। सजीव तंत्र के इस गुण को अलग ढंग से कहा जाता है समस्थिति.

एक स्थिर अवस्था में एक जीव के जीवन के दौरान, एक बंद संतुलन प्रणाली के विपरीत, एन्ट्रापी में वृद्धि होती है। हालांकि, इसके साथ-साथ, रिवर्स प्रक्रिया एक साथ आगे बढ़ती है - पर्यावरण से कम एन्ट्रापी मूल्य वाले पोषक तत्वों की खपत के कारण एन्ट्रापी में कमी (उदाहरण के लिए, उच्च-आणविक यौगिक - प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, कार्बोहाइड्रेट, आदि) और पर्यावरण में क्षय उत्पादों की रिहाई। I.R. Prigozhin की स्थिति के अनुसार, एक स्थिर अवस्था में एक जीव के लिए एन्ट्रापी का कुल उत्पादन न्यूनतम हो जाता है।

नोइक्विलिब्रियम ऊष्मप्रवैगिकी के विकास में एक महान योगदान किसके द्वारा किया गया था आई. आर. प्रिगोझ्योपुरस्कार विजेता नोबेल पुरुस्कार 1977, जिन्होंने कहा कि "किसी भी गैर-संतुलन प्रणाली में, ऐसे स्थानीय क्षेत्र होते हैं जो एक संतुलन अवस्था में होते हैं। शास्त्रीय ऊष्मप्रवैगिकी में, संतुलन पूरे सिस्टम को संदर्भित करता है, और गैर-संतुलन में - केवल इसके व्यक्तिगत भागों के लिए।

यह स्थापित किया गया है कि ऐसी प्रणालियों में एन्ट्रापी भ्रूणजनन की अवधि के दौरान, पुनर्जनन की प्रक्रियाओं के दौरान और घातक नवोप्लाज्म के विकास के दौरान बढ़ जाती है।

यदि एक बाहरी स्थितियां रासायनिक प्रक्रियानहीं बदलते हैं, तो रासायनिक संतुलन की स्थिति को मनमाने ढंग से लंबे समय तक बनाए रखा जा सकता है। प्रतिक्रिया की स्थिति (तापमान, दबाव, एकाग्रता) को बदलकर, कोई प्राप्त कर सकता है रासायनिक संतुलन का विस्थापन या बदलाव आवश्यक दिशा में।

संतुलन के दाईं ओर शिफ्ट होने से उन पदार्थों की सांद्रता में वृद्धि होती है जिनके सूत्र समीकरण के दाईं ओर होते हैं। संतुलन के बाईं ओर शिफ्ट होने से उन पदार्थों की सांद्रता में वृद्धि होगी जिनके सूत्र बाईं ओर हैं। इस मामले में, सिस्टम संतुलन की एक नई स्थिति में चला जाएगा, जिसकी विशेषता है प्रतिक्रिया में प्रतिभागियों के संतुलन सांद्रता के अन्य मूल्य.

बदलती परिस्थितियों के कारण रासायनिक संतुलन में बदलाव 1884 में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ए। ले चेटेलियर (ले चेटेलियर के सिद्धांत) द्वारा तैयार किए गए नियम का पालन करता है।

ले चेटेलियर का सिद्धांत:यदि रासायनिक संतुलन की स्थिति में एक प्रणाली किसी भी तरह से प्रभावित होती है, उदाहरण के लिए, तापमान, दबाव, या अभिकर्मकों की सांद्रता को बदलकर, तो संतुलन प्रतिक्रिया की दिशा में बदल जाएगा जो प्रभाव को कमजोर करता है .

रासायनिक संतुलन के बदलाव पर एकाग्रता परिवर्तन का प्रभाव।

ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार प्रतिक्रिया में प्रतिभागियों में से किसी की एकाग्रता में वृद्धि से प्रतिक्रिया की ओर संतुलन में बदलाव होता है जिससे इस पदार्थ की एकाग्रता में कमी आती है।

संतुलन की स्थिति पर एकाग्रता का प्रभाव निम्नलिखित नियमों का पालन करता है:

प्रारंभिक पदार्थों में से एक की एकाग्रता में वृद्धि के साथ, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है और संतुलन प्रतिक्रिया उत्पादों के गठन की दिशा में बदल जाता है और इसके विपरीत;

प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक की एकाग्रता में वृद्धि के साथ, रिवर्स प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है, जिससे प्रारंभिक पदार्थों के गठन की दिशा में संतुलन में बदलाव होता है और इसके विपरीत।

उदाहरण के लिए, यदि एक संतुलन प्रणाली में:

SO 2 (g) + NO 2 (g) SO 3 (g) + NO (g)

SO 2 या NO 2 की सांद्रता बढ़ाएँ, फिर, सामूहिक क्रिया के नियम के अनुसार, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दर में वृद्धि होगी। यह संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित कर देगा, जिससे प्रारंभिक सामग्री की खपत और प्रतिक्रिया उत्पादों की एकाग्रता में वृद्धि होगी। प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों के नए संतुलन सांद्रता के साथ संतुलन की एक नई स्थिति स्थापित की जाएगी। जब, उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक की एकाग्रता कम हो जाती है, तो सिस्टम इस तरह से प्रतिक्रिया करेगा कि उत्पाद की एकाग्रता में वृद्धि हो। लाभ प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया को दिया जाएगा, जिससे प्रतिक्रिया उत्पादों की एकाग्रता में वृद्धि होगी।

रासायनिक संतुलन के बदलाव पर दबाव परिवर्तन का प्रभाव।

ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार दबाव में वृद्धि से गैसीय कणों की एक छोटी मात्रा के निर्माण की ओर संतुलन में बदलाव होता है, अर्थात। छोटी मात्रा की ओर।

उदाहरण के लिए, में प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया:

2NO 2 (g) 2NO (g) + O 2 (g)

2 mol NO 2 से 2 mol NO और 1 mol O 2 बनते हैं। सूत्रों से पहले स्टोइकोमेट्रिक गुणांक गैसीय पदार्थइंगित करता है कि आगे की प्रतिक्रिया से गैसों के मोल की संख्या में वृद्धि होती है, और विपरीत प्रतिक्रिया, इसके विपरीत, गैसीय पदार्थ के मोल की संख्या को कम करती है। यदि ऐसी प्रणाली पर बाहरी प्रभाव डाला जाता है, उदाहरण के लिए, दबाव बढ़ाकर, तो सिस्टम इस तरह से प्रतिक्रिया करेगा कि यह प्रभाव कमजोर हो जाए। यदि इस प्रतिक्रिया का संतुलन गैसीय पदार्थ के मोलों की एक छोटी संख्या की ओर शिफ्ट हो जाता है, और इसलिए एक छोटी मात्रा में दबाव कम हो सकता है।

इसके विपरीत, इस प्रणाली में दबाव में वृद्धि संतुलन में दाईं ओर बदलाव के साथ जुड़ी हुई है - NO 2 के अपघटन की ओर, जिससे गैसीय पदार्थ की मात्रा बढ़ जाती है।

यदि गैसीय पदार्थों के मोलों की संख्या अभिक्रिया के पहले और बाद में स्थिर रहती है, अर्थात् प्रतिक्रिया के दौरान सिस्टम का आयतन नहीं बदलता है, फिर दबाव में बदलाव समान रूप से आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दरों को बदल देता है और रासायनिक संतुलन की स्थिति को प्रभावित नहीं करता है।

उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया में:

एच 2 (जी) + सीएल 2 (जी) 2 एचसीएल (जी),

कुलप्रतिक्रिया के पहले और बाद में गैसीय पदार्थों का मोल स्थिर रहता है और सिस्टम में दबाव नहीं बदलता है। इस प्रणाली में संतुलन दबाव के साथ नहीं बदलता है।

रासायनिक संतुलन के बदलाव पर तापमान परिवर्तन का प्रभाव।

प्रत्येक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया में, दिशाओं में से एक एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया से मेल खाती है, और दूसरी एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया से मेल खाती है। तो अमोनिया संश्लेषण प्रतिक्रिया में, आगे की प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है, और रिवर्स प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक है।

एन 2 (जी) + 3 एच 2 (जी) 2एनएच 3 (जी) + क्यू (-Δएच)।

जब तापमान बदलता है, तो आगे और पीछे दोनों प्रतिक्रियाओं की दर बदल जाती है, हालांकि, दरों में परिवर्तन समान सीमा तक नहीं होता है। अरहेनियस समीकरण के अनुसार, एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया, जो सक्रियण ऊर्जा के एक बड़े मूल्य की विशेषता होती है, तापमान में बदलाव के लिए अधिक हद तक प्रतिक्रिया करती है।

इसलिए, रासायनिक संतुलन में बदलाव की दिशा पर तापमान के प्रभाव का अनुमान लगाने के लिए, प्रक्रिया के थर्मल प्रभाव को जानना आवश्यक है। इसे प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, कैलोरीमीटर का उपयोग करके, या जी। हेस के नियम के आधार पर गणना की जा सकती है। इस बात पे ध्यान दिया जाना चाहिए कि तापमान में परिवर्तन से रासायनिक संतुलन स्थिरांक (K p) के मान में परिवर्तन होता है।

ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार तापमान में वृद्धि संतुलन को एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की ओर ले जाती है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, संतुलन एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया की दिशा में बदल जाता है।

इस तरह, तापमान बढ़नाअमोनिया संश्लेषण प्रतिक्रिया में संतुलन में बदलाव होगा एंडोथर्मिक की ओरप्रतिक्रियाएं, यानी बांई ओर। गर्मी के अवशोषण के साथ आगे बढ़ने वाली रिवर्स प्रतिक्रिया से लाभ प्राप्त होता है।

यदि प्रणाली संतुलन की स्थिति में है, तो यह तब तक बनी रहेगी जब तक बाहरी स्थितियां स्थिर रहती हैं। यदि स्थितियां बदलती हैं, तो सिस्टम संतुलन से बाहर हो जाएगा - प्रत्यक्ष और रिवर्स प्रक्रियाओं की दरें अलग-अलग बदल जाएंगी - प्रतिक्रिया आगे बढ़ेगी। उच्चतम मूल्यसंतुलन, दबाव या तापमान में शामिल किसी भी पदार्थ की एकाग्रता में परिवर्तन के कारण असंतुलन के मामले हैं।

आइए इनमें से प्रत्येक मामले पर विचार करें।

प्रतिक्रिया में शामिल किसी भी पदार्थ की एकाग्रता में परिवर्तन के कारण असंतुलन। मान लें कि हाइड्रोजन, हाइड्रोजन आयोडाइड और आयोडीन वाष्प एक निश्चित तापमान और दबाव पर एक दूसरे के साथ संतुलन में हैं। आइए हम प्रणाली में हाइड्रोजन की एक अतिरिक्त मात्रा का परिचय दें। द्रव्यमान क्रिया के नियम के अनुसार, हाइड्रोजन सांद्रता में वृद्धि से अग्र अभिक्रिया की दर में वृद्धि होगी - HI के संश्लेषण की प्रतिक्रिया, जबकि विपरीत प्रतिक्रिया की दर नहीं बदलेगी। आगे की दिशा में, प्रतिक्रिया अब रिवर्स की तुलना में तेजी से आगे बढ़ेगी। नतीजतन, हाइड्रोजन और आयोडीन वाष्प की सांद्रता कम हो जाएगी, जिससे आगे की प्रतिक्रिया में मंदी आएगी, और HI की एकाग्रता में वृद्धि होगी, जिससे रिवर्स प्रतिक्रिया का त्वरण होगा। कुछ समय बाद, आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दरें फिर से समान हो जाएंगी - एक नया संतुलन स्थापित हो जाएगा। लेकिन साथ ही, HI की एकाग्रता अब जोड़ से पहले की तुलना में अधिक होगी, और एकाग्रता कम होगी।

असंतुलन के कारण होने वाली सांद्रता को बदलने की प्रक्रिया को विस्थापन या संतुलन बदलाव कहा जाता है। यदि इस मामले में समीकरण के दाईं ओर पदार्थों की सांद्रता में वृद्धि होती है (और निश्चित रूप से, एक ही समय में बाईं ओर पदार्थों की सांद्रता में कमी), तो वे कहते हैं कि संतुलन बदल जाता है दाईं ओर, यानी प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया के प्रवाह की दिशा में; सांद्रता में विपरीत परिवर्तन के साथ, वे संतुलन के बाईं ओर शिफ्ट होने की बात करते हैं - विपरीत प्रतिक्रिया की दिशा में। इस उदाहरण में, संतुलन दाईं ओर स्थानांतरित हो गया है। उसी समय, पदार्थ, जिसकी एकाग्रता में वृद्धि ने असंतुलन का कारण बना, प्रतिक्रिया में प्रवेश किया - इसकी एकाग्रता में कमी आई।

इस प्रकार, संतुलन में भाग लेने वाले किसी भी पदार्थ की सांद्रता में वृद्धि के साथ, संतुलन इस पदार्थ की खपत की ओर स्थानांतरित हो जाता है; जब किसी पदार्थ की सांद्रता कम हो जाती है, तो संतुलन इस पदार्थ के बनने की ओर खिसक जाता है।

दबाव में बदलाव के कारण असंतुलन (सिस्टम की मात्रा को कम या बढ़ाकर)। जब गैसें प्रतिक्रिया में शामिल होती हैं, तो सिस्टम के आयतन में बदलाव से संतुलन गड़बड़ा सकता है।

नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड और ऑक्सीजन के बीच प्रतिक्रिया पर दबाव के प्रभाव पर विचार करें:

गैसों के मिश्रण को एक निश्चित तापमान और दबाव पर रासायनिक संतुलन में रहने दें। तापमान को बदले बिना, हम दबाव बढ़ाते हैं ताकि सिस्टम का आयतन 2 गुना कम हो जाए। पहले क्षण में आंशिक दबावऔर सभी गैसों की सांद्रता दोगुनी हो जाएगी, लेकिन आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दरों के बीच का अनुपात बदल जाएगा - संतुलन गड़बड़ा जाएगा।

दरअसल, दबाव बढ़ने से पहले, गैस सांद्रता में संतुलन मूल्य थे, और, और आगे और रिवर्स प्रतिक्रियाओं की दरें समान थीं और समीकरणों द्वारा निर्धारित की गई थीं:

संपीड़न के बाद पहले क्षण में, गैसों की सांद्रता उनके प्रारंभिक मूल्यों की तुलना में दोगुनी हो जाएगी और क्रमशः, और के बराबर होगी। इस मामले में, आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दर समीकरणों द्वारा निर्धारित की जाएगी:

इस प्रकार, दबाव में वृद्धि के परिणामस्वरूप, आगे की प्रतिक्रिया की दर 8 गुना बढ़ गई, और रिवर्स - केवल 4 गुना। प्रणाली में संतुलन गड़बड़ा जाएगा - प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया रिवर्स पर प्रबल होगी। गति समान होने के बाद, संतुलन फिर से स्थापित हो जाएगा, लेकिन सिस्टम में मात्रा बढ़ जाएगी, संतुलन दाईं ओर शिफ्ट हो जाएगा।

यह देखना आसान है कि आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दरों में असमान परिवर्तन इस तथ्य के कारण है कि बाएं और अंदर सही भागविचाराधीन प्रतिक्रिया का समीकरण, गैस के अणुओं की संख्या भिन्न होती है: ऑक्सीजन का एक अणु और नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड के दो अणु (गैस के केवल तीन अणु) गैस के दो अणुओं में परिवर्तित होते हैं - नाइट्रोजन डाइऑक्साइड। गैस का दबाव बर्तन की दीवारों पर उसके अणुओं के प्रभाव का परिणाम है; ceteris paribus, गैस का दबाव जितना अधिक होता है, उतने ही अधिक अणु गैस के दिए गए आयतन में संलग्न होते हैं। इसलिए, गैस के अणुओं की संख्या में वृद्धि के साथ आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया से दबाव में वृद्धि होती है, और गैस के अणुओं की संख्या में कमी के साथ आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया इसकी कमी की ओर ले जाती है।

इसे ध्यान में रखते हुए, रासायनिक संतुलन पर दबाव के प्रभाव के बारे में निष्कर्ष निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:

सिस्टम को संपीड़ित करके दबाव में वृद्धि के साथ, संतुलन गैस के अणुओं की संख्या में कमी की ओर बदल जाता है, अर्थात दबाव में कमी की ओर, दबाव में कमी के साथ, संतुलन गैस के अणुओं की संख्या में वृद्धि की ओर बढ़ जाता है, यानी दबाव में वृद्धि की ओर।

उस स्थिति में जब प्रतिक्रिया गैस के अणुओं की संख्या को बदले बिना आगे बढ़ती है, तो सिस्टम के संपीड़न या विस्तार से संतुलन गड़बड़ा नहीं जाता है। उदाहरण के लिए, सिस्टम में

मात्रा में बदलाव से संतुलन गड़बड़ा नहीं जाता है; HI आउटपुट दबाव से स्वतंत्र है।

तापमान परिवर्तन के कारण असंतुलन। अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाओं का संतुलन तापमान के साथ बदल जाता है। वह कारक जो संतुलन परिवर्तन की दिशा निर्धारित करता है, प्रतिक्रिया के ऊष्मीय प्रभाव का संकेत है। यह दिखाया जा सकता है कि जब तापमान बढ़ता है, तो संतुलन एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की दिशा में बदल जाता है, और जब यह घटता है, तो यह एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया की दिशा में बदल जाता है।

इस प्रकार, अमोनिया का संश्लेषण एक ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया है

इसलिए, तापमान में वृद्धि के साथ, सिस्टम में संतुलन बाईं ओर शिफ्ट हो जाता है - अमोनिया के अपघटन की ओर, क्योंकि यह प्रक्रिया गर्मी के अवशोषण के साथ आगे बढ़ती है।

इसके विपरीत, नाइट्रिक ऑक्साइड (II) का संश्लेषण एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया है:

इसलिए, जब तापमान बढ़ता है, तो सिस्टम में संतुलन दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है - गठन की दिशा में।

रासायनिक संतुलन के उल्लंघन के माना उदाहरणों में प्रकट होने वाली नियमितता सामान्य सिद्धांत के विशेष मामले हैं जो प्रभाव को निर्धारित करते हैं कई कारकसंतुलित प्रणालियों के लिए। ले चेटेलियर के सिद्धांत के रूप में जाना जाने वाला यह सिद्धांत, रासायनिक संतुलन पर लागू होने पर निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:

यदि किसी प्रणाली पर कोई प्रभाव पड़ता है जो संतुलन में है, तो उसमें होने वाली प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, संतुलन इस तरह से स्थानांतरित हो जाएगा कि प्रभाव कम हो जाएगा।

दरअसल, जब प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थों में से एक को सिस्टम में पेश किया जाता है, तो संतुलन इस पदार्थ की खपत की ओर बदल जाता है। "जब दबाव बढ़ता है, तो यह बदल जाता है ताकि सिस्टम में दबाव कम हो जाए; जब तापमान बढ़ता है, तो संतुलन एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की ओर बढ़ जाता है - सिस्टम में तापमान गिर जाता है।

ले चेटेलियर का सिद्धांत न केवल रासायनिक, बल्कि विभिन्न भौतिक-रासायनिक संतुलन पर भी लागू होता है। उबलने, क्रिस्टलीकरण, विघटन जैसी प्रक्रियाओं की स्थितियों को बदलने पर संतुलन में बदलाव ले चेटेलियर सिद्धांत के अनुसार होता है।

रासायनिक संतुलन प्रणाली की एक ऐसी स्थिति है जहां दोनों प्रतिक्रियाओं - प्रत्यक्ष और विपरीत - की गति समान होती है। इस घटना की क्या विशेषता है, और कौन से कारक रासायनिक संतुलन को प्रभावित करते हैं?

रासायनिक संतुलन। सामान्य विशेषताएँ

रासायनिक संतुलन राज्य को संदर्भित करता है रासायनिक प्रणाली, जिस पर प्रतिक्रिया में पदार्थों की प्रारंभिक मात्रा समय के साथ नहीं बदलती है।

रासायनिक संतुलन को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

• सही संतुलन- यह एक संतुलन है जिसके लिए समय में स्थिरता विशेषता है, बशर्ते कोई बाहरी प्रभाव न हो। यदि बाहरी परिस्थितियाँ बदलती हैं, तो व्यवस्था की स्थिति भी बदल जाती है, लेकिन स्थितियाँ बहाल होने के बाद, राज्य भी वही हो जाता है। वास्तविक संतुलन की स्थिति को दो पक्षों से माना जा सकता है: प्रतिक्रिया उत्पादों की ओर से और प्रारंभिक पदार्थों की ओर से।
• मेटास्टेबल (स्पष्ट) संतुलन- यह अवस्था तब होती है जब वास्तविक संतुलन की कोई भी शर्त पूरी नहीं होती है।
• मंद (गलत) संतुलनप्रणाली की एक स्थिति है जो बाहरी परिस्थितियों में परिवर्तन होने पर अपरिवर्तनीय रूप से बदल जाती है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं में संतुलन बदलाव

रासायनिक संतुलन तीन मापदंडों पर निर्भर करता है: तापमान, दबाव, किसी पदार्थ की सांद्रता। 1884 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ हेनरी लुई ले चेटेलियर ने गतिशील संतुलन का सिद्धांत तैयार किया, जिसके अनुसार एक संतुलन प्रणाली बाहरी प्रभाव के तहत संतुलन की स्थिति में वापस आ जाती है। अर्थात्, बाहरी प्रभाव से, संतुलन इस तरह से बदल जाएगा कि यह प्रभाव निष्प्रभावी हो जाए।

चावल। 1. हेनरी लुई ले चेटेलियर।

ले चेटेलियर द्वारा तैयार किए गए सिद्धांतों को "रासायनिक प्रतिक्रियाओं में संतुलन को स्थानांतरित करने" के सिद्धांत भी कहा जाता है।

निम्नलिखित कारक रासायनिक संतुलन को प्रभावित करते हैं:

• तापमान. जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, रासायनिक संतुलन प्रतिक्रिया के अवशोषण की ओर बढ़ जाता है। यदि तापमान कम हो जाता है, तो संतुलन प्रतिक्रिया के विकास की दिशा में बदल जाता है।

चावल। 2. रासायनिक संतुलन पर तापमान परिवर्तन का प्रभाव।

अवशोषण प्रतिक्रिया को एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया कहा जाता है, और रिलीज प्रतिक्रिया को एक्ज़ोथिर्मिक कहा जाता है।

• दबाव. यदि किसी रासायनिक अभिक्रिया में दाब बढ़ता है, तो रासायनिक संतुलन पदार्थ के सबसे छोटे आयतन की ओर खिसक जाता है। यदि दबाव कम हो जाता है, तो संतुलन पदार्थ के सबसे बड़े आयतन की दिशा में बदल जाता है। यह सिद्धांत केवल गैसों पर लागू होता है, और यह ठोस पर लागू नहीं होता है।
• एकाग्रता. यदि किसी रासायनिक अभिक्रिया के दौरान किसी एक पदार्थ की सांद्रता बढ़ जाती है, तो संतुलन प्रतिक्रिया के उत्पादों की ओर स्थानांतरित हो जाएगा, और यदि सांद्रता कम हो जाती है, तो संतुलन प्रारंभिक पदार्थों की ओर स्थानांतरित हो जाएगा।

चावल। 3. रासायनिक संतुलन पर सांद्रता परिवर्तन का प्रभाव।

उत्प्रेरक उन कारकों से संबंधित नहीं है जो रासायनिक संतुलन के बदलाव को प्रभावित करते हैं।

हमने क्या सीखा?

रासायनिक संतुलन पर, प्रतिक्रियाओं की प्रत्येक जोड़ी में दर एक दूसरे के बराबर होती है। ग्रेड 9 में अध्ययन किए गए रासायनिक संतुलन को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: सत्य, मेटास्टेबल (स्पष्ट), बाधित (झूठा)। वैज्ञानिक ले चेटेलियर ने पहली बार रासायनिक संतुलन का थर्मोडायनामिक सिद्धांत तैयार किया था। केवल तीन कारक प्रणाली के संतुलन को प्रभावित करते हैं: दबाव, तापमान, प्रारंभिक पदार्थ की एकाग्रता।

विषय प्रश्नोत्तरी

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मुख्य लेख: ले चेटेलियर-ब्राउन सिद्धांत

रासायनिक संतुलन की स्थिति निम्नलिखित प्रतिक्रिया मापदंडों पर निर्भर करती है: तापमान, दबाव और एकाग्रता। इन कारकों पर पड़ने वाला प्रभाव रासायनिक प्रतिक्रिया, उस पैटर्न का पालन करें जिसे में व्यक्त किया गया था सामान्य दृष्टि से 1885 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक ले चेटेलियर द्वारा।

रासायनिक संतुलन को प्रभावित करने वाले कारक:

1) तापमान

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, रासायनिक संतुलन एक एंडोथर्मिक (अवशोषण) प्रतिक्रिया की ओर बढ़ता है, और जैसे-जैसे यह घटता है, एक एक्ज़ोथिर्मिक (अलगाव) प्रतिक्रिया की ओर जाता है।

CaCO 3 =CaO+CO 2 -क्यू टी →, टी↓

एन 2 +3एच 2 2NH 3 +क्यू टी , टी↓ →

2) दबाव

जब दबाव बढ़ता है, तो रासायनिक संतुलन पदार्थों की एक छोटी मात्रा में बदल जाता है, और जब यह कम हो जाता है, तो अधिक मात्रा में होता है। यह सिद्धांत केवल गैसों पर लागू होता है, अर्थात। यदि प्रतिक्रिया में ठोस शामिल होते हैं, तो उन्हें ध्यान में नहीं रखा जाता है।

CaCO 3 =CaO+CO 2 पी , पी↓ →

1mol=1mol+1mol

3) प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों की एकाग्रता

प्रारंभिक पदार्थों में से एक की सांद्रता में वृद्धि के साथ, रासायनिक संतुलन प्रतिक्रिया उत्पादों की ओर स्थानांतरित हो जाता है, और प्रतिक्रिया उत्पादों की एकाग्रता में वृद्धि के साथ, प्रारंभिक पदार्थों की ओर बढ़ जाता है।

एस 2 +2O 2 =2SO 2 [एस], [ओ] →,

उत्प्रेरक रासायनिक संतुलन के बदलाव को प्रभावित नहीं करते हैं!

रासायनिक संतुलन की बुनियादी मात्रात्मक विशेषताएं: रासायनिक संतुलन स्थिरांक, रूपांतरण की डिग्री, हदबंदी की डिग्री, संतुलन उपज। विशिष्ट रासायनिक अभिक्रियाओं के उदाहरण पर इन राशियों का अर्थ स्पष्ट कीजिए।

रासायनिक ऊष्मप्रवैगिकी में, द्रव्यमान क्रिया का नियम संबंध के अनुसार प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों की संतुलन गतिविधियों से संबंधित है:

पदार्थ गतिविधि। गतिविधि के बजाय, एकाग्रता (एक आदर्श समाधान में प्रतिक्रिया के लिए), आंशिक दबाव (आदर्श गैसों के मिश्रण में प्रतिक्रिया), फ्यूगेसिटी (वास्तविक गैसों के मिश्रण में प्रतिक्रिया) का उपयोग किया जा सकता है;

Stoichiometric गुणांक (प्रारंभिक पदार्थों के लिए इसे नकारात्मक माना जाता है, उत्पादों के लिए - सकारात्मक);

रासायनिक संतुलन स्थिरांक। यहां सूचकांक "ए" का अर्थ है सूत्र में गतिविधि मूल्य का उपयोग।

प्रतिक्रिया की दक्षता का मूल्यांकन आमतौर पर प्रतिक्रिया उत्पाद (धारा 5.11) की उपज की गणना करके किया जाता है। हालांकि, प्रतिक्रिया की दक्षता का आकलन यह निर्धारित करके भी किया जा सकता है कि सबसे महत्वपूर्ण (आमतौर पर सबसे महंगा) पदार्थ का कौन सा हिस्सा प्रतिक्रिया के लक्षित उत्पाद में बदल गया, उदाहरण के लिए, उत्पादन के दौरान SO 2 का कौन सा हिस्सा SO 3 में बदल गया। सल्फ्यूरिक एसिड, यानी खोजें रूपांतरण की डिग्रीमूल पदार्थ।

चल रही प्रतिक्रिया की एक संक्षिप्त योजना दें

तब पदार्थ ए के पदार्थ बी (ए) में परिवर्तन की डिग्री निम्नलिखित समीकरण द्वारा निर्धारित की जाती है:

कहाँ पे एनप्रोरीग (ए) अभिकर्मक ए के पदार्थ की मात्रा है जो उत्पाद बी बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है, और एनप्रारंभिक (ए) - अभिकर्मक ए के पदार्थ की प्रारंभिक मात्रा।

स्वाभाविक रूप से, परिवर्तन की डिग्री न केवल पदार्थ की मात्रा के संदर्भ में व्यक्त की जा सकती है, बल्कि इसके आनुपातिक किसी भी मात्रा के संदर्भ में भी व्यक्त की जा सकती है: अणुओं की संख्या (सूत्र इकाइयां), द्रव्यमान, मात्रा।

यदि अभिकारक A को कम आपूर्ति में लिया जाता है और उत्पाद B के नुकसान की उपेक्षा की जा सकती है, तो अभिकारक A के रूपांतरण की डिग्री आमतौर पर उत्पाद B की उपज के बराबर होती है।

एक अपवाद प्रतिक्रिया है जिसमें कई उत्पादों को बनाने के लिए प्रारंभिक सामग्री का स्पष्ट रूप से उपभोग किया जाता है। तो, उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया में

सीएल 2 + 2 केओएच \u003d केसीएल + केसीएलओ + एच 2 ओ

क्लोरीन (अभिकर्मक) समान रूप से पोटेशियम क्लोराइड और पोटेशियम हाइपोक्लोराइट में परिवर्तित हो जाता है। इस प्रतिक्रिया में, KClO की 100% उपज के साथ भी, इसमें क्लोरीन के रूपांतरण की डिग्री 50% है।

आपको ज्ञात मात्रा - प्रोटोलिसिस की डिग्री (पैराग्राफ 12.4) - रूपांतरण की डिग्री का एक विशेष मामला है:

टेड के ढांचे के भीतर, समान मात्राओं को कहा जाता है पृथक्करण की डिग्रीएसिड या बेस (जिसे प्रोटोलिसिस की डिग्री भी कहा जाता है)। पृथक्करण की डिग्री ऑस्टवाल्ड कमजोर पड़ने वाले कानून के अनुसार हदबंदी स्थिरांक से संबंधित है।

उसी सिद्धांत के ढांचे के भीतर, हाइड्रोलिसिस के संतुलन की विशेषता है हाइड्रोलिसिस की डिग्री (एच), पदार्थ की प्रारंभिक सांद्रता से संबंधित निम्नलिखित अभिव्यक्तियों का उपयोग करते हुए ( साथ) और हाइड्रोलिसिस के दौरान बनने वाले कमजोर एसिड (K HA) और कमजोर आधारों के पृथक्करण स्थिरांक ( कएमओएच):

पहली अभिव्यक्ति नमक हाइड्रोलिसिस के लिए मान्य है कमजोर अम्ल, दूसरा कमजोर आधार का नमक है, और तीसरा कमजोर एसिड और कमजोर आधार का नमक है। इन सभी अभिव्यक्तियों का उपयोग केवल 0.05 (5%) से अधिक की हाइड्रोलिसिस की डिग्री वाले तनु समाधानों के लिए किया जा सकता है।

आमतौर पर, संतुलन की उपज ज्ञात संतुलन स्थिरांक द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसके साथ यह प्रत्येक विशेष मामले में एक निश्चित अनुपात से जुड़ा होता है।

तापमान, दबाव, एकाग्रता जैसे कारकों के प्रभाव से प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं में प्रतिक्रिया के संतुलन को बदलकर उत्पाद की उपज को बदला जा सकता है।

ले चेटेलियर सिद्धांत के अनुसार, सरल प्रतिक्रियाओं के दौरान बढ़ते दबाव के साथ रूपांतरण की संतुलन की डिग्री बढ़ जाती है, जबकि अन्य मामलों में प्रतिक्रिया मिश्रण की मात्रा नहीं बदलती है और उत्पाद की उपज दबाव पर निर्भर नहीं होती है।

संतुलन उपज पर तापमान का प्रभाव, साथ ही संतुलन स्थिरांक पर, प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव के संकेत से निर्धारित होता है।

प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं के अधिक पूर्ण मूल्यांकन के लिए, सैद्धांतिक (संतुलन से उपज) से तथाकथित उपज का उपयोग किया जाता है, जो वास्तव में प्राप्त उत्पाद w के अनुपात के बराबर होता है जो संतुलन अवस्था में प्राप्त होता है। .

थर्मल पृथक्करण रसायन

तापमान में वृद्धि के कारण किसी पदार्थ के प्रतिवर्ती अपघटन की प्रतिक्रिया।

T. d. के साथ, एक पदार्थ से कई (2H2H + OSaO + CO) या एक सरल पदार्थ बनता है

अभिनय द्रव्यमान नियम के अनुसार संतुलन आदि स्थापित किया जाता है। यह

संतुलन स्थिरांक या हदबंदी की डिग्री द्वारा या तो विशेषता हो सकती है

(विघटित अणुओं की संख्या और अणुओं की कुल संख्या का अनुपात)। पर

ज्यादातर मामलों में, टी डी गर्मी के अवशोषण के साथ होता है (वृद्धि .)

तापीय धारिता

डीएन> 0); इसलिए, ले चेटेलियर-ब्राउन सिद्धांत के अनुसार

हीटिंग इसे तेज करता है, तापमान के साथ टी डी के विस्थापन की डिग्री निर्धारित की जाती है

डीएन का निरपेक्ष मूल्य। दबाव T. d. को रोकता है जितना मजबूत, बड़ा

गैसीय पदार्थों के मोल (Di) की संख्या में परिवर्तन (वृद्धि)

पृथक्करण की डिग्री दबाव पर निर्भर नहीं करती है। यदि एक ठोसनहीं

ठोस विलयन बनाते हैं और अत्यधिक परिक्षिप्त अवस्था में नहीं होते हैं,

तब दाब T. d. विशिष्ट रूप से तापमान द्वारा निर्धारित होता है। लागू करने के लिए टी.

ई. ठोस पदार्थ (ऑक्साइड, क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स, आदि)

यह जानना महत्वपूर्ण है

तापमान, जिस पर पृथक्करण दबाव बाहरी दबाव के बराबर हो जाता है (विशेषकर,

वायुमण्डलीय दबाव। चूंकि बचने वाली गैस दूर हो सकती है

परिवेश का दबाव, फिर इस तापमान पर पहुंचने पर, अपघटन प्रक्रिया

तुरंत तेज हो जाता है।

तापमान पर हदबंदी की डिग्री की निर्भरता: बढ़ते तापमान के साथ पृथक्करण की डिग्री बढ़ जाती है (तापमान में वृद्धि से विघटित कणों की गतिज ऊर्जा में वृद्धि होती है, जो अणुओं के आयनों में क्षय में योगदान करती है)

प्रारंभिक सामग्री के रूपांतरण की डिग्री और उत्पाद की संतुलन उपज। किसी दिए गए तापमान पर उनकी गणना के तरीके। इसके लिए क्या डेटा चाहिए? रासायनिक संतुलन की इन मात्रात्मक विशेषताओं में से किसी एक की गणना के लिए एक मनमाने उदाहरण का उपयोग करके एक योजना दें।

रूपांतरण की डिग्री इसकी प्रारंभिक मात्रा से संबंधित प्रतिक्रियाशील अभिकर्मक की मात्रा है। के लिये सबसे सरल प्रतिक्रिया, रिएक्टर के इनलेट पर या बैच प्रक्रिया की शुरुआत में एकाग्रता कहां है, रिएक्टर के आउटलेट पर एकाग्रता या बैच प्रक्रिया का वर्तमान क्षण है। एक मनमानी प्रतिक्रिया के लिए, उदाहरण के लिए, , परिभाषा के अनुसार, गणना सूत्र समान है:। यदि प्रतिक्रिया में कई अभिकर्मक हैं, तो उनमें से प्रत्येक के लिए रूपांतरण की डिग्री की गणना की जा सकती है, उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए प्रतिक्रिया समय पर रूपांतरण की डिग्री की निर्भरता समय के साथ अभिकर्मक की एकाग्रता में परिवर्तन से निर्धारित होती है। समय के प्रारंभिक क्षण में, जब कुछ भी नहीं बदला है, परिवर्तन की डिग्री शून्य के बराबर है। फिर, जैसे ही अभिकर्मक परिवर्तित होता है, रूपांतरण की डिग्री बढ़ जाती है। एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया के लिए, जब कुछ भी अभिकर्मक को पूरी तरह से उपभोग करने से नहीं रोकता है, तो इसका मूल्य एकता (100%) के लिए (चित्र 1) हो जाता है। Fig.1 दर स्थिर के मूल्य से निर्धारित अभिकर्मक खपत दर जितनी अधिक होगी, रूपांतरण की डिग्री उतनी ही तेजी से बढ़ेगी, जो कि आंकड़े में दिखाया गया है। यदि प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, तो जब प्रतिक्रिया संतुलन की ओर जाती है, तो रूपांतरण की डिग्री एक संतुलन मान की ओर जाती है, जिसका मूल्य आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं के दर स्थिरांक के अनुपात पर निर्भर करता है (संतुलन स्थिरांक पर) (चित्र। 2))। Fig.2 लक्ष्य उत्पाद की उपज उत्पाद की यील्ड वास्तव में प्राप्त लक्ष्य उत्पाद की मात्रा है, इस उत्पाद की मात्रा से संबंधित है जो प्राप्त होता अगर संपूर्ण अभिकर्मक इस उत्पाद में पारित हो गया था (अधिकतम संभव मात्रा में) परिणामी उत्पाद)। या (एक अभिकर्मक के माध्यम से): अभिकर्मक की प्रारंभिक मात्रा से विभाजित अभिकर्मक की मात्रा वास्तव में लक्ष्य उत्पाद में परिवर्तित हो जाती है। सबसे सरल प्रतिक्रिया के लिए, उपज है, और ध्यान में रखते हुए कि इस प्रतिक्रिया के लिए, , अर्थात। सरलतम प्रतिक्रिया के लिए, रूपांतरण की उपज और डिग्री एक ही मात्रा में होती है। यदि परिवर्तन पदार्थों की मात्रा में परिवर्तन के साथ होता है, उदाहरण के लिए, तो, परिभाषा के अनुसार, स्टोइकोमेट्रिक गुणांक को गणना की गई अभिव्यक्ति में शामिल किया जाना चाहिए। पहली परिभाषा के अनुसार, अभिकर्मक की संपूर्ण प्रारंभिक मात्रा से प्राप्त उत्पाद की काल्पनिक मात्रा इस प्रतिक्रिया के लिए अभिकर्मक की प्रारंभिक मात्रा के रूप में आधी होगी, अर्थात। , और गणना सूत्र। दूसरी परिभाषा के अनुसार, वास्तव में लक्षित उत्पाद में परिवर्तित अभिकर्मक की मात्रा इस उत्पाद की मात्रा से दोगुनी होगी, अर्थात। , फिर गणना सूत्र। स्वाभाविक रूप से, दोनों भाव समान हैं। अधिक जटिल प्रतिक्रिया के लिए, गणना सूत्र परिभाषा के अनुसार बिल्कुल उसी तरह लिखे जाते हैं, लेकिन इस मामले में उपज अब रूपांतरण की डिग्री के बराबर नहीं है। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए . यदि प्रतिक्रिया में कई अभिकर्मक हैं, तो उनमें से प्रत्येक के लिए उपज की गणना की जा सकती है; यदि, इसके अलावा, कई लक्ष्य उत्पाद हैं, तो किसी भी अभिकर्मक के लिए किसी भी लक्ष्य उत्पाद के लिए उपज की गणना की जा सकती है। जैसा कि गणना सूत्र की संरचना से देखा जा सकता है (हर में एक स्थिर मूल्य होता है), प्रतिक्रिया समय पर उपज की निर्भरता लक्ष्य उत्पाद की एकाग्रता की समय निर्भरता से निर्धारित होती है। तो, उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए यह निर्भरता Fig.3 में दिखती है। अंजीर.3

रासायनिक संतुलन की मात्रात्मक विशेषता के रूप में रूपांतरण की डिग्री। गैस-चरण प्रतिक्रिया में कुल दबाव और तापमान में वृद्धि अभिकर्मक के रूपांतरण की डिग्री को कैसे प्रभावित करेगी: ( समीकरण दिया)? उत्तर के लिए तर्क और संगत गणितीय व्यंजक दीजिए।