§ 1 विशेषताएं रसायनिक प्रतिक्रिया

रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, प्रारंभिक पदार्थ विभिन्न गुणों वाले अन्य पदार्थों में परिवर्तित हो जाते हैं। इसका अंदाजा रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बाहरी संकेतों से लगाया जा सकता है: गैसीय या अघुलनशील पदार्थ का बनना, ऊर्जा का विमोचन या अवशोषण, किसी पदार्थ के रंग में बदलाव।

हम तांबे के तार का एक टुकड़ा शराब के दीपक की लौ में गर्म करते हैं। हम देखेंगे कि तार का जो हिस्सा लौ में था वह काला हो गया।

1-2 मिली घोल डालें सिरका अम्लबेकिंग सोडा पाउडर को। हम गैस के बुलबुले की उपस्थिति और सोडा के गायब होने का निरीक्षण करते हैं।

कास्टिक सोडा के घोल में 3-4 मिली कॉपर क्लोराइड घोल डालें। इस मामले में, नीला पारदर्शी घोल चमकीले नीले अवक्षेप में बदल जाएगा।

2 मिलीलीटर स्टार्च के घोल में 1-2 बूंद आयोडीन घोल मिलाएं। और पारभासी सफेद तरल अपारदर्शी गहरा नीला हो जाएगा।

रासायनिक प्रतिक्रिया का सबसे महत्वपूर्ण संकेत नए पदार्थों का बनना है।

लेकिन इसका अंदाजा प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया के कुछ बाहरी संकेतों से भी लगाया जा सकता है:

वर्षण;

रंग परिवर्तन;

गैस रिलीज;

गंध की उपस्थिति;

ऊष्मा, बिजली या प्रकाश के रूप में ऊर्जा का विमोचन या अवशोषण।

उदाहरण के लिए, यदि हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के मिश्रण में एक हल्का किरच लाया जाता है या इस मिश्रण के माध्यम से एक विद्युत निर्वहन पारित किया जाता है, तो एक बहरा विस्फोट होगा, और एक नया पदार्थ, पानी, बर्तन की दीवारों पर बनेगा। गर्मी के निकलने के साथ ही हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं से पानी के अणुओं के बनने की प्रतिक्रिया हुई।

इसके विपरीत, पानी के ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में अपघटन के लिए विद्युत ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

2 रासायनिक प्रतिक्रिया की घटना के लिए शर्तें

हालांकि, रासायनिक प्रतिक्रिया होने के लिए कुछ शर्तें आवश्यक हैं।

एथिल अल्कोहल की दहन प्रतिक्रिया पर विचार करें।

यह तब होता है जब शराब हवा में ऑक्सीजन के साथ बातचीत करती है; प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए शराब और ऑक्सीजन अणुओं का संपर्क आवश्यक है। लेकिन अगर हम स्पिरिट लैंप की टोपी खोलते हैं, तो जब प्रारंभिक पदार्थ - शराब और ऑक्सीजन संपर्क में आते हैं, तो प्रतिक्रिया नहीं होती है। एक जलता हुआ माचिस लेकर आओ। स्पिरिट लैंप की बाती पर शराब गर्म होती है और जलती है, दहन प्रतिक्रिया शुरू होती है। यहां प्रतिक्रिया की घटना के लिए आवश्यक शर्त प्रारंभिक ताप है।

एक परखनली में हाइड्रोजन पेरोक्साइड का 3% घोल डालें। अगर हम परखनली को खुला छोड़ दें, तो हाइड्रोजन पेरोक्साइड धीरे-धीरे पानी और ऑक्सीजन में विघटित हो जाएगा। इस मामले में, प्रतिक्रिया दर इतनी कम होगी कि हम गैस के विकास के संकेत नहीं देखेंगे। चलो कुछ काला मैंगनीज (IV) ऑक्साइड पाउडर मिलाते हैं। हम गैस की तेजी से रिहाई का निरीक्षण करते हैं। यह ऑक्सीजन है, जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन के दौरान बनाई गई थी।

इस प्रतिक्रिया की शुरुआत के लिए एक आवश्यक शर्त एक पदार्थ का जोड़ था जो प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेता है, लेकिन इसे तेज करता है।

इस पदार्थ को उत्प्रेरक कहा जाता है।

जाहिर है, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की घटना और पाठ्यक्रम के लिए, कुछ शर्तें आवश्यक हैं, अर्थात्:

प्रारंभिक पदार्थों (अभिकर्मकों) का संपर्क,

उन्हें एक निश्चित तापमान तक गर्म करना,

उत्प्रेरक का उपयोग।

§3 रासायनिक प्रतिक्रियाओं की विशेषताएं

रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक विशेषता यह है कि वे अक्सर ऊर्जा के अवशोषण या रिलीज के साथ होती हैं।

दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव ने बताया कि सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता उनके पाठ्यक्रम के दौरान ऊर्जा में परिवर्तन है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में गर्मी की रिहाई या अवशोषण इस तथ्य के कारण होता है कि ऊर्जा कुछ पदार्थों के विनाश (परमाणुओं और अणुओं के बीच बंधनों के विनाश) की प्रक्रिया पर खर्च की जाती है और अन्य पदार्थों के गठन के दौरान जारी की जाती है (के गठन) परमाणुओं और अणुओं के बीच बंधन)।

ऊर्जा परिवर्तन या तो ऊष्मा के विमोचन या अवशोषण में प्रकट होते हैं। ऊष्मा उत्पन्न करने वाली अभिक्रियाएँ ऊष्माक्षेपी कहलाती हैं।

ऊष्मा को अवशोषित करने वाली अभिक्रियाओं को ऊष्माशोषी कहते हैं।

उत्सर्जित या अवशोषित ऊष्मा की मात्रा को अभिक्रिया की ऊष्मा कहते हैं।

थर्मल प्रभाव आमतौर पर लैटिन अक्षर क्यू और संबंधित संकेत द्वारा दर्शाया जाता है: + क्यू एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं के लिए और -क्यू एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के लिए।

रसायन विज्ञान का वह क्षेत्र जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के ऊष्मीय प्रभावों का अध्ययन करता है, थर्मोकैमिस्ट्री कहलाता है। थर्मोकेमिकल घटना का पहला अध्ययन वैज्ञानिक निकोलाई निकोलाइविच बेकेटोव का है।

ऊष्मीय प्रभाव का मान किसी पदार्थ के 1 mol से संबंधित होता है और इसे किलोजूल (kJ) में व्यक्त किया जाता है।

प्रकृति, प्रयोगशाला और उद्योग में की जाने वाली अधिकांश रासायनिक प्रक्रियाएँ ऊष्माक्षेपी होती हैं। इनमें दहन, ऑक्सीकरण, अन्य तत्वों के साथ धातुओं के यौगिकों और अन्य की सभी प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।

हालांकि, एंडोथर्मिक प्रक्रियाएं भी हैं, उदाहरण के लिए, विद्युत प्रवाह की क्रिया के तहत पानी का अपघटन।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं का ऊष्मीय प्रभाव व्यापक रूप से 4 से 500 kJ/mol तक भिन्न होता है। दहन प्रतिक्रियाओं में थर्मल प्रभाव सबसे महत्वपूर्ण है।

आइए समझाने की कोशिश करें कि पदार्थों के चल रहे परिवर्तनों का सार क्या है और प्रतिक्रियाशील पदार्थों के परमाणुओं का क्या होता है। परमाणु-आणविक सिद्धांत के अनुसार, सभी पदार्थ अणुओं या अन्य कणों में एक दूसरे से जुड़े परमाणुओं से बने होते हैं। प्रतिक्रिया के दौरान, प्रारंभिक पदार्थों (अभिकर्मकों) का विनाश और नए पदार्थों (प्रतिक्रिया उत्पादों) का निर्माण होता है। इस प्रकार, मूल पदार्थों को बनाने वाले परमाणुओं से नए पदार्थों के निर्माण के लिए सभी प्रतिक्रियाएं कम हो जाती हैं।

इसलिए, रासायनिक प्रतिक्रिया का सार परमाणुओं की पुनर्व्यवस्था है, जिसके परिणामस्वरूप अणुओं (या अन्य कणों) से नए अणु (या पदार्थ के अन्य रूप) प्राप्त होते हैं।

प्रयुक्त साहित्य की सूची:

1. नहीं। कुज़नेत्सोवा। रसायन शास्त्र। 8 वीं कक्षा। के लिए ट्यूटोरियल शिक्षण संस्थानों. - एम। वेंटाना-ग्राफ, 2012।

उद्योग में, ऐसी स्थितियों का चयन किया जाता है ताकि आवश्यक प्रतिक्रियाएं की जा सकें, और हानिकारक को धीमा कर दिया जा सके।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रकार

तालिका 12 उनमें शामिल कणों की संख्या के अनुसार मुख्य प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाओं को दर्शाती है। पाठ्यपुस्तकों में अक्सर वर्णित प्रतिक्रियाओं के चित्र और समीकरण दिए गए हैं। सड़न, सम्बन्ध, प्रतिस्थापनतथा लेन देन.

तालिका के शीर्ष पर हैं अपघटन प्रतिक्रियाएंपानी और सोडियम बाइकार्बोनेट। पानी के माध्यम से प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह पारित करने के लिए एक उपकरण दिखाया गया है। कैथोड और एनोड धातु की प्लेटें हैं जो पानी में डूबी हुई हैं और एक विद्युत प्रवाह स्रोत से जुड़ी हैं। इस तथ्य के कारण शुद्ध जलव्यावहारिक रूप से नहीं बिजलीइसमें थोड़ी मात्रा में सोडा (Na 2 CO 3) या सल्फ्यूरिक एसिड (H 2 SO 4) मिलाया जाता है। जब दोनों इलेक्ट्रोड से करंट गुजरता है, तो गैस के बुलबुले निकलते हैं। जिस ट्यूब में हाइड्रोजन एकत्र किया जाता है, उसमें मात्रा उस ट्यूब की तुलना में दोगुनी होती है जहां ऑक्सीजन एकत्र की जाती है (आप इसकी उपस्थिति को सुलगते हुए किरच से सत्यापित कर सकते हैं)। मॉडल योजना जल अपघटन की प्रतिक्रिया को प्रदर्शित करती है। पानी के अणुओं में परमाणुओं के बीच रासायनिक (सहसंयोजक) बंधन नष्ट हो जाते हैं, और हाइड्रोजन और ऑक्सीजन अणु मुक्त परमाणुओं से बनते हैं।

मॉडल योजना यौगिक प्रतिक्रियाएंधातु लोहा और आणविक सल्फर एस 8 से पता चलता है कि प्रतिक्रिया के दौरान परमाणुओं की पुनर्व्यवस्था के परिणामस्वरूप लौह सल्फाइड बनता है। उसी समय, वे नष्ट हो जाते हैं रासायनिक बन्धलोहे के क्रिस्टल में ( धात्विक बंधन) और एक सल्फर अणु ( सहसंयोजक बंधन), और जारी किए गए परमाणु मिलकर बनते हैं आयोनिक बांडएक नमक क्रिस्टल में।

यौगिक की एक अन्य प्रतिक्रिया कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड बनाने के लिए चूने CaO को पानी के साथ मिलाने की है। साथ ही जले हुए चूने का गर्म होना शुरू हो जाता है और बुझे हुए चूने का ढीला चूर्ण बन जाता है।

प्रति प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएंएक अम्ल या नमक के साथ धातु की परस्पर क्रिया को संदर्भित करता है। जब एक पर्याप्त रूप से सक्रिय धातु को एक मजबूत (लेकिन नाइट्रिक नहीं) एसिड में डुबोया जाता है, तो हाइड्रोजन बुलबुले निकलते हैं। अधिक सक्रिय धातुअपने नमक के घोल से कम सक्रिय को विस्थापित करता है।

ठेठ विनिमय प्रतिक्रियाएंएक उदासीनीकरण प्रतिक्रिया और दो लवणों के विलयन के बीच की प्रतिक्रिया है। आंकड़ा बेरियम सल्फेट अवक्षेप की तैयारी को दर्शाता है। फिनोलफथेलिन संकेतक (क्रिमसन रंग गायब हो जाता है) का उपयोग करके न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम की निगरानी की जाती है।

तालिका 12

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रकार

वायु। ऑक्सीजन। दहन

ऑक्सीजन सबसे आम है रासायनिक तत्वजमीन पर। इसकी सामग्री पृथ्वी की पपड़ीऔर जलमंडल को तालिका 2 "रासायनिक तत्वों की व्यापकता" में प्रस्तुत किया गया है। ऑक्सीजन स्थलमंडल के द्रव्यमान का लगभग आधा (47%) है। यह जलमंडल में प्रमुख रासायनिक तत्व है। पृथ्वी की पपड़ी में, ऑक्सीजन केवल बाध्य रूप (ऑक्साइड, लवण) में मौजूद है। जलमंडल भी मुख्य रूप से बाध्य ऑक्सीजन द्वारा दर्शाया जाता है (आणविक ऑक्सीजन का हिस्सा पानी में घुल जाता है)।

मुक्त ऑक्सीजन के वातावरण में आयतन के हिसाब से 20.9% है। वायु गैसों का एक जटिल मिश्रण है। शुष्क हवा 99.9% नाइट्रोजन (78.1%), ऑक्सीजन (20.9%) और आर्गन (0.9%) है। हवा में इन गैसों की सामग्री लगभग स्थिर है। शुष्क वायुमंडलीय वायु की संरचना में कार्बन डाइऑक्साइड, नियॉन, हीलियम, मीथेन, क्रिप्टन, हाइड्रोजन, नाइट्रिक ऑक्साइड (I) (डायजोट ऑक्साइड, नाइट्रोजन हेमियोऑक्साइड - N 2 O), ओजोन, सल्फर डाइऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, क्सीनन, नाइट्रोजन ऑक्साइड भी शामिल हैं। (IV) (नाइट्रोजन डाइऑक्साइड - NO 2)।

हवा की संरचना का निर्धारण फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंटोनी लॉरेंट लावोइसियर ने किया था देर से XVIIIसदी (तालिका 13)। उन्होंने हवा में ऑक्सीजन की मात्रा को साबित किया और इसे "महत्वपूर्ण हवा" कहा। ऐसा करने के लिए, उन्होंने एक कांच के मुंहतोड़ जवाब में एक भट्टी पर पारा गरम किया, जिसका पतला हिस्सा कांच की टोपी के नीचे रखा गया था, जिसे पानी के स्नान में उतारा गया था। टोपी के नीचे की हवा बंद हो गई। गर्म होने पर, पारा ऑक्सीजन के साथ मिलकर लाल पारा ऑक्साइड में बदल जाता है। पारा गर्म करने के बाद कांच की टोपी में बची "हवा" में ऑक्सीजन नहीं थी। टोपी के नीचे रखे चूहे का दम घुट गया। पारा ऑक्साइड को कैलक्लाइंड करने के बाद, लैवोजियर ने फिर से ऑक्सीजन को अलग किया और फिर से शुद्ध पारा प्राप्त किया।

वातावरण में ऑक्सीजन की मात्रा लगभग 2 अरब साल पहले उल्लेखनीय रूप से बढ़ने लगी थी। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्रकाश संश्लेषणकार्बन डाइऑक्साइड की एक निश्चित मात्रा को अवशोषित किया गया था और ऑक्सीजन की समान मात्रा जारी की गई थी। तालिका में चित्र प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऑक्सीजन के गठन को योजनाबद्ध रूप से दर्शाता है। हरे पौधों की पत्तियों में प्रकाश संश्लेषण के दौरान क्लोरोफिल, जब सौर ऊर्जा को अवशोषित किया जाता है, तो पानी और कार्बन डाइऑक्साइड परिवर्तित हो जाते हैं कार्बोहाइड्रेट(चीनी) और ऑक्सीजन. हरे पौधों में ग्लूकोज और ऑक्सीजन के बनने की प्रतिक्रिया को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

6H 2 O + 6CO 2 \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2.

परिणामी ग्लूकोज पानी में अघुलनशील हो जाता है। स्टार्चजो पौधों में जमा हो जाता है।

तालिका 13

हवा। ऑक्सीजन। दहन

प्रकाश संश्लेषण एक जटिल रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें कई चरण शामिल हैं: सौर ऊर्जा का अवशोषण और परिवहन, प्रकाश रासायनिक रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को आरंभ करने के लिए सूर्य के प्रकाश ऊर्जा का उपयोग, कार्बन डाइऑक्साइड की कमी और कार्बोहाइड्रेट का निर्माण।

सूरज की रोशनीविभिन्न तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। अवशोषण पर क्लोरोफिल अणु में दृश्य प्रकाश(लाल और बैंगनी) एक ऊर्जा अवस्था से दूसरी ऊर्जा अवस्था में इलेक्ट्रॉनों का संक्रमण होता है। प्रकाश संश्लेषण पृथ्वी की सतह तक पहुँचने वाली सौर ऊर्जा (0.03%) के केवल एक छोटे से हिस्से की खपत करता है।

पृथ्वी पर उपलब्ध सभी कार्बन डाइऑक्साइड प्रकाश संश्लेषण के चक्र से औसतन 300 वर्षों में, ऑक्सीजन - 2000 वर्षों में, महासागरीय जल - 2 मिलियन वर्षों में गुजरती है। वर्तमान में, वातावरण में एक निरंतर ऑक्सीजन सामग्री स्थापित की गई है। यह लगभग पूरी तरह से श्वसन, दहन और कार्बनिक पदार्थों के क्षय पर खर्च होता है।

ऑक्सीजन सबसे सक्रिय पदार्थों में से एक है। ऑक्सीजन को शामिल करने वाली प्रक्रियाओं को ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया कहा जाता है। इनमें दहन, श्वास, क्षय और कई अन्य शामिल हैं। तालिका तेल के दहन को दर्शाती है, जो गर्मी और प्रकाश की रिहाई के साथ जाती है।

दहन प्रतिक्रियाएं न केवल लाभ ला सकती हैं, बल्कि नुकसान भी पहुंचा सकती हैं। फोम, रेत या कंबल के साथ जलती हुई वस्तु तक हवा (ऑक्सीडाइज़र) तक पहुँचने से रोककर दहन को रोका जा सकता है।

फोम आग बुझाने वाले यंत्र बेकिंग सोडा के एक केंद्रित घोल से भरे होते हैं। जब यह केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के संपर्क में आता है, जो आग बुझाने वाले यंत्र के शीर्ष पर एक गिलास ampoule में होता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड फोम बनता है। अग्निशामक यंत्र को सक्रिय करने के लिए, पलटें और फर्श पर धातु की पिन से प्रहार करें। इस मामले में, सल्फ्यूरिक एसिड के साथ ampoule टूट जाता है और परिणामस्वरूप सोडियम बाइकार्बोनेट के साथ एसिड की प्रतिक्रिया होती है कार्बन डाइआक्साइडतरल को फोम करता है और एक मजबूत जेट के साथ आग बुझाने वाले यंत्र से बाहर निकालता है। झागदार तरल और कार्बन डाइऑक्साइड, जलती हुई वस्तु को ढंकते हुए, हवा को धक्का देते हैं और लौ को बुझा देते हैं।

एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दरएक इकाई मात्रा में प्रति इकाई समय में एक अभिकारक या प्रतिक्रिया उत्पाद की मात्रा में परिवर्तन है (के लिए .) सजातीय प्रतिक्रिया) या प्रति यूनिट इंटरफ़ेस (विषम प्रतिक्रिया के लिए)।

अभिनय जनता का कानून: अभिकारकों की सांद्रता पर प्रतिक्रिया दर की निर्भरता। सांद्रता जितनी अधिक होगी, आयतन में निहित अणुओं की संख्या उतनी ही अधिक होगी। नतीजतन, टकराव की संख्या बढ़ जाती है, जिससे प्रक्रिया की गति में वृद्धि होती है।

गतिज समीकरण- एकाग्रता पर प्रतिक्रिया दर की निर्भरता।

एसएनएफ 0 . हैं

प्रतिक्रिया आणविकताप्राथमिक रासायनिक प्रक्रिया में शामिल अणुओं की न्यूनतम संख्या है। आणविकता से, प्राथमिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को आणविक (ए →) और द्वि-आणविक (ए + बी →) में विभाजित किया जाता है; त्रि-आणविक प्रतिक्रियाएं अत्यंत दुर्लभ हैं।

सामान्य प्रतिक्रिया क्रमगतिज समीकरण में सांद्रता की डिग्री के घातांक का योग है।

प्रतिक्रिया दर स्थिर- गतिज समीकरण में आनुपातिकता का गुणांक।

वानट हॉफ का नियम:तापमान में प्रत्येक 10 डिग्री की वृद्धि के लिए, एक सजातीय प्राथमिक प्रतिक्रिया की दर स्थिर दो से चार गुना बढ़ जाती है।

सक्रिय टकराव का सिद्धांत(टीएसी), प्रतिक्रिया होने के लिए आवश्यक तीन शर्तें हैं:

अणुओं को टकराना चाहिए। यह एक महत्वपूर्ण शर्त है, लेकिन यह पर्याप्त नहीं है, क्योंकि टकराव के दौरान प्रतिक्रिया जरूरी नहीं होगी।

अणुओं में आवश्यक ऊर्जा (सक्रियण ऊर्जा) होनी चाहिए।

अणुओं को एक दूसरे के सापेक्ष सही ढंग से उन्मुख होना चाहिए।

सक्रियण ऊर्जाऊर्जा की न्यूनतम मात्रा है जो किसी प्रतिक्रिया के होने के लिए सिस्टम को आपूर्ति की जानी चाहिए।

अरहेनियस समीकरणतापमान पर एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर स्थिरांक की निर्भरता स्थापित करता है

ए - प्रतिक्रियाशील अणुओं के टकराव की आवृत्ति को दर्शाता है

R सार्वत्रिक गैस नियतांक है।

प्रतिक्रिया दर पर उत्प्रेरक का प्रभाव।

उत्प्रेरक एक ऐसा पदार्थ है जो रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को बदलता है लेकिन प्रतिक्रिया में ही इसका उपभोग नहीं किया जाता है। अंतिम उत्पादछोड़ा गया।

इस मामले में, प्रतिक्रिया दर में परिवर्तन सक्रियण ऊर्जा में परिवर्तन के कारण होता है, और अभिकर्मकों के साथ उत्प्रेरक एक सक्रिय परिसर बनाता है।

कटैलिसीस -एक रासायनिक घटना, जिसका सार कुछ पदार्थों की क्रिया के तहत रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दरों को बदलना है (उन्हें उत्प्रेरक कहा जाता है)।

विषम उत्प्रेरण -अभिकारक और उत्प्रेरक अलग-अलग चरणों में होते हैं - गैसीय और ठोस।

सजातीय उत्प्रेरण -अभिकारक (अभिकर्मक) और उत्प्रेरक एक ही चरण में हैं - उदाहरण के लिए, दोनों गैसें हैं या दोनों किसी विलायक में घुले हुए हैं।

शर्तें रासायनिक संतुलन

रासायनिक संतुलन की स्थिति तब तक बनी रहती है जब तक प्रतिक्रिया की स्थिति अपरिवर्तित रहती है: एकाग्रता, तापमान और दबाव।

ले चेटेलियर का सिद्धांत:यदि संतुलन में एक प्रणाली पर कोई बाहरी प्रभाव डाला जाता है, तो संतुलन प्रतिक्रिया की दिशा में स्थानांतरित हो जाएगा कि यह क्रिया कमजोर हो जाएगी।

निरंतर संतुलन -यह प्रतिक्रिया की पूर्णता का एक उपाय है, संतुलन स्थिरांक का मान जितना अधिक होगा, प्रारंभिक सामग्री के प्रतिक्रिया उत्पादों में रूपांतरण की डिग्री उतनी ही अधिक होगी।

के पी \u003d सी पीआर \ सी रेफरी

जी<0 К р >1 सी पीआर> सी रेफरी

Δजी>0 के पी<1 С пр <С исх

I. रासायनिक प्रतिक्रियाओं की घटना के लिए संकेत और शर्तें

आप पहले से ही कई पदार्थों को जानते हैं, उनके परिवर्तनों और उनके साथ होने वाले परिवर्तनों को देख चुके हैं। संकेत।

सबसे द्वारा मुख्य विशेषतारासायनिक प्रतिक्रिया नए पदार्थों का निर्माण है। लेकिन इसका अंदाजा प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया के कुछ बाहरी संकेतों से भी लगाया जा सकता है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के बाहरी संकेत:

• वर्षण
• रंग परिवर्तन
• गैस निकालना
• एक गंध की उपस्थिति
• ऊर्जा का अवशोषण और विमोचन (गर्मी, बिजली, प्रकाश)

जाहिर सी बात है रासायनिक प्रतिक्रियाओं की घटना और पाठ्यक्रम के लिए, कुछ शर्तें आवश्यक हैं:

• प्रारंभिक पदार्थों का संपर्क (अभिकर्मक)
• एक निश्चित तापमान पर गर्म करना
• रासायनिक प्रतिक्रिया को तेज करने वाले पदार्थों का उपयोग (उत्प्रेरक)

द्वितीय. रासायनिक प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव

डि मेंडेलीफ ने बताया: सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता उनके होने की प्रक्रिया में ऊर्जा में परिवर्तन है।

प्रत्येक पदार्थ में एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा संचित होती है। हम पहले से ही नाश्ते, दोपहर के भोजन या रात के खाने में पदार्थों की इस संपत्ति का सामना करते हैं, क्योंकि भोजन हमारे शरीर को भोजन में निहित विभिन्न प्रकार के रासायनिक यौगिकों की ऊर्जा का उपयोग करने की अनुमति देता है। शरीर में, यह ऊर्जा गति, कार्य में परिवर्तित हो जाती है, और इसका उपयोग शरीर के तापमान को स्थिर (और बल्कि उच्च!) बनाए रखने के लिए किया जाता है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में गर्मी की रिहाई या अवशोषण इस तथ्य के कारण होता है कि ऊर्जा कुछ पदार्थों के विनाश (परमाणुओं और अणुओं के बीच बंधनों के विनाश) की प्रक्रिया पर खर्च की जाती है और अन्य पदार्थों के गठन के दौरान जारी की जाती है (के गठन) परमाणुओं और अणुओं के बीच बंधन)।

ऊर्जा परिवर्तन या तो ऊष्मा के विमोचन या अवशोषण में प्रकट होते हैं।

ऊष्मा छोड़ने वाली अभिक्रियाएँ कहलाती हैं एक्ज़ोथिर्मिक (ग्रीक "एक्सो" से - बाहर)।

ऊर्जा के अवशोषण के साथ होने वाली अभिक्रिया कहलाती हैएन्दोठेर्मिक (लैटिन "एंडो" से - अंदर)।

अक्सर, ऊर्जा गर्मी के रूप में जारी या अवशोषित होती है (कम अक्सर, प्रकाश या यांत्रिक ऊर्जा के रूप में)। इस गर्मी को मापा जा सकता है। माप का परिणाम प्रतिक्रिया उत्पाद के मोल के लिए अभिकारक के एक एमओएल या (अधिक दुर्लभ) के लिए किलोजूल (केजे) में व्यक्त किया जाता है। किसी रासायनिक अभिक्रिया में मुक्त या अवशोषित ऊष्मा की मात्रा कहलाती है प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव(क्यू)।

उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया:

प्रारंभिक सामग्री → प्रतिक्रिया उत्पाद + क्यू केजे

एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया:

प्रारंभिक सामग्री → प्रतिक्रिया उत्पाद - क्यू केजे

कई तकनीकी गणनाओं के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं के ऊष्मीय प्रभावों की आवश्यकता होती है। एक पल के लिए अपने आप को एक शक्तिशाली रॉकेट के डिजाइनर के रूप में कल्पना करें जो अंतरिक्ष यान और अन्य पेलोड को कक्षा में लॉन्च करने में सक्षम है।

मान लीजिए कि आप उस कार्य को जानते हैं (kJ में) जिसे पृथ्वी की सतह से कक्षा तक एक भार के साथ एक रॉकेट पहुंचाने के लिए खर्च करना होगा, तो आप उड़ान के दौरान वायु प्रतिरोध और अन्य ऊर्जा लागतों को दूर करने के काम को भी जानते हैं। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन की आवश्यक आपूर्ति की गणना कैसे करें, जो (तरलीकृत अवस्था में) इस रॉकेट में ईंधन और ऑक्सीकारक के रूप में उपयोग की जाती हैं?

हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से पानी के बनने की प्रतिक्रिया के ऊष्मीय प्रभाव की मदद के बिना ऐसा करना मुश्किल है। आखिरकार, थर्मल प्रभाव ही वह ऊर्जा है जिसे रॉकेट को कक्षा में स्थापित करना चाहिए। रॉकेट के दहन कक्षों में, यह गर्मी गर्म गैस अणुओं (भाप) की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जो नोजल से निकल जाती है और जेट थ्रस्ट बनाती है।

रासायनिक उद्योग में, गर्मी रिएक्टरों को गर्मी की मात्रा की गणना करने के लिए थर्मल प्रभाव की आवश्यकता होती है जिसमें एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। ऊर्जा क्षेत्र में, ईंधन के दहन की गर्मी का उपयोग करके, तापीय ऊर्जा के उत्पादन की गणना की जाती है।

आहार विशेषज्ञ न केवल रोगियों के लिए, बल्कि स्वस्थ लोगों - एथलीटों, विभिन्न व्यवसायों के श्रमिकों के लिए भी उचित आहार तैयार करने के लिए शरीर में खाद्य ऑक्सीकरण के थर्मल प्रभावों का उपयोग करते हैं। परंपरागत रूप से, गणना के लिए, यहां जूल का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन अन्य ऊर्जा इकाइयों - कैलोरी (1 कैलोरी = 4.1868 जे)। भोजन की ऊर्जा सामग्री खाद्य उत्पादों के कुछ द्रव्यमान को संदर्भित करती है: 1 ग्राम से 100 ग्राम तक, या यहां तक ​​कि उत्पाद की मानक पैकेजिंग तक। उदाहरण के लिए, गाढ़ा दूध के जार के लेबल पर, आप निम्नलिखित शिलालेख पढ़ सकते हैं: "कैलोरी सामग्री 320 किलो कैलोरी / 100 ग्राम।"

ऊष्मीय प्रभावों और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के अध्ययन से संबंधित रसायन विज्ञान की शाखा को कहा जाता है थर्मोकैमिस्ट्री।

रासायनिक अभिक्रियाओं के वे समीकरण जिनमें ऊष्मीय प्रभाव दर्शाया जाता है, कहलाते हैं थर्मोकेमिकल।

जीवन भर, हम लगातार भौतिक और रासायनिक घटनाओं का सामना करते हैं। प्राकृतिक भौतिक घटनाएं हमारे लिए इतनी परिचित हैं कि हमने लंबे समय तक उन्हें ज्यादा महत्व नहीं दिया है। हमारे शरीर में लगातार रासायनिक प्रतिक्रियाएं हो रही हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान जो ऊर्जा निकलती है, उसका उपयोग रोज़मर्रा की ज़िंदगी में, उत्पादन में और अंतरिक्ष यान को लॉन्च करते समय लगातार किया जाता है। हमारे आस-पास की कई चीजें प्रकृति में तैयार रूप में नहीं ली जाती हैं, बल्कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके बनाई जाती हैं। रोजमर्रा की जिंदगी में, हमारे लिए यह समझने का कोई मतलब नहीं है कि क्या हुआ था। लेकिन जब पर्याप्त स्तर पर भौतिकी और रसायन शास्त्र का अध्ययन किया जाता है, तो यह ज्ञान अनिवार्य है। भौतिक घटनाओं को रासायनिक से अलग कैसे करें? क्या कोई संकेत हैं जो ऐसा करने में मदद कर सकते हैं?

रासायनिक अभिक्रियाओं में कुछ पदार्थों से नए पदार्थ बनते हैं, जो मूल पदार्थों से भिन्न होते हैं। पहले के संकेतों के गायब होने और दूसरे के संकेतों के प्रकट होने के साथ-साथ ऊर्जा की रिहाई या अवशोषण से, हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि एक रासायनिक प्रतिक्रिया हुई है।

यदि तांबे की प्लेट को कैलक्लाइंड किया जाता है, तो इसकी सतह पर एक काली कोटिंग दिखाई देती है; चूने के पानी के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड को उड़ाने से एक सफेद अवक्षेप बनता है; जब लकड़ी जलती है तो बर्तन की ठंडी दीवारों पर पानी की बूंदें दिखाई देती हैं और मैग्नीशियम को जलाने पर सफेद चूर्ण प्राप्त होता है।

यह पता चला है कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं के संकेत रंग, गंध, अवक्षेप के गठन, गैस की उपस्थिति में परिवर्तन हैं।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर विचार करते समय, न केवल वे कैसे आगे बढ़ते हैं, बल्कि उन शर्तों पर भी ध्यान देना आवश्यक है जो प्रतिक्रिया शुरू करने और आगे बढ़ने के लिए पूरी होनी चाहिए।

तो, रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए किन शर्तों को पूरा करना चाहिए?

इसके लिए सबसे पहले प्रतिक्रियाशील पदार्थों को संपर्क में लाना (मिश्रित करना, मिलाना) आवश्यक है। पदार्थों को जितना अधिक कुचला जाता है, उनके संपर्क की सतह उतनी ही बड़ी होती है, उनके बीच प्रतिक्रिया उतनी ही तेज और अधिक सक्रिय होती है। उदाहरण के लिए, गांठ चीनी को प्रज्वलित करना मुश्किल है, लेकिन इसे कुचलकर हवा में छिड़का जाता है, यह एक सेकंड के अंश में जल जाता है, जिससे एक प्रकार का विस्फोट हो जाता है।

विघटन की सहायता से हम पदार्थ को छोटे-छोटे कणों में तोड़ सकते हैं। कभी-कभी प्रारंभिक पदार्थों का प्रारंभिक विघटन पदार्थों के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया को सुविधाजनक बनाता है।

कुछ मामलों में, पदार्थों का संपर्क, जैसे कि नम हवा के साथ लोहा, प्रतिक्रिया होने के लिए पर्याप्त है। लेकिन अधिक बार नहीं, पदार्थों का एक संपर्क इसके लिए पर्याप्त नहीं है: कुछ अन्य शर्तों को पूरा करना होगा।

तो, तांबा लगभग 20˚-25˚С के कम तापमान पर वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। ऑक्सीजन के साथ तांबे के संयोजन की प्रतिक्रिया का कारण बनने के लिए, हीटिंग का सहारा लेना आवश्यक है।

ताप विभिन्न तरीकों से रासायनिक प्रतिक्रियाओं की घटना को प्रभावित करता है। कुछ प्रतिक्रियाओं को निरंतर हीटिंग की आवश्यकता होती है। ताप रुक जाता है - रासायनिक प्रतिक्रिया रुक जाती है। उदाहरण के लिए, चीनी को विघटित करने के लिए निरंतर ताप आवश्यक है।

अन्य मामलों में, केवल प्रतिक्रिया होने के लिए हीटिंग की आवश्यकता होती है, यह एक प्रोत्साहन देता है, और फिर प्रतिक्रिया बिना गर्म किए आगे बढ़ती है। उदाहरण के लिए, हम मैग्नीशियम, लकड़ी और अन्य ज्वलनशील पदार्थों के दहन के दौरान इस तरह के ताप का निरीक्षण करते हैं।

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