रासायनिक संतुलन की परिभाषा

1. प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं में मौजूद स्थिरता की स्थिति जहां आगे और पीछे की प्रतिक्रिया दर हमेशा समान रहती है।

बिल्ली। व्याकरण: पुल्लिंग संज्ञा
सिलेबल्स में: ई-क्वि-ली-ब्रियो + क्वि-मी-सह।

रासायनिक संतुलन

में प्रतिक्रिया है संतुलन रासायनिक जब प्रतिक्रिया की गति प्रत्यक्ष के बराबर है रफ़्तार उलटी प्रतिक्रिया। सभी रासायनिक प्रतिक्रिया संतुलन के प्रति एक निश्चित सहजता है, और इसकी जांच करने के लिए हम इसे ∆G के चिह्न के माध्यम से करते हैं, ऊर्जा गिब्स मुक्त, जिसका तात्पर्य है कि, इस परिमाण के मान के माध्यम से, हम भविष्यवाणी कर सकते हैं कि प्रतिक्रिया एक निश्चित दिशा में होगी या नहीं।

गिब्स फ्री एनर्जी की भिन्नता, सामान्य रूप से, मानक स्थितियों में व्यक्त की जाती है, क्योंकि उत्पादों और अभिकारकों की ऊर्जा के बीच का अंतर भी मानक अवस्था में होता है:

जबकि, यदि अभिक्रिया गैर-मानक परिस्थितियों में होती है, तो ∆Gº और ∆G के बीच संबंध निम्नलिखित द्वारा निर्धारित किया जाता है अभिव्यक्ति:

जहां Q प्रतिक्रिया भागफल है।

प्रतिक्रिया की दर और रासायनिक संतुलन के निहितार्थ को समझने के लिए हमें ∆G के चिह्न का अध्ययन करना चाहिए:

यदि ∆G ऋणात्मक है, तो इसका तात्पर्य है कि प्रत्यक्ष अर्थ में अभिक्रिया सहज (घटित) होती है।

यदि ∆G धनात्मक है, तो इसका अर्थ है कि प्रत्यक्ष अर्थ में अभिक्रिया स्वतःस्फूर्त नहीं है (होती नहीं है)।

जबकि, अगर ∆G=0, कोई बदलाव नहीं होगा, क्योंकि सिस्टम संतुलन में है, और जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया दर अप्रत्यक्ष प्रतिक्रिया दर के बराबर है। इसका तात्पर्य यह है कि प्रतिक्रिया भागफल Q, संतुलन स्थिरांक K के बराबर है, इसलिए प्रतिक्रिया की एक विशिष्ट दिशा के पक्ष में कोई प्रवृत्ति नहीं है।

चूँकि Q को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

एक सामान्य प्रतिक्रिया के लिए:

जबकि K समान रूप लेता है, लेकिन संतुलन में सांद्रता के साथ।

यदि हम उस स्थिति पर वापस जाएँ जहाँ AG ऋणात्मक है, तो इसका तात्पर्य है कि प्रतिक्रिया भागफल Q, K से कम है। संतुलन), का तात्पर्य है कि उत्पाद की सांद्रता उस से कम है जो प्रतिक्रिया के जारी रहने पर होनी चाहिए। संतुलन। अत: सहजता की दृष्टि से यह प्रत्यक्ष अर्थों में स्वतःस्फूर्त हो जाता है।

जबकि, यदि ∆G धनात्मक है, तो उत्पादों की प्रधानता उस स्थिति से अधिक होगी जो होनी चाहिए यदि प्रणाली संतुलन में थी, जिसमें Q, K से अधिक है। इसलिए, प्रतिक्रिया विपरीत दिशा में सहज होती है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि Q और K की सख्त परिभाषा उत्पादों और अभिकारकों की गतिविधियों के संदर्भ में दी गई है, गतिविधि को एकाग्रता या दबाव के रूप में परिभाषित करते हुए:

ओ अच्छा:

वहां से यह उत्पन्न होता है कि क्यू और के दोनों आयामहीन हैं और इन्हें सांद्रता और आंशिक दबाव दोनों में माना जा सकता है।

जब उत्पादों और अभिकारकों की सांद्रता या आंशिक दबाव समय के साथ स्थिर रहता है, तो स्थिति उत्पन्न होती है रासायनिक संतुलन, जबकि आगे और पीछे की प्रतिक्रिया की दर के कारण गतिशील संतुलन की स्थिति तक पहुँच जाता है सदृश। संतुलन की गतिशीलता को उजागर करना महत्वपूर्ण है, जिस गति से वे बनते हैं और उत्पादों और अभिकारकों का उपभोग समान है, यही कारण है कि सांद्रता या आंशिक दबाव नहीं होते हैं यह बदलते रहता है।

यदि स्थिति संतुलन की स्थिति से दूर हो जाती है, तो कुछ प्रजातियाँ दूसरों पर प्रबल होंगी और वहाँ से अभिव्यक्ति उत्पन्न होती है जो प्रत्यक्ष और व्युत्क्रम प्रतिक्रिया की दर से संबंधित होती है, Kc:

आइए मान लें कि ऊपर देखी गई प्रतिक्रिया:

Kd और Ki होने के कारण अभिक्रिया की दर क्रमशः आगे या पीछे की दिशा में स्थिर रहती है।

फिर से, यदि Kc> 1, इसका तात्पर्य है कि K, Kd से कम है, इसलिए अभिकारकों में उत्पादों के रूपांतरण का एक उच्च स्तर है। इस मामले में, संतुलन उत्पादों की ओर स्थानांतरित हो जाता है।

विपरीत तब होता है जब केसी <1, जिसका अर्थ है कि प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया दर अप्रत्यक्ष प्रतिक्रिया दर से कम है और बहुत कम है उपभोग अभिकारकों का, संतुलन अभिकारकों की ओर स्थानांतरित हो जाता है।

जबकि, यदि Kc = 1, वेग समान हैं और प्रणाली संतुलन में है।

दो मुद्दों को परिभाषित करना महत्वपूर्ण है: पहला, इस स्थिरांक का मान विशेष रूप से पर निर्भर करता है तापमान और, बदले में, उत्पादों और अभिकारकों की सांद्रता या दबावों को व्यक्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले परिमाण के अनुसार भिन्न होता है।

अंत में, कानून रासायनिक संतुलन कम दबाव में तनु विलयनों या गैसों के लिए समायोजित होता है।