તાપમાન ઘટતાંની સાથે સંતુલનમાં શિફ્ટ થાય છે. ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાઓના સંતુલનને સ્થાનાંતરિત કરવા માટેની શરતો

બે પરસ્પર વિરુદ્ધ દિશામાં એક સાથે થતી પ્રતિક્રિયાઓને ઉલટાવી શકાય તેવું કહેવાય છે. ડાબેથી જમણે આગળ વધતી પ્રતિક્રિયાને ફોરવર્ડ કહેવામાં આવે છે અને જમણેથી ડાબેને રિવર્સ કહેવાય છે. ઉદાહરણ તરીકે: જે અવસ્થામાં આગળની પ્રતિક્રિયાનો દર વિપરીત પ્રતિક્રિયાના દર જેટલો હોય છે તેને રાસાયણિક સંતુલન કહેવામાં આવે છે. તે ગતિશીલ છે અને રાસાયણિક સંતુલન સ્થિરાંક (K^,) દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેમાં સામાન્ય દૃશ્ય ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયા માટે mA + nB pC + qD નીચે પ્રમાણે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે: જ્યાં [A], [B], [C], [D] પદાર્થોની સંતુલન સાંદ્રતા છે; w, n, p, q - પ્રતિક્રિયા સમીકરણમાં stoichiometric ગુણાંક. બદલાતી પરિસ્થિતિઓ સાથે રાસાયણિક સંતુલનમાં પરિવર્તન લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંતને આધીન છે: જો કોઈ બાહ્ય પ્રભાવ સંતુલનની સ્થિતિમાં સિસ્ટમ પર લાગુ થાય છે (એકાગ્રતા, તાપમાન, દબાણમાં ફેરફાર), તો તે બે વિરોધી પ્રતિક્રિયાઓમાંથી કોઈપણની ઘટનાની તરફેણ કરે છે. બાહ્ય પ્રભાવને નબળો પાડે છે. જ્યાં સુધી સિસ્ટમ નવી પરિસ્થિતિઓને અનુરૂપ નવા સંતુલન સુધી ન પહોંચે ત્યાં સુધી પ્રતિક્રિયામાં વધારો ચાલુ રહે છે. (T) તાપમાનની અસર. જ્યારે તાપમાન વધે છે, સંતુલન એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયા તરફ વળે છે, અને તેનાથી વિપરીત, જ્યારે તાપમાન ઘટે છે, ત્યારે સંતુલન એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયા તરફ વળે છે. ઉકેલ: લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ, દબાણમાં ઘટાડો એ પ્રતિક્રિયા તરફ સંતુલનમાં પરિવર્તન તરફ દોરી જશે જે તેના વોલ્યુમમાં વધારો તરફ દોરી જશે, એટલે કે વિપરીત પ્રતિક્રિયા તરફ. તાપમાનમાં વધારો એ એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયા તરફ સમતુલામાં ફેરફાર તરફ દોરી જશે, એટલે કે વિપરીત પ્રતિક્રિયા તરફ. અને અંતે, પ્રારંભિક પદાર્થોની સાંદ્રતામાં વધારો, પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની રચના તરફ સંતુલનમાં પરિવર્તન તરફ દોરી જશે, એટલે કે સીધી પ્રતિક્રિયા તરફ. સ્વતંત્ર ઉકેલ માટેના પ્રશ્નો અને કાર્યો 1. કઈ પ્રતિક્રિયાઓ બદલી ન શકાય તેવી છે? ઉદાહરણો આપો. 2. કઈ પ્રતિક્રિયાઓને ઉલટાવી શકાય તેવું કહેવાય છે? શા માટે તેઓ અંત સુધી પહોંચતા નથી? ઉદાહરણો આપો. 3. રાસાયણિક સંતુલન શું કહેવાય છે? શું તે સ્થિર છે કે ગતિશીલ? 4. રાસાયણિક સંતુલન અચળ શું કહેવાય છે અને તેનો ભૌતિક અર્થ શું છે? 5. રાસાયણિક સંતુલનની સ્થિતિને કયા પરિબળો પ્રભાવિત કરે છે? 6. ચેટેલિયરના સિદ્ધાંતનો સાર શું છે? 7. ઉત્પ્રેરક રાસાયણિક સંતુલનની સ્થિતિને કેવી રીતે અસર કરે છે? 8. કેવી રીતે કરવું: a) દબાણમાં ઘટાડો; b) તાપમાનમાં વધારો; c) સિસ્ટમના સંતુલન પર એકાગ્રતામાં વધારો 9. દબાણમાં વધારો નીચેની સિસ્ટમોમાં સંતુલનને કેવી રીતે અસર કરશે: 10. કયા રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતાને બદલીને પ્રતિક્રિયાના સંતુલનને જમણી તરફ ખસેડી શકાય છે 11. એમોનિયા સંશ્લેષણની પ્રતિક્રિયાના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને, બતાવો કે કયા પરિબળો એમોનિયાની રચના તરફ પ્રક્રિયાના સંતુલનને બદલી શકે છે? 12. જો ગેસ મિશ્રણનું પ્રમાણ ત્રણ ગણું ઘટે તો આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓનો દર કેવી રીતે બદલાશે? તાપમાન વધવાથી રાસાયણિક સંતુલન કઈ દિશામાં બદલાશે? 13. H2 + S t ± H2S સિસ્ટમનું સંતુલન કઈ દિશામાં બદલાશે જો a) હાઇડ્રોજનની સાંદ્રતામાં વધારો થાય, b) હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થાય? 14. વધતા તાપમાન સાથે સિસ્ટમમાં સંતુલન કઈ દિશામાં બદલાશે: 15. ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં બંધ સિસ્ટમમાં, હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ અને ઓક્સિજન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા ઉલટાવી શકાય તેવું છે: ક્લોરિનનું સંતુલન સાંદ્રતા પર શું અસર કરશે: a દબાણમાં વધારો; b) ઓક્સિજન સાંદ્રતામાં વધારો; c) તાપમાનમાં વધારો? 16. સંતુલન પર - 0.06 mol/l, = 0.24 mol/l, = 0.12 mol/l એ જાણીને સમીકરણ અનુસાર ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયા માટે સંતુલન સ્થિરાંકની ગણતરી કરો. જવાબ: 1.92. 17. પ્રક્રિયા માટે સંતુલન સ્થિરાંકની ગણતરી કરો: જો ચોક્કસ તાપમાને CO ના પાંચ છછુંદરમાંથી COC12 ના 1.5 મોલ્સ અને C12 ના ચાર મોલ પ્રારંભિક સ્થિતિમાં લેવામાં આવ્યા હોય. જવાબ: 0.171. 18. ચોક્કસ તાપમાને, પ્રક્રિયાના સંતુલન સ્થિરાંક Н2(g) + НСОН(g) +± СН3ОН(g) 1 ની બરાબર છે. H2(G) અને HSON(g) ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા અનુક્રમે 4 mol/L અને 3 mol/L હતી. CH3OH(g) ની સંતુલન સાંદ્રતા શું છે? જવાબ: 2 mol/l. 19. પ્રતિક્રિયા 2A t ± B સમીકરણ અનુસાર આગળ વધે છે. પદાર્થ A ની પ્રારંભિક સાંદ્રતા 0.2 mol/l છે. પ્રતિક્રિયાનું સંતુલન સ્થિરાંક 0.5 છે. રિએક્ટન્ટ્સની સંતુલન સાંદ્રતાની ગણતરી કરો. જવાબ: 0.015 mol/l; 0.170 mol/l 20. પ્રતિક્રિયાનું સંતુલન કઈ દિશામાં બદલાશે: 3Fe + 4H20 t ± Fe304 + 4H2 1) હાઇડ્રોજનની સાંદ્રતામાં વધારો સાથે; 2) પાણીની વરાળની વધતી સાંદ્રતા સાથે? 21. ચોક્કસ તાપમાને, 2S02 + 02 2S03 પ્રતિક્રિયાના પરિણામે રચાયેલી સલ્ફ્યુરિક એનહાઇડ્રાઇડની સંતુલન સાંદ્રતા 0.02 mol/l હતી. સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ અને ઓક્સિજનની પ્રારંભિક સાંદ્રતા અનુક્રમે 0.06 અને 0.07 mol/l હતી. પ્રતિક્રિયાના સંતુલન સ્થિરાંકની ગણતરી કરો. જવાબ: 4.17.

જો બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ રાસાયણિક પ્રક્રિયાબદલશો નહીં, પછી રાસાયણિક સંતુલનની સ્થિતિ અનિશ્ચિત સમય સુધી જાળવી શકાય છે. પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ (તાપમાન, દબાણ, એકાગ્રતા) બદલીને તમે પ્રાપ્ત કરી શકો છો રાસાયણિક સંતુલનમાં વિસ્થાપન અથવા પાળી જરૂરી દિશામાં.

જમણી તરફ સંતુલનનું સ્થળાંતર એ પદાર્થોની સાંદ્રતામાં વધારો તરફ દોરી જાય છે જેમના સૂત્રો સમીકરણની જમણી બાજુએ છે. સમતુલામાં ડાબી તરફનો ફેરફાર એ પદાર્થોની સાંદ્રતામાં વધારો તરફ દોરી જશે જેમના સૂત્રો ડાબી બાજુએ છે. આ કિસ્સામાં, સિસ્ટમ સંતુલનની નવી સ્થિતિમાં જશે, જેની લાક્ષણિકતા છે પ્રતિક્રિયા સહભાગીઓની સંતુલન સાંદ્રતાના અન્ય મૂલ્યો.

બદલાતી પરિસ્થિતિઓને કારણે રાસાયણિક સંતુલનમાં ફેરફાર ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી એ. લે ચેટેલિયર (લે ચેટેલિયરનો સિદ્ધાંત) દ્વારા 1884માં ઘડવામાં આવેલા નિયમનું પાલન કરે છે.

લે ચેટેલિયરનો સિદ્ધાંત:જો રાસાયણિક સંતુલનની સ્થિતિમાં સિસ્ટમ કોઈપણ પ્રભાવને આધિન હોય, ઉદાહરણ તરીકે, તાપમાન, દબાણ અથવા રીએજન્ટ્સની સાંદ્રતામાં ફેરફાર કરીને, તો સંતુલન પ્રતિક્રિયાની દિશામાં બદલાશે જે અસરને નબળી પાડે છે. .

રાસાયણિક સંતુલનમાં શિફ્ટ પર એકાગ્રતામાં ફેરફારની અસર.

લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ કોઈપણ પ્રતિક્રિયા સહભાગીઓની સાંદ્રતામાં વધારો એ પ્રતિક્રિયા તરફ સંતુલનમાં ફેરફારનું કારણ બને છે જે આ પદાર્થની સાંદ્રતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.

સંતુલનની સ્થિતિ પર એકાગ્રતાનો પ્રભાવ નીચેના નિયમોને આધીન છે:

જેમ જેમ પ્રારંભિક પદાર્થોમાંથી એકની સાંદ્રતા વધે છે, આગળની પ્રતિક્રિયાનો દર વધે છે અને સંતુલન પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની રચના તરફ વળે છે અને તેનાથી વિપરીત;

જેમ જેમ પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોમાંથી એકની સાંદ્રતા વધે છે તેમ, વિપરીત પ્રતિક્રિયાનો દર વધે છે, જે પ્રારંભિક પદાર્થોની રચનાની દિશામાં સંતુલનમાં પરિવર્તન તરફ દોરી જાય છે અને તેનાથી વિપરીત.

ઉદાહરણ તરીકે, જો સંતુલન સિસ્ટમમાં:

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

SO 2 અથવા NO 2 ની સાંદ્રતામાં વધારો, પછી કાયદા અનુસાર સક્રિય જનતા, આગળની પ્રતિક્રિયાનો દર વધશે. આનાથી સંતુલનને જમણી તરફ ખસેડવામાં આવશે, જે પ્રારંભિક પદાર્થોના વપરાશ તરફ દોરી જશે અને પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની સાંદ્રતામાં વધારો કરશે. પ્રારંભિક પદાર્થો અને પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની નવી સંતુલન સાંદ્રતા સાથે નવી સંતુલન સ્થિતિ સ્થાપિત કરવામાં આવશે. જ્યારે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોમાંથી એકની સાંદ્રતા ઘટે છે, ત્યારે સિસ્ટમ એવી રીતે પ્રતિક્રિયા કરશે કે ઉત્પાદનની સાંદ્રતામાં વધારો થાય. લાભ સીધી પ્રતિક્રિયાને આપવામાં આવશે, જે પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની સાંદ્રતામાં વધારો તરફ દોરી જશે.

રાસાયણિક સંતુલનની પાળી પર દબાણના ફેરફારોનો પ્રભાવ.

લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ દબાણમાં વધારો ઓછા વાયુ કણોની રચના તરફ સંતુલન તરફ દોરી જાય છે, એટલે કે. નાના વોલ્યુમ તરફ.

ઉદાહરણ તરીકે, ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયામાં:

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

2 mol NO 2 2 mol NO અને 1 mol O 2 થી બને છે. વાયુ પદાર્થોના સૂત્રોની સામે સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણાંક સૂચવે છે કે આગળની પ્રતિક્રિયાની ઘટના વાયુઓના મોલ્સની સંખ્યામાં વધારો તરફ દોરી જાય છે, અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાની ઘટના, તેનાથી વિપરીત, વાયુના મોલ્સની સંખ્યામાં ઘટાડો કરે છે. પદાર્થ જો આવી સિસ્ટમ પર બાહ્ય પ્રભાવ દાખલ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, દબાણ વધારીને, તો સિસ્ટમ આ પ્રભાવને નબળી પાડવા માટે એવી રીતે પ્રતિક્રિયા કરશે. જો આપેલ પ્રતિક્રિયાનું સંતુલન વાયુ પદાર્થના ઓછા છછુંદર તરફ વળે તો દબાણ ઘટી શકે છે અને તેથી તેનું પ્રમાણ ઓછું થાય છે.

તેનાથી વિપરીત, આ સિસ્ટમમાં દબાણમાં વધારો એ સંતુલનમાં જમણી તરફના શિફ્ટ સાથે સંકળાયેલ છે - NO 2 ના વિઘટન તરફ, જે વાયુયુક્ત પદાર્થોની માત્રામાં વધારો કરે છે.

જો પ્રતિક્રિયા પહેલાં અને પછી વાયુયુક્ત પદાર્થોના મોલ્સની સંખ્યા સતત રહે છે, એટલે કે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન સિસ્ટમનું પ્રમાણ બદલાતું નથી, પછી દબાણમાં ફેરફાર સમાનરૂપે આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરમાં ફેરફાર કરે છે અને રાસાયણિક સંતુલનની સ્થિતિને અસર કરતું નથી.

ઉદાહરણ તરીકે, પ્રતિક્રિયામાં:

H 2 (g) + Cl 2 (g) 2HCl (g),

પ્રતિક્રિયા પહેલાં અને પછી વાયુયુક્ત પદાર્થોના મોલ્સની કુલ સંખ્યા સ્થિર રહે છે અને સિસ્ટમમાં દબાણ બદલાતું નથી. જ્યારે દબાણ બદલાય છે ત્યારે આ સિસ્ટમમાં સંતુલન બદલાતું નથી.

રાસાયણિક સંતુલનની પાળી પર તાપમાનના ફેરફારોનો પ્રભાવ.

દરેક ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયામાં, દિશાઓમાંની એક એક્ઝોથર્મિક પ્રક્રિયાને અનુલક્ષે છે, અને બીજી એન્ડોથર્મિક પ્રક્રિયાને અનુરૂપ છે. તેથી એમોનિયા સંશ્લેષણની પ્રતિક્રિયામાં, આગળની પ્રતિક્રિયા એક્ઝોથર્મિક છે, અને વિપરીત પ્રતિક્રિયા એન્ડોથર્મિક છે.

N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) + Q (-ΔH).

જ્યારે તાપમાનમાં ફેરફાર થાય છે, ત્યારે બંને આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરો બદલાય છે, જો કે, દરોમાં ફેરફાર થતો નથી. સમાન ડિગ્રી સુધી. આર્હેનિયસ સમીકરણ અનુસાર, મોટી સક્રિયકરણ ઊર્જા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયા, તાપમાનના ફેરફારોને વધુ પ્રમાણમાં પ્રતિક્રિયા આપે છે.

તેથી, રાસાયણિક સંતુલનના સ્થાનાંતરણની દિશા પર તાપમાનના પ્રભાવનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, પ્રક્રિયાની થર્મલ અસરને જાણવી જરૂરી છે. તે પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, કેલરીમીટરનો ઉપયોગ કરીને, અથવા જી. હેસના કાયદાના આધારે ગણતરી કરી શકાય છે. તે નોંધવું જોઈએ કે તાપમાનમાં ફેરફાર રાસાયણિક સંતુલન સ્થિરાંક (K p) ના મૂલ્યમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે.

લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ તાપમાનમાં વધારો એ સંતુલનને એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયા તરફ ફેરવે છે. જેમ જેમ તાપમાન ઘટે છે તેમ, સંતુલન એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયા તરફ વળે છે.

આમ, તાપમાનમાં વધારોએમોનિયા સંશ્લેષણમાં પ્રતિક્રિયા સંતુલનમાં પરિવર્તન તરફ દોરી જશે એન્ડોથર્મિક તરફપ્રતિક્રિયાઓ, એટલે કે ડાબી તરફ. ફાયદો વિપરીત પ્રતિક્રિયાને આપવામાં આવે છે, જે ગરમીના શોષણ સાથે થાય છે.

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ ઉલટાવી શકાય તેવું અથવા ઉલટાવી શકાય તેવું હોઈ શકે છે.

તે જો અમુક પ્રતિક્રિયા A + B = C + D બદલી ન શકાય તેવી હોય, તો તેનો અર્થ એ કે વિપરીત પ્રતિક્રિયા C + D = A + B થતી નથી.

એટલે કે, ઉદાહરણ તરીકે, જો કોઈ ચોક્કસ પ્રતિક્રિયા A + B = C + D ઉલટાવી શકાય તેવું હોય, તો તેનો અર્થ એ કે પ્રતિક્રિયા A + B → C + D (સીધી) અને પ્રતિક્રિયા C + D → A + B (વિપરીત) બંને એક સાથે થાય છે. ).

અનિવાર્યપણે, કારણ કે ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાઓના કિસ્સામાં, સમીકરણની ડાબી બાજુના બંને પદાર્થો અને સમીકરણની જમણી બાજુના પદાર્થોને રીએજન્ટ્સ (પ્રારંભિક પદાર્થો) કહી શકાય. તે જ ઉત્પાદનો માટે જાય છે.

કોઈપણ ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયા માટે, જ્યારે આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરો સમાન હોય ત્યારે પરિસ્થિતિ શક્ય છે. આ સ્થિતિ કહેવામાં આવે છે સંતુલનની સ્થિતિ.

સંતુલન સમયે, તમામ રિએક્ટન્ટ્સ અને તમામ ઉત્પાદનો બંનેની સાંદ્રતા સ્થિર હોય છે. સંતુલન પર ઉત્પાદનો અને પ્રતિક્રિયાઓની સાંદ્રતા કહેવામાં આવે છે સંતુલન સાંદ્રતા.

વિવિધ પરિબળોના પ્રભાવ હેઠળ રાસાયણિક સંતુલનમાં શિફ્ટ

સિસ્ટમ પરના બાહ્ય પ્રભાવોને લીધે, જેમ કે તાપમાનમાં ફેરફાર, દબાણ અથવા પ્રારંભિક પદાર્થો અથવા ઉત્પાદનોની સાંદ્રતા, સિસ્ટમનું સંતુલન ખોરવાઈ શકે છે. જો કે, આ બાહ્ય પ્રભાવને સમાપ્ત કર્યા પછી, સિસ્ટમ, થોડા સમય પછી, સંતુલનની નવી સ્થિતિમાં જશે. એક સંતુલન અવસ્થામાંથી બીજી સંતુલન અવસ્થામાં સિસ્ટમના આવા સંક્રમણને કહેવામાં આવે છે રાસાયણિક સંતુલનનું વિસ્થાપન (શિફ્ટ). .

ચોક્કસ પ્રકારના પ્રભાવ હેઠળ રાસાયણિક સંતુલન કેવી રીતે બદલાય છે તે નિર્ધારિત કરવા સક્ષમ થવા માટે, લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરવો અનુકૂળ છે:

જો સંતુલનની સ્થિતિમાં સિસ્ટમ પર કોઈપણ બાહ્ય પ્રભાવ લાગુ કરવામાં આવે છે, તો રાસાયણિક સંતુલનમાં શિફ્ટની દિશા પ્રતિક્રિયાની દિશા સાથે સુસંગત હશે જે પ્રભાવની અસરને નબળી પાડે છે.

સંતુલનની સ્થિતિ પર તાપમાનનો પ્રભાવ

જ્યારે તાપમાનમાં ફેરફાર થાય છે, ત્યારે કોઈપણ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાનું સંતુલન બદલાઈ જાય છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે કોઈપણ પ્રતિક્રિયામાં થર્મલ અસર હોય છે. વધુમાં, આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓની થર્મલ અસરો હંમેશા સીધી વિરુદ્ધ હોય છે. તે. જો આગળની પ્રતિક્રિયા એક્ઝોથર્મિક હોય અને +Q ની સમાન થર્મલ અસર સાથે આગળ વધે, તો વિપરીત પ્રતિક્રિયા હંમેશા એન્ડોથર્મિક હોય છે અને તેની થર્મલ અસર –Q ની બરાબર હોય છે.

આમ, લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત અનુસાર, જો આપણે કોઈ ચોક્કસ સિસ્ટમનું તાપમાન વધારીએ જે સંતુલનની સ્થિતિમાં હોય, તો સંતુલન પ્રતિક્રિયા તરફ વળશે જે દરમિયાન તાપમાન ઘટે છે, એટલે કે. એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયા તરફ. અને તે જ રીતે, જો આપણે સંતુલનની સ્થિતિમાં સિસ્ટમનું તાપમાન ઘટાડીએ, તો સંતુલન પ્રતિક્રિયા તરફ વળશે, જેના પરિણામે તાપમાન વધશે, એટલે કે. એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયા તરફ.

ઉદાહરણ તરીકે, નીચેની ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયાને ધ્યાનમાં લો અને તાપમાન ઘટતાં તેનું સંતુલન ક્યાં બદલાશે તે દર્શાવો:

ઉપરના સમીકરણમાંથી જોઈ શકાય છે તેમ, આગળની પ્રતિક્રિયા એક્ઝોથર્મિક છે, એટલે કે. તેની ઘટનાના પરિણામે, ગરમી છોડવામાં આવે છે. પરિણામે, વિપરીત પ્રતિક્રિયા એન્ડોથર્મિક હશે, એટલે કે, તે ગરમીના શોષણ સાથે થાય છે. સ્થિતિ અનુસાર, તાપમાનમાં ઘટાડો થયો છે, તેથી, સંતુલન જમણી તરફ જશે, એટલે કે. સીધી પ્રતિક્રિયા તરફ.

રાસાયણિક સંતુલન પર એકાગ્રતાની અસર

લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત અનુસાર રીએજન્ટ્સની સાંદ્રતામાં વધારો એ પ્રતિક્રિયા તરફ સંતુલન તરફ દોરી જવું જોઈએ જેના પરિણામે રીએજન્ટ્સનો વપરાશ થાય છે, એટલે કે. સીધી પ્રતિક્રિયા તરફ.

અને ઊલટું, જો રિએક્ટન્ટ્સની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થાય છે, તો સંતુલન પ્રતિક્રિયા તરફ વળશે જેના પરિણામે રિએક્ટન્ટ્સ રચાય છે, એટલે કે. વિપરીત પ્રતિક્રિયાની બાજુ (←).

પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની સાંદ્રતામાં ફેરફાર પણ સમાન અસર ધરાવે છે. જો ઉત્પાદનોની સાંદ્રતામાં વધારો થાય છે, તો સંતુલન પ્રતિક્રિયા તરફ વળશે જેના પરિણામે ઉત્પાદનોનો વપરાશ થાય છે, એટલે કે. વિપરીત પ્રતિક્રિયા તરફ (←). જો, તેનાથી વિપરીત, ઉત્પાદનોની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થાય છે, તો સંતુલન સીધી પ્રતિક્રિયા (→) તરફ વળશે, જેથી ઉત્પાદનોની સાંદ્રતા વધે.

રાસાયણિક સંતુલન પર દબાણની અસર

તાપમાન અને સાંદ્રતાથી વિપરીત, દબાણમાં ફેરફાર દરેક પ્રતિક્રિયાની સંતુલન સ્થિતિને અસર કરતા નથી. રાસાયણિક સંતુલનમાં પરિવર્તન તરફ દોરી જવા દબાણમાં ફેરફાર કરવા માટે, સમીકરણની ડાબી અને જમણી બાજુએ વાયુ પદાર્થો માટે ગુણાંકનો સરવાળો અલગ હોવો જોઈએ.

તે. બે પ્રતિક્રિયાઓમાંથી:

દબાણમાં ફેરફાર માત્ર બીજી પ્રતિક્રિયાના કિસ્સામાં સંતુલન સ્થિતિને અસર કરી શકે છે. કારણ કે ડાબી અને જમણી બાજુના પ્રથમ સમીકરણના કિસ્સામાં વાયુયુક્ત પદાર્થોના સૂત્રોની સામે ગુણાંકનો સરવાળો સમાન છે (2 ની બરાબર), અને બીજા સમીકરણના કિસ્સામાં તે અલગ છે (4 પર ડાબે અને 2 જમણી બાજુએ).

અહીંથી, ખાસ કરીને, તે અનુસરે છે કે જો રિએક્ટન્ટ્સ અને ઉત્પાદનો બંનેમાં કોઈ વાયુયુક્ત પદાર્થો ન હોય, તો દબાણમાં ફેરફાર કોઈપણ રીતે સંતુલનની વર્તમાન સ્થિતિને અસર કરશે નહીં. ઉદાહરણ તરીકે, દબાણ પ્રતિક્રિયાની સંતુલન સ્થિતિને અસર કરશે નહીં:

જો, ડાબી અને જમણી બાજુએ, વાયુયુક્ત પદાર્થોની માત્રામાં તફાવત હોય, તો દબાણમાં વધારો એ પ્રતિક્રિયા તરફ સંતુલનમાં પરિવર્તન તરફ દોરી જશે જે દરમિયાન વાયુઓનું પ્રમાણ ઘટે છે, અને દબાણમાં ઘટાડો થવાથી વાયુઓમાં ફેરફાર થશે. સંતુલન, જેના પરિણામે વાયુઓનું પ્રમાણ વધે છે.

રાસાયણિક સંતુલન પર ઉત્પ્રેરકની અસર

ઉત્પ્રેરક હોવાથી સમાન રીતેઆગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓને વેગ આપે છે, પછી તેની હાજરી અથવા ગેરહાજરી કોઈ અસર નથીસંતુલનની સ્થિતિમાં.

ઉત્પ્રેરક માત્ર એક જ વસ્તુને અસર કરી શકે છે જે સિસ્ટમના બિનસંતુલન સ્થિતિમાંથી સંતુલન સ્થિતિમાં સંક્રમણનો દર છે.

રાસાયણિક સંતુલન પર ઉપરોક્ત તમામ પરિબળોની અસર નીચે ચીટ શીટમાં સારાંશ આપેલ છે, જે સંતુલન કાર્યો કરતી વખતે તમે શરૂઆતમાં જોઈ શકો છો. જો કે, પરીક્ષામાં તેનો ઉપયોગ કરવો શક્ય બનશે નહીં, તેથી, તેની મદદથી કેટલાક ઉદાહરણોનું વિશ્લેષણ કર્યા પછી, તમારે તેને શીખવું જોઈએ અને તેને જોયા વિના સંતુલન સમસ્યાઓ હલ કરવાનો અભ્યાસ કરવો જોઈએ:

હોદ્દો: ટી - તાપમાન, પી - દબાણ, સાથે – એકાગ્રતા, – વધારો, ↓ – ઘટાડો

જો સિસ્ટમ સંતુલનની સ્થિતિમાં હોય, તો જ્યાં સુધી બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ સ્થિર રહે ત્યાં સુધી તે તેમાં રહેશે. જો પરિસ્થિતિઓ બદલાય છે, તો સિસ્ટમ સંતુલનમાંથી બહાર નીકળી જશે - આગળ અને વિપરીત પ્રક્રિયાઓના દરો અસમાન રીતે બદલાશે - પ્રતિક્રિયા થશે. સર્વોચ્ચ મૂલ્યસંતુલન, દબાણ અથવા તાપમાનમાં સામેલ કોઈપણ પદાર્થોની સાંદ્રતામાં ફેરફારને કારણે અસંતુલનના કિસ્સાઓ છે.

ચાલો આ દરેક કેસને ધ્યાનમાં લઈએ.

પ્રતિક્રિયામાં ભાગ લેતા કોઈપણ પદાર્થોની સાંદ્રતામાં ફેરફારને કારણે સંતુલનનું વિક્ષેપ. હાઇડ્રોજન, હાઇડ્રોજન આયોડાઇડ અને આયોડિન વરાળને ચોક્કસ તાપમાન અને દબાણ પર એકબીજા સાથે સમતુલામાં રહેવા દો. ચાલો સિસ્ટમમાં હાઇડ્રોજનનો વધારાનો જથ્થો દાખલ કરીએ. સામૂહિક ક્રિયાના કાયદા અનુસાર, હાઇડ્રોજનની સાંદ્રતામાં વધારો એ આગળની પ્રતિક્રિયાના દરમાં વધારો કરશે - HI સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયા, જ્યારે વિપરીત પ્રતિક્રિયાનો દર બદલાશે નહીં. પ્રતિક્રિયા હવે વિપરીત દિશામાં કરતાં આગળની દિશામાં ઝડપથી આગળ વધશે. આના પરિણામે, હાઇડ્રોજન અને આયોડિન વરાળની સાંદ્રતા ઘટશે, જે આગળની પ્રતિક્રિયાને ધીમી કરશે, અને HI ની સાંદ્રતા વધશે, જે વિપરીત પ્રતિક્રિયાને વેગ આપશે. થોડા સમય પછી, ફોરવર્ડ અને રિવર્સ પ્રતિક્રિયાઓના દરો ફરીથી સમાન થઈ જશે, અને એક નવું સંતુલન સ્થાપિત થશે. પરંતુ તે જ સમયે, HI ની સાંદ્રતા હવે ઉમેરતા પહેલા હતી તેના કરતા વધારે હશે, અને સાંદ્રતા ઓછી હશે.

અસંતુલનને કારણે સાંદ્રતા બદલવાની પ્રક્રિયાને વિસ્થાપન અથવા સંતુલન શિફ્ટ કહેવામાં આવે છે. જો તે જ સમયે સમીકરણની જમણી બાજુએ પદાર્થોની સાંદ્રતામાં વધારો થાય છે (અને, અલબત્ત, તે જ સમયે ડાબી બાજુના પદાર્થોની સાંદ્રતામાં ઘટાડો), તો તેઓ કહે છે કે સંતુલન બદલાય છે. જમણી તરફ, એટલે કે, સીધી પ્રતિક્રિયાની દિશામાં; જ્યારે સાંદ્રતા વિરુદ્ધ દિશામાં બદલાય છે, ત્યારે તેઓ સંતુલનમાં ડાબી તરફ - વિપરીત પ્રતિક્રિયાની દિશામાં ફેરફારની વાત કરે છે. ધ્યાનમાં લેવાયેલા ઉદાહરણમાં, સંતુલન જમણી તરફ ખસી ગયું છે. તે જ સમયે, પદાર્થ, એકાગ્રતામાં વધારો જે અસંતુલનનું કારણ બને છે, તે પ્રતિક્રિયામાં દાખલ થયો - તેની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થયો.

આમ, સમતુલામાં ભાગ લેતા કોઈપણ પદાર્થોની સાંદ્રતામાં વધારો થવાથી, સંતુલન આ પદાર્થના વપરાશ તરફ વળે છે; જ્યારે કોઈપણ પદાર્થની સાંદ્રતા ઘટે છે, ત્યારે સંતુલન આ પદાર્થની રચના તરફ વળે છે.

દબાણમાં ફેરફારને કારણે સંતુલનનું વિક્ષેપ (સિસ્ટમના જથ્થામાં ઘટાડો અથવા વધારો કરીને). જ્યારે વાયુઓ પ્રતિક્રિયામાં સામેલ હોય છે, ત્યારે સિસ્ટમના જથ્થામાં ફેરફાર થાય ત્યારે સંતુલન ખોરવાઈ શકે છે.

નાઇટ્રોજન મોનોક્સાઇડ અને ઓક્સિજન વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા પર દબાણની અસરને ધ્યાનમાં લો:

ચોક્કસ તાપમાન અને દબાણ પર વાયુઓના મિશ્રણને રાસાયણિક સંતુલનમાં રહેવા દો. તાપમાનમાં ફેરફાર કર્યા વિના, અમે દબાણ વધારીએ છીએ જેથી સિસ્ટમનું પ્રમાણ 2 ગણું ઘટે. પ્રથમ ક્ષણે, તમામ વાયુઓના આંશિક દબાણ અને સાંદ્રતા બમણી થઈ જશે, પરંતુ તે જ સમયે આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરો વચ્ચેનો ગુણોત્તર બદલાશે - સંતુલન ખોરવાઈ જશે.

વાસ્તવમાં, દબાણ વધતા પહેલા, ગેસ સાંદ્રતામાં સંતુલન મૂલ્યો હતા, અને , અને આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરો સમાન હતા અને સમીકરણો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવ્યા હતા:

કમ્પ્રેશન પછી પ્રથમ ક્ષણે, ગેસની સાંદ્રતા તેમના પ્રારંભિક મૂલ્યોની તુલનામાં બમણી થશે અને અનુક્રમે , અને , સમાન હશે. આ કિસ્સામાં, આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરો સમીકરણો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવશે:

આમ, વધતા દબાણના પરિણામે, આગળની પ્રતિક્રિયાનો દર 8 ગણો વધ્યો, અને વિપરીત પ્રતિક્રિયા માત્ર 4 વખત. સિસ્ટમમાં સંતુલન વિક્ષેપિત થશે - આગળની પ્રતિક્રિયા વિપરીત એક પર જીતશે. ઝડપ સમાન બની ગયા પછી, સંતુલન ફરીથી સ્થાપિત થશે, પરંતુ સિસ્ટમમાં જથ્થો વધશે, અને સંતુલન જમણી તરફ જશે.

તે જોવાનું સરળ છે કે આગળ અને વિપરીત પ્રતિક્રિયાઓના દરોમાં અસમાન ફેરફાર એ હકીકતને કારણે છે કે વિચારણા હેઠળની પ્રતિક્રિયાના સમીકરણની ડાબી અને જમણી બાજુએ ગેસના પરમાણુઓની સંખ્યા અલગ છે: એક ઓક્સિજન પરમાણુ અને બે નાઇટ્રોજન મોનોક્સાઇડ પરમાણુઓ (કુલ ત્રણ વાયુના અણુઓ) બે વાયુના અણુઓમાં રૂપાંતરિત થાય છે - નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ. ગેસનું દબાણ તેના પરમાણુઓ કન્ટેનરની દિવાલો પર અથડાવાનું પરિણામ છે; તે સિવાય સમાન શરતોગેસના આપેલ જથ્થામાં સમાયેલ પરમાણુઓની સંખ્યા જેટલી વધારે છે, ગેસનું દબાણ વધારે છે. તેથી, ગેસ પરમાણુઓની સંખ્યામાં વધારો સાથે થતી પ્રતિક્રિયા દબાણમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે, અને ગેસના પરમાણુઓની સંખ્યામાં ઘટાડો સાથે થતી પ્રતિક્રિયા દબાણમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.

આને ધ્યાનમાં રાખીને, રાસાયણિક સંતુલન પર દબાણની અસર વિશે નિષ્કર્ષ નીચે પ્રમાણે ઘડી શકાય છે:

જ્યારે સિસ્ટમને સંકુચિત કરીને દબાણ વધે છે, ત્યારે સંતુલન ગેસના અણુઓની સંખ્યામાં ઘટાડો તરફ વળે છે, એટલે કે જ્યારે દબાણ ઘટે છે, ત્યારે સંતુલન ગેસના અણુઓની સંખ્યામાં વધારો તરફ જાય છે, એટલે કે. દબાણમાં વધારો.

કિસ્સામાં જ્યારે પ્રતિક્રિયા ગેસ પરમાણુઓની સંખ્યા બદલ્યા વિના આગળ વધે છે, ત્યારે સિસ્ટમના સંકોચન અથવા વિસ્તરણ દરમિયાન સંતુલન ખલેલ પહોંચતું નથી. ઉદાહરણ તરીકે, સિસ્ટમમાં

જ્યારે વોલ્યુમ બદલાય છે ત્યારે સંતુલન ખલેલ પહોંચતું નથી; HI આઉટપુટ દબાણથી સ્વતંત્ર છે.

તાપમાનના ફેરફારોને કારણે અસંતુલન. વિશાળ બહુમતીનું સંતુલન રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓતાપમાન ફેરફારો સાથે પાળી. પરિબળ જે સંતુલન શિફ્ટની દિશા નક્કી કરે છે તે પ્રતિક્રિયાની થર્મલ અસરની નિશાની છે. તે બતાવી શકાય છે કે જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે સંતુલન એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયાની દિશામાં જાય છે, અને જ્યારે તે ઘટે છે, ત્યારે એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયાની દિશામાં.

આમ, એમોનિયા સંશ્લેષણ એ એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયા છે

તેથી, જેમ જેમ તાપમાન વધે છે, તેમ તેમ સિસ્ટમમાં સંતુલન ડાબી તરફ જાય છે - એમોનિયાના વિઘટન તરફ, કારણ કે આ પ્રક્રિયા ગરમીના શોષણ સાથે થાય છે.

તેનાથી વિપરીત, નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ (II) નું સંશ્લેષણ એ એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયા છે:

તેથી, જેમ જેમ તાપમાન વધે છે, સિસ્ટમમાં સંતુલન જમણી તરફ - રચના તરફ જાય છે.

રાસાયણિક અસંતુલનના માનવામાં આવતા ઉદાહરણોમાં જે દાખલાઓ દેખાય છે તે વિશિષ્ટ કેસ છે સામાન્ય સિદ્ધાંત, જે સંતુલન પ્રણાલી પર વિવિધ પરિબળોના પ્રભાવને નિર્ધારિત કરે છે. આ સિદ્ધાંત, જેને લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, લાગુ પડે છે રાસાયણિક સંતુલનઆ રીતે ઘડી શકાય છે:

જો સંતુલનમાં રહેલી સિસ્ટમ પર કોઈ અસર થાય છે, તો તેમાં થતી પ્રક્રિયાઓના પરિણામે, સંતુલન એવી દિશામાં જશે કે અસર ઘટશે.

ખરેખર, જ્યારે પ્રતિક્રિયામાં ભાગ લેતા પદાર્થોમાંથી એકને સિસ્ટમમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સંતુલન આ પદાર્થના વપરાશ તરફ વળે છે. "જ્યારે દબાણ વધે છે, ત્યારે તે બદલાય છે જેથી જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે સંતુલન એન્ડોથર્મિક પ્રતિક્રિયા તરફ વળે છે - સિસ્ટમમાં તાપમાન ઘટે છે.

લે ચેટેલિયરનો સિદ્ધાંત માત્ર રાસાયણિક જ નહીં, પણ વિવિધ ભૌતિક રાસાયણિક સમતુલાને પણ લાગુ પડે છે. લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત અનુસાર ઉકળતા, સ્ફટિકીકરણ અને વિસર્જન જેવી પ્રક્રિયાઓની પરિસ્થિતિઓમાં ફેરફાર થાય ત્યારે સંતુલનમાં પરિવર્તન.