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प्रतिवर्ती और अपरिवर्ती अभिक्रियाएँ
रसायन विज्ञान की दुनिया में, अभिक्रियाएँ हमें बताती हैं कि पदार्थ नए पदार्थों में कैसे परिवर्तित होते हैं। इन अभिक्रियाओं के कार्य करने के तरीके को बेहतर ढंग से समझने के लिए, प्रतिवर्ती और अपरिवर्ती अभिक्रियाओं के बीच का अंतर जानना महत्वपूर्ण है। दोनों तरह की अभिक्रियाएँ रासायनिक गतिकी और संतुलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
प्रतिवर्ती अभिक्रियाएँ
प्रतिवर्ती अभिक्रियाएँ वे रासायनिक अभिक्रियाएँ होती हैं जहाँ पर प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थ उत्पाद बनाते हैं, जो बाद में कुछ निश्चित परिस्थितियों में वापस प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों में परिवर्तित हो सकते हैं। इसका मतलब है कि अभिक्रिया आगे और पीछे दोनों दिशाओं में जा सकती है। आइए एक साधारण समीकरण लिखकर प्रतिवर्ती अभिक्रिया का प्रतिनिधित्व करें:
A + B ⇌ C + D
डबल एरो (⇌) संकेत करता है कि अभिक्रिया दोनों दिशाओं में आगे बढ़ सकती है: बाएँ से दाएँ और दाएँ से बाएँ। प्रतिवर्ती अभिक्रिया कितनी दूर दोनों दिशाओं में होती है यह तापमान, दबाव, और सांद्रता जैसे कारकों पर निर्भर करता है।
प्रतिवर्ती अभिक्रियाओं के उदाहरण
प्रतिवर्ती अभिक्रिया का एक क्लासिक उदाहरण है हैबर प्रक्रिया:
N 2 (g) + 3H 2 (g) ⇌ 2NH 3 (g)
इस अभिक्रिया में, नाइट्रोजन गैस (N 2
) हाइड्रोजन गैस (H 2
) के साथ प्रतिक्रिया करके अमोनिया (NH 3
) बनाती है। हालाँकि, कुछ निश्चित परिस्थितियों में अमोनिया पुनः नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में टूट सकता है।
एक और सामान्य उदाहरण है जल में एसिटिक अम्ल का विच्छेदन:
CH 3 COOH ⇌ CH 3 COO - + H +
एसिटिक अम्ल एसीटेट आयन और हाइड्रोजन आयन में विच्छेदित हो सकता है, लेकिन ये उत्पाद एसिटिक अम्ल बनाने के लिए भी पुनः संयुक्त हो सकते हैं।
अपरिवर्ती अभिक्रियाएँ
अपरिवर्ती अभिक्रियाएँ वे रासायनिक अभिक्रियाएँ होती हैं जहाँ पर प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थ उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं और प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों में आसानी से वापस नहीं लौट सकते। ये अभिक्रियाएँ केवल एक ही दिशा में होती हैं, सामान्यतः ऊष्मा या प्रकाश के रूप में ऊर्जा छोड़ते हुए। यहाँ एक उदाहरण है:
A + B → C + D
एकल एरो (→) संकेत करता है कि अभिक्रिया केवल एक ही दिशा में आगे बढ़ती है, प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों से उत्पादों तक।
अपरिवर्ती अभिक्रियाओं के उदाहरण
दहन अभिक्रियाएँ सामान्यतः अपरिवर्ती अभिक्रियाएँ होती हैं। मीथेन के दहन पर विचार करें:
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
मीथेन ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड और पानी बनाती है। जब अभिक्रिया पूरी हो जाती है, तो सामान्य परिस्थितियों में उत्पाद प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों में वापस नहीं बदलते।
अपरिवर्ती अभिक्रिया का एक और उदाहरण है अपने संघटक तत्वों से नमक का निर्माण:
2Na + Cl 2 → 2NaCl
सोडियम धातु क्लोरीन गैस के साथ मिलकर सोडियम क्लोराइड (टेबल नमक) बनाती है, और सामान्य परिस्थितियों में उत्पाद सोडियम और क्लोरीन में वापस नहीं बदलते।
रासायनिक संतुलन
प्रतिवर्ती अभिक्रियाओं में रासायनिक संतुलन वह स्थिति होती है जब आगे की अभिक्रिया और पीछे की अभिक्रिया की दर बराबर होती है। जब कोई प्रणाली संतुलन अवस्था में पहुँच जाती है, तो प्रतिक्रिया करने वाले और उत्पादों की सांद्रता समय के साथ स्थिर रहती है, हालाँकि वे अनिवार्य रूप से समान नहीं होती हैं।
हैबर प्रक्रिया के संतुलन पर विचार करें:
N 2 (g) + 3H 2 (g) ⇌ 2NH 3 (g)
संतुलन में, जिस दर पर नाइट्रोजन और हाइड्रोजन अमोनिया बनाते हैं, वह दर अमोनिया के नाइट्रोजन और हाइड्रोजन में पुनः विघटित होने की दर के बराबर होती है।
रासायनिक संतुलन को प्रभावित करने वाले कारक
अनेकों कारक रासायनिक संतुलन को प्रभावित कर सकते हैं, इनमें शामिल हैं:
- सांद्रता: अभिकारकों या उत्पादों की सांद्रता को बदलकर संतुलन को शिफ्ट किया जाता है। अभिकारकों में वृद्धि सामान्यतः संतुलन को दाएँ तरफ शिफ्ट करती है, जिससे उत्पाद का निर्माण बढ़ता है, और इसके विपरीत।
- दबाव: गैसों के लिए, दबाव में परिवर्तन संतुलन को प्रभावित करता है, विशेषकर जब अभिक्रिया में गैस के मोल्स की संख्या में परिवर्तन शामिल होता है। दबाव की वृद्धि सामान्यतः संतुलन को उस तरफ शिफ्ट करती है जहाँ गैस के अणु कम होते हैं।
- तापमान: तापमान की वृद्धि आमतौर पर अभिक्रिया की एंडोथर्मिक दिशा का पक्ष लेती है, जबकि तापमान में कमी एक्सोथर्मिक दिशा का पक्ष लेती है।
ले शातेल्येर का सिद्धांत
ला शातेल्येर का सिद्धांत बताता है कि यदि कोई गतिशील संतुलन प्रणाली सांद्रता, दबाव, या तापमान के परिवर्तन द्वारा परेशान होती है, तो प्रणाली इस गड़बड़ी का सामना करने के लिए समायोजित होती है और संतुलन को पुनर्स्थापित करती है।
आइए देखें कि यह सिद्धांत एक प्रतिवर्ती अभिक्रिया उदाहरण पर कैसे लागू होता है:
2NO 2 (g) ⇌ N 2 O 4 (g)
यदि NO 2
की सांद्रता बढ़ा दी जाती है, तो संतुलन दाएँ तरफ शिफ्ट हो जाएगा जिससे अधिक N 2 O 4
का उत्पादन होगा।
उपसंहार
रासायनिक गतिकी और संतुलन के अध्ययन के दौरान रासायनिक प्रक्रियाओं की समझ में प्रतिवर्ती और अपरिवर्ती अभिक्रियाओं का ज्ञान आवश्यक है। ये अवधारणाएँ यह बताने में मदद करती हैं कि अभिक्रियाएँ कैसे काम करती हैं और विभिन्न परिस्थितियाँ अभिक्रियाओं को कैसे प्रभावित करती हैं। याद रखें, प्रतिवर्ती अभिक्रियाएँ दोनों तरह से हो सकती हैं, जबकि अपरिवर्ती अभिक्रियाएँ केवल एक ही दिशा में होती हैं, जो ज्यादातर इस बात को प्रभावित करती है कि रासायनिक प्रक्रियाओं का प्रबंधन और वास्तविक दुनिया के परिदृश्यों में उन्हें कैसे लागू किया जाता है।