गतिशील संतुलन: जानने के लिए 11 रोचक तथ्य

उत्क्रमणीय रासायनिक अभिक्रियाओं के मामले में, गत्यात्मक साम्यावस्था पद की प्राप्ति तभी मानी जाती है जब पश्च अभिक्रिया की दर अभिक्रिया प्रक्रिया के दौरान अग्र अभिक्रिया की दर के बराबर हो। प्रत्यय 'डायनामिक' मुख्य रूप से यह वर्णन करने के लिए प्रयोग किया जाता है कि रासायनिक प्रतिक्रिया चल रही है। गतिशील संतुलन के कुछ उदाहरण नीचे दिए गए हैं।

गतिशील संतुलन प्राप्त किया जा सकता है जब आगे की प्रतिक्रिया और रिवर्स प्रतिक्रिया अभी भी हो रही है, हालांकि, दोनों प्रतिक्रियाओं की घटना की दर बराबर और अपरिवर्तित है यानी वे संतुलन में हैं। दूसरे शब्दों में, किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया को गतिशील संतुलन में कहा जाता है जब आगे की प्रतिक्रिया की दर एक साथ पश्च प्रतिक्रिया की दर के बराबर होती है और रासायनिक प्रतिक्रिया उत्क्रमणीय होती है। गतिशील संतुलन के कुछ उदाहरण हैं:

NaCl प्रतिक्रिया

नाइट्रोजन डाइऑक्साइड-कार्बन मोनोऑक्साइड प्रतिक्रिया

आइए गतिशील संतुलन का एक और उदाहरण लें: नाइट्रोजन डाइऑक्साइड गैस कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड गैस और कार्बन डाइऑक्साइड बनाती है जैसा कि समीकरण में दिखाया गया है NO2(g) + CO(g) ⇌ NO(g) + CO2(g). यह एक प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रिया है। इस प्रतिक्रिया को गतिशील संतुलन में कहा जाता है जब कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ नाइट्रोजन डाइऑक्साइड की प्रतिक्रिया की दर कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड की प्रतिक्रिया की दर के बराबर होती है।

एसिटिक एसिड प्रतिक्रिया

गतिशील संतुलन को एकल-चरण प्रणाली में देखा जा सकता है जैसे कि H . में अम्लीय-मूल आयन संतुलन₂ओ समाधान। उदाहरण के लिए, एसिटिक एसिड का एक जलीय घोल अपने एच + (अम्लीय) और मूल आयनों में अलग हो जाता है, जबकि एक साथ एक ही आयनों द्वारा उत्पादित किया जाता है। यह प्रतिक्रिया समीकरण द्वारा दी गई है: CH₃कूह सीएच₃सीओओ + एच⁺

कार्बन डाइऑक्साइड प्रतिक्रिया

हमने अपने दैनिक जीवन में भी गतिशील संतुलन के उदाहरण देखे हैं। ऐसा ही एक उदाहरण सीलबंद सोडा कैन या बोतल है। एक सीलबंद सोडा बोतल में सोडा के साथ तरल रूप और गैसीय रूप (बुलबुले के रूप में) दोनों में कार्बन डाइऑक्साइड होता है। कार्बन डाइऑक्साइड का गैसीय चरण कार्बन डाइऑक्साइड के तरल/जलीय चरण के साथ गतिशील संतुलन में है। कार्बन डाइऑक्साइड का तरल चरण अपने गैसीय चरण में उसी दर से परिवर्तित हो जाता है जैसे कार्बन डाइऑक्साइड का गैसीय चरण कार्बन डाइऑक्साइड के तरल रूप में घुल जाता है। उल्लिखित प्रतिक्रिया का समीकरण इस प्रकार दिया गया है सीओ 2 (जी) ⇌ सीओ 2 (एक्यू)। 

नाइट्रोजन और हाइड्रोजन प्रतिक्रिया

औद्योगिक अमोनिया हैबर की प्रक्रिया का उपयोग करके संश्लेषण भी एक उदाहरण है एक प्रतिक्रिया जो एक गतिशील संतुलन में हो सकती है। प्रतिक्रिया समीकरण द्वारा दी गई हैN₂ (जी) + 3H₂ (छ) ⇌ 2NH₃ (छ)। इसमें नाइट्रोजन और हाइड्रोजन अणु मिलकर अमोनिया बनाते हैं और अमोनिया एक साथ विघटित होकर नाइट्रोजन और हाइड्रोजन अणु बनाते हैं।

नाइट्रोजन डाइऑक्साइड प्रतिक्रिया

गतिशील संतुलन का एक अन्य उदाहरण गैसीय चरण में नाइट्रोजन डाइऑक्साइड का डिमराइजेशन है। प्रतिक्रिया समीकरण द्वारा दी गई है 2NO नहीं₂O₄

आइए हम गतिशील संतुलन की अवधारणा को बेहतर ढंग से समझने के लिए थोड़ा गहरा खोदें।

प्रतिक्रियाओं के उदाहरण क्या हैं जो कभी भी गतिशील संतुलन में नहीं हो सकते हैं?

अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं कभी भी गतिशील संतुलन में नहीं हो सकती हैं। इस प्रकार की प्रतिक्रियाओं में, अभिकारक उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं लेकिन इसके विपरीत नहीं होता है। इस प्रकार, गतिशील संतुलन स्थापित करने की कोई भी संभावना समाप्त हो जाती है।

ऐसा ही एक उदाहरण लोहे की जलवाष्प के साथ जंग बनाने की प्रतिक्रिया है। यह समीकरण द्वारा दिया गया है:

 4 फे (एस) + 6 एच₂ओ (एल) + 3O₂ (जी) → 4 फे (ओएच)³ (ओं)

जंग वापस लोहे और जल वाष्प में विघटित नहीं हो सकती। हम देख सकते हैं कि क्योंकि यह एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया है, अभिकारकों से उत्पादों तक तीर केवल एक ही दिशा में इंगित किया गया है।

एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया का एक और उदाहरण कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प बनाने के लिए वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ ईंधन की प्रतिक्रिया है। यह प्रतिक्रिया समीकरण द्वारा दी गई है

ईंधन + ओ₂ → सीओ₂ + एच₂O

इसे दहन अभिक्रिया कहते हैं। उत्पाद अर्थात कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प ईंधन और ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए वापस प्रतिक्रिया नहीं कर सकते। इसलिए, प्रतिक्रिया एकतरफा है।

ऐसी अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं के कई उदाहरण हो सकते हैं जहां उत्पाद वापस अभिकारकों में वापस नहीं आ सकते हैं। ऐसी सभी प्रतिक्रियाओं में, उत्पादों और अभिकारकों के बीच एक गतिशील संतुलन स्थापित करना संभव नहीं है।

एक प्रणाली में गतिशील संतुलन कैसे बनाए रखें?

प्रतिक्रिया में गतिशील संतुलन बनाए रखना मुश्किल है। तापमान, दबाव, या प्रतिक्रिया की एकाग्रता में हर मामूली बदलाव में गतिशील संतुलन को बदलने या बंद करने की क्षमता होती है।

इस कारण से, सोडा की बोतल खुली रहने के बाद सपाट हो जाती है या बुलबुले खो देती है। एक बार जब कैन खोला जाता है तो गैसीय चरण में कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य गैसों के साथ प्रतिक्रिया या बातचीत करने में सक्षम होता है। इसलिए यह अब एक बंद प्रणाली नहीं है। यह गैसीय कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़ता है जो बुलबुले के रूप में मौजूद था और गतिशील संतुलन को बंद कर देता है जो पहले बोतल को सील करते समय स्थापित किया गया था।  

गतिशील संतुलन के लिए क्या शर्तें हैं?

एक प्रतिक्रिया में गतिशील संतुलन के लिए आवश्यक शर्तें निम्नानुसार दी गई हैं:

• Tअभिकारकों और उत्पादों की मात्रा को अपरिवर्तित रखने की आवश्यकता है क्योंकि प्रतिक्रिया की शुरुआत में। बाहरी रूप से प्रतिक्रिया के दौरान अभिकारकों को जोड़ने की अनुमति नहीं है।
• प्रतिक्रिया एक बंद प्रणाली में होनी चाहिए ताकि कोई अन्य प्रभाव या पदार्थ प्रतिक्रिया में शामिल न हो सकें।
• प्रतिक्रिया प्रकृति में प्रतिवर्ती होनी चाहिए।
• प्रतिक्रिया के दौरान संतुलन पर तापमान, दबाव आदि जैसे भौतिक मापदंडों को बनाए रखना महत्वपूर्ण है।

कैसे पता लगाएं कि एक प्रणाली गतिशील संतुलन में है?

हम कह सकते हैं कि गतिशील संतुलन में एक प्रणाली स्थिर अवस्था में होती है यानी रासायनिक प्रतिक्रिया में चर समय के साथ नहीं बदलते हैं क्योंकि प्रतिवर्ती और आगे की प्रतिक्रियाओं की दर समान होती है। 

• यदि हम गतिशील संतुलन पर एक प्रतिक्रिया का निरीक्षण करते हैं, तो हम कोई परिवर्तन नहीं देख पाएंगे और ऐसा लगेगा कि कोई प्रतिक्रिया नहीं हो रही है। हालाँकि, अग्रेषण दिशा में होने वाली प्रतिक्रिया की भरपाई एक साथ विपरीत दिशा में होने वाली प्रतिक्रिया से होती है.

• If आपको एक प्रतिक्रिया दी जाती है, तो आप प्रतिक्रिया के अभिकारकों और उत्पादों की मात्रा या मात्रा को देखकर यह पता लगा सकते हैं कि प्रतिक्रिया गतिशील संतुलन में है या नहीं। यदि आप देखते हैं कि उत्पाद की मात्रा अभिकारकों की मात्रा से अधिक है या अभिकारकों की मात्रा उत्पादों की मात्रा से अधिक है, तो आप प्रतिक्रिया में गतिशील संतुलन की संभावना को रद्द कर सकते हैं।

• हालाँकि, यदि आप देखते हैं कि उत्पाद और अभिकारक की मात्रा वही रहती है जो प्रतिक्रिया की शुरुआत में होती है यानी अभिकारकों और उत्पादों की मात्रा पूरी प्रतिक्रिया में अपरिवर्तित रहती है, तो यह गतिशील संतुलन में हो भी सकता है और नहीं भी। कभी-कभी उत्पादों और अभिकारकों की मात्रा में परिवर्तन बहुत ही कम होता है जिससे नग्न आंखों से इसका पता लगाना मुश्किल हो जाता है। अन्य समय में प्रतिक्रिया स्थिर संतुलन में हो सकती है।

स्थैतिक संतुलन क्या है?

एक प्रतिक्रिया में स्थिर संतुलन उस चरण को संदर्भित करता है जहां प्रतिक्रिया रुक जाती है या अभिकारकों या उत्पादों के बीच कोई प्रतिक्रिया नहीं होती है।

हम कह सकते हैं कि स्थैतिक संतुलन के मामले में, आगे की प्रतिक्रिया की दर और पिछड़ी प्रतिक्रिया की दर दोनों शून्य है। उत्पादों और अभिकारकों की मात्रा अपरिवर्तित रहती है। स्थिर संतुलन का एक उदाहरण हीरे से ग्रेफाइट के निर्माण की प्रक्रिया है और इसके विपरीत। प्रतिक्रिया समीकरण द्वारा दी गई है सी (हीरा) ⇌ सी (ग्रेफाइट)

ग्रेफाइट की स्थिरता हीरे की तुलना में अधिक होती है। इसकी सक्रियता को ट्रिगर करने के लिए ग्रेफाइट को 2000 ° C या उससे अधिक तक गर्म करने की आवश्यकता होती है ऊर्जा और कन्वर्ट इसे हीरे में। कमरे के तापमान में, इस रूपांतरण को पूरा करने के लिए लाखों वर्षों की आवश्यकता होगी। सामान्य परिस्थितियों में दो पदार्थों के बीच रूपांतरण की एक असीम मात्रा होगी। इसलिए, यह कहा जा सकता है कि कमरे के तापमान पर यह प्रतिक्रिया स्थिर संतुलन पर है।

एक गतिशील और एक स्थिर संतुलन के बीच अंतर क्या हैं?

हमें उम्मीद है कि इस पोस्ट ने गतिशील संतुलन के उदाहरण के संबंध में सभी आवश्यक जानकारी प्रदान की है।

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संचारी चक्रवर्ती

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