तेज और धीमी प्रतिक्रियाएं: रासायनिक कैनेटीक्स। किसी पदार्थ के अणुओं का विश्राम समय भौतिक रसायन विज्ञान में तेज प्रतिक्रिया और विश्राम

विश्राम

(लैटिन रिलैक्सेटियो-कमजोर होने से), सिस्टम में स्थापित होने की प्रक्रिया थर्मोडायनामिक संतुलन।राज्य मैक्रोस्कोपिक है। प्रणाली pl द्वारा निर्धारित की जाती है। पैरामीटर, और विभिन्न मापदंडों में संतुलन प्राप्त करने की प्रक्रिया अलग-अलग के साथ आगे बढ़ सकती है। गति। रैखिक आर की अवधि को प्रतिष्ठित किया जाता है, जब राज्य का एक निश्चित पैरामीटर मैंकेवल अपने संतुलन मूल्य से थोड़ा अलग है। इस अवधि के दौरान, पैरामीटर के परिवर्तन की दर मैं/डीटीविचलन के समानुपाती एक्स मैंसे:

जहां टी मैं-समय पी। इसलिए यह इस प्रकार है कि समय टी पर, विचलन क्स्प (टी / टी मैं) टी के दौरान मैंछोटे पैरामीटर विचलन एक्स मैंसंतुलन मूल्य से एक कारक घट जाता है। मात्रा = 1 / टी मैं, R के समय के विपरीत, कहलाता है। आवृत्तियों आर।

R. का समय sv-you सिस्टम और विचाराधीन प्रक्रिया के प्रकार द्वारा निर्धारित किया जाता है। वास्तविक प्रणालियों में, वे नगण्य मूल्यों से ब्रह्मांड की आयु के क्रम के मूल्यों में भिन्न हो सकते हैं। प्रणाली कुछ मापदंडों में संतुलन प्राप्त कर सकती है और दूसरों में गैर-संतुलन (आंशिक संतुलन) रह सकती है। सभी R. की प्रक्रियाएँ कोई भी संतुलन और अपरिवर्तनीय नहीं हैं और ऊर्जा अपव्यय के साथ हैं, अर्थात, यह सिस्टम में उत्पन्न होती है (देखें। अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के ऊष्मप्रवैगिकी)।

गैसों में, R. ऊर्जा के आदान-प्रदान और कणों के टकराव में गति की मात्रा के कारण होता है, और R. समय खाली समय से निर्धारित होता है। रेंज (अणुओं के दो क्रमिक टकरावों के बीच औसत समय) और टकराने वाले कणों की स्वतंत्रता की सभी डिग्री के बीच ऊर्जा विनिमय की दक्षता। मोनोआटोमिक गैसों में, तेज आर के चरण को प्रतिष्ठित किया जाता है, जब अणुओं के टकराव के समय के क्रम के थोड़े समय में, प्रारंभिक (दृढ़ता से कोई भी) राज्य इस हद तक अराजक हो जाता है कि इसका वर्णन करने के लिए, यह जानना पर्याप्त है कि समय के साथ केवल एक कण के निर्देशांक और संवेग का वितरण कैसे बदलता है (तथाकथित एकल-कण वितरण फ़ंक्शन)। दूसरे चरण में आर। समय के क्रम के समय के लिए मुक्त। बस कुछ के परिणामस्वरूप माइलेज। बड़े पैमाने पर स्थानांतरण (द्रव्यमान वेग) के औसत वेग के साथ चलने वाले मैक्रोस्कोपिक रूप से छोटे संस्करणों में टकराव, स्थानीय थर्मोडायनामिक्स स्थापित होता है। संतुलन। यह राज्य के मापदंडों (टी-झुंड, रासायनिक क्षमता, आदि) की विशेषता है, जो रिक्त स्थान पर निर्भर करता है। निर्देशांक और समय और धीरे-धीरे बड़ी संख्या में टकराव (गर्मी चालन, प्रसार, चिपचिपाहट, आदि की प्रक्रियाओं) के परिणामस्वरूप संतुलन मूल्यों की ओर जाता है। आर। समय प्रणाली के आकार पर निर्भर करता है और औसत खाली समय की तुलना में बड़ा होता है। माइलेज।

बहुपरमाणुक गैसों में (स्वतंत्रता की आंतरिक डिग्री के साथ) एम. बी. प्रवेश के बीच ऊर्जा का आदान-प्रदान। और इंट। इस घटना से जुड़े स्वतंत्रता की डिग्री (रोटेट।, ऑसिलेट।) और आर। उत्पन्न होती है। अभिनय से सबसे तेज संतुलन स्थापित होता है। स्वतंत्रता की डिग्री, एक कटौती इसी टी-झुंड द्वारा विशेषता है। आने के बीच संतुलन। और घुमाओ। स्वतंत्रता की डिग्री बहुत अधिक धीरे-धीरे निर्धारित की जाती है। उत्साह कांप रहा है। स्वतंत्रता की डिग्री केवल उच्च t-p पर ही संभव है। इसलिए, बहुपरमाणुक गैसों में, बहुस्तरीय आर. प्रक्रियाएं संभव हैं (देखें भाग। गैर-संतुलन कैनेटीक्स)।यदि गैस में बहुत भिन्न द्रव्यमान के अणुओं के साथ घटक होते हैं, तो घटकों के बीच ऊर्जा का आदान-प्रदान धीमा हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप विघटन होता है। टी-रामी घटक। उदाहरण के लिए, आयनिक और इलेक्ट्रॉनिक टी-रे प्लाज्मा में भिन्न होते हैं और उनके आर की धीमी प्रक्रियाएं होती हैं (देखें। प्लाज्मा रसायन)।

द्रवों में आर का वर्णन अनुपात-अस्थायी सहसंबंधों की सहायता से किया जाता है। f-tions, अणुओं (सहसंबंधों) के पारस्परिक प्रभाव के समय और स्थान में क्षीणन की विशेषता। ये सहसंबंध अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं का कारण हैं - तापीय चालकता और चिपचिपाहट (देखें। तरल)।पूर्ण थर्मोडायनामिक के लिए आर का समय। गतिज का उपयोग करके संतुलन का अनुमान लगाया जा सकता है। गुणांक। उदाहरण के लिए, एक द्विआधारी समाधान में, R. की एकाग्रता का समय t! 2 /डी,जहां एल प्रणाली का आकार है, डी गुणांक है। प्रसार; आर समय टी-आरई टी! एल 2 / एक्स, जहां एक्स गुणांक है। ऊष्मीय प्रसार, आदि (विवरण के लिए, देखें। मैक्रोकेनेटिक्स).

ठोस पदार्थों में, कुछ क्वासिपार्टिकल्स की गैस में R. को R के रूप में वर्णित किया जाता है। उदाहरण के लिए, क्रिस्टलीय में। कम एम-पैक्स लोचदार कंपन पर जाली को फोनन (ध्वनिक आर) की गैस के रूप में व्याख्या किया जाता है। स्पिन मैग्नेट की प्रणाली में। फेरोमैग्नेट के क्षण, क्वासिपार्टिकल्स मैग्नेट (चुंबकीय आर) होते हैं।

पर चरण संक्रमणआर. जटिल हो सकता है। यदि एक संतुलन अवस्था से एक संतुलन अवस्था में संक्रमण एक प्रथम-क्रम का संक्रमण है, तो सिस्टम पहले एक मेटास्टेबल अवस्था में जा सकता है और फिर बहुत धीरे-धीरे आराम कर सकता है (सेक देखें। कांच की अवस्था)।विश्राम विशेष रूप से कठिन है। पॉलिमर में संक्रमण, जहां विश्राम का एक सेट (स्पेक्ट्रम) होता है। घटनाएं, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के तंत्र द्वारा वातानुकूलित है। दूसरे क्रम के चरण संक्रमण बिंदु के आसपास, चरणों के क्रम की डिग्री को ऑर्डर पैरामीटर की विशेषता है, जो शून्य हो जाता है, और इसका आर समय बहुत बढ़ जाता है। इससे भी अधिक जटिल उन राज्यों से आर का चरित्र है जो थर्मोडायनामिक से बहुत दूर हैं। संतुलन। खुली प्रणालियों में, इस मामले में, निम्नलिखित घटनाएं संभव हैं: स्व-संगठन।

R. के समय के मापन का प्रयोग रसायन में किया जाता है। प्रक्रियाओं के अध्ययन के लिए कैनेटीक्स जिसमें संतुलन जल्दी से स्थापित होता है (देखें। आराम के तरीके)।मैकेनिकल आर. समय के साथ तनाव में कमी के रूप में प्रकट होता है, जिसने शरीर में विकृति पैदा कर दी है। मैकेनिकल आर viscoelasticity के साथ जुड़ा हुआ है, यह विरूपण के दौरान रेंगना, हिस्टैरिसीस घटना की ओर जाता है (देखें। रियोलॉजी)।बायोल के संबंध में। सिस्टम, शब्द "आर।" कभी-कभी एक प्रणाली के जीवनकाल को चिह्नित करने के लिए उपयोग किया जाता है, शारीरिक मृत्यु के समय किनारे पर्यावरण के साथ आंशिक संतुलन (अर्ध-संतुलन) की स्थिति में आते हैं। प्रकृति में। सिस्टम आर। समय को मजबूत असमानताओं से विभाजित किया जाता है; आरोही या अवरोही क्रम में उनकी व्यवस्था हमें सिस्टम को एक पदानुक्रमित अनुक्रम के रूप में मानने की अनुमति देती है। अंतर के साथ स्तर। संरचना के क्रम की डिग्री (देखें। पदानुक्रमित प्रणालियों के ऊष्मप्रवैगिकी)।

लिट।:जुबरेव डी.एन., गैर-संतुलन, एम।, 1971; लिफ्शिट्स ई.एम., पिटाएव्स्की एल.पी., फिजिकल कैनेटीक्स, किताब में: सैद्धांतिक भौतिकी, खंड 10, एम।, 1979; ग्लैडीशेव जीपी, थर्मोडायनामिक्स और प्राकृतिक पदानुक्रमित प्रक्रियाएं, एम।, 1988; डेनिसोव ईटी, सजातीय रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कैनेटीक्स, दूसरा संस्करण, एम।, 1988।

रासायनिक विश्वकोश। - एम।: सोवियत विश्वकोश. ईडी। आई. एल. नुन्यंत्स. 1988 .

समानार्थी शब्द:

देखें कि "रिलैक्सेशन" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

- (अक्षांश से। शिथिलीकरण कमजोर, घट रहा है), मैक्रोस्कोपिक में थर्मोडायनामिक के संतुलन को स्थापित करने की प्रक्रिया। शारीरिक सिस्टम (गैस, तरल पदार्थ, ठोस)। राज्य मैक्रोस्कोपिक है। प्रणाली बड़ी संख्या में मापदंडों द्वारा निर्धारित की जाती है, और स्थापना ... ... भौतिक विश्वकोश

विश्राम- (अक्षांश से। तनाव में कमी, विश्राम) आराम की स्थिति, विश्राम, तनाव से राहत के परिणामस्वरूप विषय में उत्पन्न होने वाली, मजबूत भावनाओं या शारीरिक प्रयासों के बाद। आर अनैच्छिक हो सकता है (छोड़ते समय छूट ... ... बड़ा मनोवैज्ञानिक विश्वकोश

विश्राम- - थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में बाहरी प्रभावों के कारण एक गैर-संतुलन राज्य से थर्मोडायनामिक प्रणाली के क्रमिक संक्रमण की प्रक्रिया। विश्राम प्रक्रियाओं के उदाहरण: शरीर में तनाव में क्रमिक परिवर्तन ... ... निर्माण सामग्री की शर्तों, परिभाषाओं और स्पष्टीकरणों का विश्वकोश

- [अव्य। विश्राम तनाव में कमी, विश्राम] शहद। कंकाल की मांसपेशियों की छूट; मानसिक तनाव को दूर करना। विदेशी शब्दों का शब्दकोश। कोमलेव एनजी, 2006। छूट (अव्य। आराम, तनाव में कमी, विश्राम) 1) शारीरिक। प्रक्रिया … रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

विश्राम- और डब्ल्यू। विश्राम, यह। विश्राम विश्राम तनाव में कमी, विश्राम। 1.भौतिक। क्या एल के संतुलन की स्थिति में धीरे-धीरे लौटने की प्रक्रिया। ऐसी स्थिति से बाहर लाई गई एक प्रणाली, इसे बाहर लाने वाले कारकों की कार्रवाई की समाप्ति के बाद ... रूसी गैलिसिज़्म का ऐतिहासिक शब्दकोश

विश्राम, बड़ी संख्या में कणों से युक्त एक मैक्रोस्कोपिक भौतिक प्रणाली में थर्मोडायनामिक संतुलन स्थापित करने की प्रक्रिया। विश्राम समय प्रक्रिया के लक्षण। उदाहरण के लिए: एक धातु में इलेक्ट्रॉनों की एक प्रणाली के लिए, विश्राम समय t 10 है ... ... आधुनिक विश्वकोश

शरीर विज्ञान में, स्थिरीकरण को पूरा करने के लिए कंकाल की मांसपेशियों के स्वर में छूट या तेज कमी। एक रोग स्थिति के रूप में हो सकता है; मांसपेशियों को आराम देने वालों का उपयोग करके कृत्रिम विश्राम प्राप्त किया जाता है ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

आराम, थर्मल छूट, क्षीणन, कमजोर रूसी पर्यायवाची शब्दकोश। छूट एन।, समानार्थक शब्द की संख्या: 6 स्वत: विश्राम (1) ... पर्यायवाची शब्दकोश

- (लैटिन रिलैक्सेशन रिलैक्सेशन, रिलैक्सेशन, रेस्ट से), 1) कंकाल की मांसपेशी टोन में छूट या तेज कमी। मांसपेशियों को आराम देने वाली तैयारी के उपयोग से प्राप्त कृत्रिम विश्राम का उपयोग सर्जिकल हस्तक्षेपों में किया जाता है। ... ... आधुनिक विश्वकोश

- (अक्षांश से। आराम से राहत, विश्राम) पूर्ण या आंशिक मांसपेशी छूट से जुड़ी आराम की स्थिति। वे लंबी अवधि के विश्राम को साझा करते हैं जो नींद, सम्मोहन, औषधीय प्रभावों के साथ होता है, और ... ... मनोवैज्ञानिक शब्दकोश

मान लीजिए कि आप दी गई मात्रा में हाइड्रोजन और नाइट्रोजन से अमोनिया की अधिकतम मात्रा प्राप्त करना चाहते हैं। पिछले अनुभाग की सामग्री से, आप पहले से ही जानते हैं कि आप रासायनिक संतुलन को एक दिशा या किसी अन्य में स्थानांतरित करके प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम को कैसे प्रभावित कर सकते हैं। हालांकि, समस्या को सबसे कुशल तरीके से हल करने के लिए, प्रतिक्रिया दर को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दरों का ज्ञान महान वैज्ञानिक और व्यावहारिक महत्व का है। उदाहरण के लिए, रासायनिक उद्योग में, किसी पदार्थ के उत्पादन में, उपकरण का आकार और प्रदर्शन, उत्पादित उत्पाद की मात्रा, प्रतिक्रिया दर पर निर्भर करती है।

रासायनिक प्रतिक्रियाएं अलग-अलग दरों पर होती हैं। उनमें से कुछ एक दूसरे विभाजन में समाप्त होते हैं, अन्य अंतिम मिनट, घंटे और दिन भी। इसलिए, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के व्यावहारिक उपयोग में, यह जानना बहुत महत्वपूर्ण है कि कुछ शर्तों के तहत दी गई प्रतिक्रिया किस दर से आगे बढ़ेगी और इन शर्तों को कैसे बदला जाए ताकि प्रतिक्रिया आवश्यक दर से आगे बढ़े।

तेज और धीमी प्रतिक्रियाएं: रासायनिक कैनेटीक्स

रसायन विज्ञान की वह शाखा जो रासायनिक अभिक्रियाओं की दर का अध्ययन करती है, रासायनिक गतिकी कहलाती है।

प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों में निम्नलिखित शामिल हैं:

अभिकारकों की एस प्रकृति;

अभिकर्मक कणों का एस आकार;

अभिकारकों की एस सांद्रता;

गैसीय अभिकर्मकों का एस दबाव;

एस तापमान;

एस प्रणाली में उत्प्रेरक की उपस्थिति।

अभिकारकों की प्रकृति

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, प्रारंभिक पदार्थों के कणों के बीच रासायनिक संपर्क के लिए एक आवश्यक शर्त एक दूसरे के साथ उनकी टक्कर (टकराव) है, इसके अलावा, उच्च प्रतिक्रियाशीलता वाले अणु के क्षेत्र में (अनुभाग "प्रतिक्रिया कैसे होती है: टकराव सिद्धांत" देखें) अध्याय में ऊपर)। अभिकर्मक अणु जितने बड़े और अधिक जटिल होते हैं, साइट पर टक्कर होने की संभावना उतनी ही कम होती है

अत्यधिक प्रतिक्रियाशील अणु। अक्सर, बल्कि जटिल अणुओं में, अत्यधिक प्रतिक्रियाशील साइट अणु के अन्य भागों द्वारा पूरी तरह से अवरुद्ध हो जाती है, और कोई प्रतिक्रिया नहीं होती है। इस मामले में, कई टकरावों में से, केवल प्रतिक्रियाशील साइट पर होने वाले ही प्रभावी होते हैं (यानी, रासायनिक संपर्क के लिए अग्रणी)।

दूसरे शब्दों में, अभिकारक अणु जितने बड़े और अधिक जटिल होते हैं, प्रतिक्रिया दर उतनी ही धीमी होती है।

अभिकर्मकों के कण आकार

प्रतिक्रिया की दर प्रतिक्रियाशील पदार्थों के अणुओं के बीच टकराव की संख्या पर निर्भर करती है। इस प्रकार, सतह क्षेत्र जितना बड़ा होता है, टकराव होता है, प्रतिक्रिया दर जितनी अधिक होती है। उदाहरण के लिए, यदि आप एक जलती हुई माचिस को कोयले के बड़े टुकड़े पर लाते हैं, तो कोई प्रतिक्रिया नहीं होगी। हालांकि, अगर आप कोयले की इस गांठ को पीसकर पाउडर बना लें, तो इसे हवा में स्प्रे करें और फिर माचिस से वार करें, यह फट जाएगा। विस्फोट का कारण (यानी, प्रतिक्रिया की उच्च दर) कोयले के सतह क्षेत्र में उल्लेखनीय वृद्धि है।

अभिकारकों की सांद्रता

अभिकारकों के संघट्टों की संख्या में वृद्धि से अभिक्रिया दर में वृद्धि होती है। इस प्रकार, प्रतिक्रिया दर उन टक्करों की संख्या के समानुपाती होती है जिनसे प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों के अणु गुजरते हैं। टक्करों की संख्या, बदले में, जितनी अधिक होगी, प्रत्येक प्रारंभिक पदार्थ की सांद्रता उतनी ही अधिक होगी। उदाहरण के लिए, एक लकड़ी का तख़्त सामान्य हवा (जो 20% ऑक्सीजन है) में काफी अच्छी तरह से जलता है, लेकिन शुद्ध ऑक्सीजन में, दहन अधिक तीव्र होता है, यानी उच्च दर पर।

अधिकांश सरल अभिक्रियाओं में अभिकारकों की सांद्रता बढ़ने से अभिक्रिया दर बढ़ जाती है। हालांकि, कई चरणों में होने वाली जटिल प्रतिक्रियाओं में, यह निर्भरता नहीं देखी जाती है। वास्तव में, किसी प्रतिक्रिया की दर पर एकाग्रता के प्रभाव को निर्धारित करके, आप यह पता लगाने में सक्षम होंगे कि कौन सा अभिकारक प्रतिक्रिया के चरण को प्रभावित कर रहा है जो इसकी दर निर्धारित करता है। (यह जानकारी प्रतिक्रिया तंत्र की गणना करने में मदद करेगी।) यह कई अलग-अलग सांद्रता में प्रतिक्रियाएं करके और प्रतिक्रिया दर पर उनके प्रभाव को देखकर किया जा सकता है। यदि, उदाहरण के लिए, एक अभिकर्मक की सांद्रता में परिवर्तन प्रतिक्रिया दर को प्रभावित नहीं करता है, तो आप जानेंगे कि प्रतिक्रिया तंत्र के सबसे धीमे चरण में (और प्रतिक्रिया दर इस चरण द्वारा सटीक रूप से निर्धारित की जाती है) यह अभिकर्मक शामिल नहीं है .

गैसीय अभिकारकों का दबाव

गैसीय अभिकारकों के दबाव का प्रतिक्रिया दर पर सांद्रण के समान प्रभाव पड़ता है। गैसीय अवस्था में अभिकर्मकों का दबाव जितना अधिक होगा, प्रतिक्रिया दर उतनी ही अधिक होगी। यह है (आपने अनुमान लगाया!) टकराव की बढ़ती संख्या के कारण। हालांकि, अगर प्रतिक्रिया में एक जटिल तंत्र है, तो दबाव में बदलाव से अपेक्षित परिणाम नहीं हो सकता है।

तापमान

थैंक्सगिविंग डिनर के बाद हर गृहिणी बाकी टर्की को रेफ्रिजरेट करने के लिए क्यों दौड़ती है? क्योंकि अगर आप ऐसा नहीं करते हैं तो टर्की खराब हो सकता है। और "खराब" का क्या अर्थ है? इसका मतलब है बैक्टीरिया की वृद्धि में वृद्धि। अब, जब टर्की रेफ्रिजरेटर में है, तो यह कम तापमान के कारण बैक्टीरिया के विकास की दर को धीमा कर देगा।

जीवाणुओं की संख्या में वृद्धि एक सामान्य जैव रासायनिक प्रतिक्रिया है, अर्थात जीवित जीवों को शामिल करने वाली एक रासायनिक प्रतिक्रिया। ज्यादातर मामलों में, तापमान में वृद्धि से ऐसी प्रतिक्रियाओं की दर में वृद्धि होती है। कार्बनिक रसायन विज्ञान में, एक नियम है: तापमान में 10 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि से प्रतिक्रिया दर दोगुनी हो जाती है।

ये क्यों हो रहा है? आंशिक रूप से (आप अब तक इसका अनुमान लगा चुके हैं!) टकराव की बढ़ती संख्या के कारण। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अणु तेजी से आगे बढ़ते हैं, इस प्रकार उनके एक दूसरे के साथ टकराव की संभावना बढ़ जाती है, और इसलिए उनकी रासायनिक बातचीत होती है। हालाँकि, यह सब नहीं है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा भी बढ़ती है। अंजीर पर ध्यान दें। 8.7 उदाहरण के लिए कि कैसे तापमान में वृद्धि अभिकारकों की गतिज ऊर्जा और प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करती है।

किसी दिए गए तापमान पर, सभी अणुओं की गतिज ऊर्जा समान नहीं होती है। उनमें से कुछ अत्यंत धीमी गति से चल सकते हैं (अर्थात उनकी गतिज ऊर्जा कम होती है), जबकि अन्य काफी तेज होते हैं (अर्थात उनमें उच्च गतिज ऊर्जा होती है)। हालांकि, अधिकांश मामलों में, अणुओं की गति की गति का मूल्य इन दो गति के बीच में कहीं होता है।

वास्तव में, तापमान अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा का एक माप है। जैसा कि अंजीर में देखा गया है। 8.7, तापमान में वृद्धि से अभिकारकों की औसत गतिज ऊर्जा में वृद्धि होती है, जबकि वक्र गतिज ऊर्जा के उच्च मूल्यों की ओर दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है। गतिज ऊर्जा की न्यूनतम मात्रा पर भी ध्यान दें जो अणुओं के पास एक नए पदार्थ के निर्माण की ओर ले जाने के लिए उनके टकराव के लिए होनी चाहिए, अर्थात। इस प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा पर। इस ऊर्जा वाले अणु सक्रिय अणु कहलाते हैं।

अभिकर्मकों को न केवल प्रतिक्रियाशील साइट पर टकराने की जरूरत है, जबकि ऊर्जा की मात्रा को स्थानांतरित किया जाना चाहिए, मौजूदा बंधनों को तोड़ने और नए बनाने के लिए पर्याप्त है। यदि यह ऊर्जा पर्याप्त नहीं है, तो प्रारंभिक अणुओं के टकराने पर भी प्रतिक्रिया नहीं होगी।

ध्यान दें कि कम तापमान (T1) पर, अभिकर्मक अणुओं की एक छोटी संख्या में आवश्यक सक्रियण ऊर्जा होती है। उच्च तापमान पर (T2)

सक्रियण ऊर्जा (नए पदार्थ के निर्माण के लिए आवश्यक गतिज ऊर्जा की न्यूनतम मात्रा) पहले से ही कई और अणुओं के पास होगी, यानी कई और टकराव प्रभावी होंगे।

इस प्रकार, तापमान में वृद्धि से न केवल टकरावों की संख्या बढ़ती है, बल्कि प्रभावी टकरावों की संख्या भी बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप कणों की रासायनिक बातचीत होती है।

उत्प्रेरक

वे पदार्थ जो प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप खपत नहीं होते हैं, लेकिन इसकी दर को प्रभावित करते हैं, उत्प्रेरक कहलाते हैं। ऐसे पदार्थों के प्रभाव में प्रतिक्रिया की दर में परिवर्तन की घटना को उत्प्रेरण कहा जाता है। ज्यादातर मामलों में, उत्प्रेरक के प्रभाव को इस तथ्य से समझाया जाता है कि यह प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा को कम कर देता है।

उदाहरण के लिए, अंजीर में देखें। 8.1. यदि ग्राफ पर अधिकतम के अनुरूप सक्रियण ऊर्जा का मान कम होता, तो अभिकर्मक अणुओं के प्रभावी टकरावों की संख्या अधिक होती, जिसका अर्थ है कि प्रतिक्रिया दर भी अधिक होगी। ऐसा ही अंजीर में देखा जा सकता है। 8.7. यदि आप बिंदीदार रेखा को बाईं ओर ले जाते हैं, जो सक्रियण ऊर्जा तक पहुंचने के लिए आवश्यक न्यूनतम गतिज ऊर्जा को दर्शाता है, तो बहुत अधिक संख्या में अणुओं में सक्रियण ऊर्जा होगी, और इसलिए प्रतिक्रिया तेज होगी।

रासायनिक उद्योग में, उत्प्रेरक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उत्प्रेरक के प्रभाव में, लाखों या अधिक के कारक द्वारा प्रतिक्रियाओं को तेज किया जा सकता है।

सजातीय और विषमांगी उत्प्रेरण के बीच भेद। सजातीय कटैलिसीस में, उत्प्रेरक और अभिकारक एक चरण (गैस या समाधान) बनाते हैं। विषम उत्प्रेरण में, उत्प्रेरक एक स्वतंत्र चरण के रूप में प्रणाली में है।

विषम उत्प्रेरण

कैसे प्रतिक्रियाएं होती हैं: टकराव सिद्धांत, जब चर्चा की जाती है कि अणु कैसे बातचीत करते हैं, तो नीचे दिए गए सूत्र को एक उदाहरण के रूप में इस्तेमाल किया गया था।

ए-बी बॉन्ड को तोड़ने और समीकरण में दिखाए गए सीए बॉन्ड बनाने के लिए, प्रतिक्रियाशील सी को ए-बी अणु के उस हिस्से से टकराना चाहिए जहां ए स्थित है। इस तरह से टकराव होता है या नहीं यह काफी हद तक मामले पर निर्भर करता है। हालांकि, संभाव्यता के सिद्धांत के अनुसार, देर-सबेर ऐसा ही होगा। इस तरह के टकराव की संभावना को बढ़ाने के लिए, आपको ए-बी अणु को "बाध्य" करना चाहिए ताकि इसकी ए साइट अभिकर्मक सी की ओर "उन्मुख" हो।

यह एक विषम उत्प्रेरक का उपयोग करके किया जा सकता है: यह एक अभिकारक के एक अणु को उसकी सतह पर "बांधता है", इसे इस तरह से उन्मुख करता है जैसे कि प्रतिक्रिया में तेजी लाने के लिए। विषम उत्प्रेरण प्रक्रिया अंजीर में दिखाई गई है। 8.8.

उत्प्रेरक को विषमांगी ("विषमलैंगिक") कहा जाता है, क्योंकि यह एकत्रीकरण की स्थिति में होता है जो प्रतिक्रियाशील पदार्थों के एकत्रीकरण की स्थिति से भिन्न होता है। ऐसा उत्प्रेरक आमतौर पर बारीक विभाजित ठोस धातु या उसका ऑक्साइड होता है, जबकि अभिकारक गैस या विलयन होते हैं। विषम कटैलिसीस में, उत्प्रेरक सतह पर प्रतिक्रिया होती है। इसलिए यह इस प्रकार है कि उत्प्रेरक की गतिविधि इसकी सतह के आकार और गुणों पर निर्भर करती है। एक बड़ी सतह होने के लिए, उत्प्रेरक में एक छिद्रपूर्ण संरचना होनी चाहिए या एक खंडित अवस्था में होना चाहिए।

विषम उत्प्रेरण में, प्रतिक्रिया सक्रिय मध्यवर्ती यौगिकों के माध्यम से आगे बढ़ती है - अभिकारकों के साथ उत्प्रेरक के सतही यौगिक। चरणों की एक श्रृंखला से गुजरते हुए जिसमें ये मध्यवर्ती शामिल होते हैं, प्रतिक्रिया अंतिम उत्पादों के निर्माण के साथ समाप्त होती है, और परिणामस्वरूप उत्प्रेरक का उपभोग नहीं किया जाता है।

हम में से कई लोग लगभग हर दिन एक विषम उत्प्रेरक के काम का सामना करते हैं। यह एक वाहन के लिए एक उत्प्रेरक कनवर्टर है। इस कनवर्टर में कुचल धातु (प्लैटिनम और / या पैलेडियम) होता है जो प्रतिक्रिया को तेज करने के लिए उपयोग किया जाता है, जो गैसोलीन के दहन (जैसे कार्बन मोनोऑक्साइड और असंबद्ध हाइड्रोकार्बन) से हानिकारक गैसों को हानिरहित उत्पादों (जैसे पानी और कार्बन डाइऑक्साइड) में विघटित करता है।

यह प्रविष्टि रविवार, 25 मई 2014 को शाम 6:20 बजे पोस्ट की गई थी और इसके तहत दायर की गई है। आप फ़ीड के माध्यम से इस प्रविष्टि की किसी भी प्रतिक्रिया का अनुसरण कर सकते हैं। टिप्पणियां और पिंग्स दोनों वर्तमान में बंद हैं।

– जटिल प्रतिक्रियाएं - स्थिर दर पर तापमान का प्रभाव - प्रतिवर्ती और विषम प्रतिक्रियाएं - फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं - कटैलिसीस

2.1.7 जटिल प्रतिक्रियाएं

रासायनिक अभिक्रियाएँ जो एक से अधिक अवस्थाओं में होती हैं, सम्मिश्र कहलाती हैं। एक उदाहरण के रूप में, जटिल प्रतिक्रियाओं में से एक पर विचार करें, जिसके कैनेटीक्स और तंत्र का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है:

2НI + Н 2 О 2 -> I 2 + 2Н 2

यह प्रतिक्रिया एक दूसरे क्रम की प्रतिक्रिया है; इसका गतिज समीकरण इस प्रकार है:

प्रतिक्रिया तंत्र के अध्ययन से पता चला है कि यह दो चरणों में होता है (दो चरणों में होता है):

1) I + Н 2 О 2 -> IО + Н 2 О

2) IО + I ––> I 2 + Н 2 О

पहले चरण वी 1 की गति दूसरे चरण वी 2 की गति से काफी अधिक है और समग्र प्रतिक्रिया दर धीमी चरण की गति से निर्धारित होती है, जिसे इसलिए कहा जाता है गति-निर्धारण या सीमित .

इसके कैनेटीक्स के अध्ययन के परिणामों के आधार पर यह निष्कर्ष निकालना संभव है कि प्रतिक्रिया प्राथमिक है या जटिल। प्रतिक्रिया जटिल है यदि प्रतिक्रिया के प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित आंशिक आदेश स्टोइकोमेट्रिक प्रतिक्रिया समीकरण में प्रारंभिक सामग्री के गुणांक के साथ मेल नहीं खाते हैं; एक जटिल प्रतिक्रिया के आंशिक आदेश भिन्नात्मक या नकारात्मक हो सकते हैं, एक जटिल प्रतिक्रिया के गतिज समीकरण में न केवल प्रारंभिक पदार्थों की सांद्रता शामिल हो सकती है, बल्कि प्रतिक्रिया उत्पाद भी शामिल हो सकते हैं।

2.1.8 जटिल प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

लगातार प्रतिक्रियाएं।

अनुक्रमिक जटिल प्रतिक्रियाओं को कहा जाता है, इस तरह से आगे बढ़ना कि एक चरण के परिणामस्वरूप बनने वाले पदार्थ (यानी, इस चरण के उत्पाद) दूसरे चरण के लिए प्रारंभिक सामग्री हैं। अनुक्रमिक प्रतिक्रिया के एक योजनाबद्ध को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

ए --> बी --> सी --> ...

चरणों की संख्या और प्रत्येक चरण में भाग लेने वाले पदार्थ भिन्न हो सकते हैं।

समानांतर प्रतिक्रियाएं।

रासायनिक प्रतिक्रियाएं समानांतर कहलाती हैं जिसमें एक ही प्रारंभिक सामग्री एक साथ विभिन्न प्रतिक्रिया उत्पाद बना सकती है, उदाहरण के लिए, दो या दो से अधिक आइसोमर:

संयुग्म प्रतिक्रियाएँ।

संयुग्म जटिल प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार आगे बढ़ने के लिए प्रथागत है:

1) ए + बी -> सी

2) ए + डी -> ई ,

इसके अलावा, प्रतिक्रियाओं में से एक स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकता है, और दूसरा केवल पहले की उपस्थिति में ही संभव है। पदार्थ A, जो दोनों अभिक्रियाओं के लिए उभयनिष्ठ है, कहलाता है अभिनेता, पदार्थ बी - प्रारंभ करनेवाला, पदार्थ डी केवल पहली प्रतिक्रिया की उपस्थिति में ए के साथ बातचीत करता है - हुंडी सकारनेवाला... उदाहरण के लिए, जलीय घोल में बेंजीन हाइड्रोजन पेरोक्साइड द्वारा ऑक्सीकृत नहीं होता है, लेकिन जब Fe (II) लवण मिलाए जाते हैं, तो यह फिनोल और डिपेनिल में परिवर्तित हो जाता है। प्रतिक्रिया तंत्र इस प्रकार है। पहले चरण में, मुक्त कण बनते हैं:

फे 2+ + एच 2 ओ 2 -> फे 3+ + ओएच - + ओएच

जो Fe 2+ आयनों और बेंजीन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

Fe 2+ + OH ––> Fe 3+ + OH -

सी 6 एच 6 + ओएच -> सी 6 एच 5 + एच 2 ओ

रेडिकल्स का पुनर्संयोजन भी होता है:

सी 6 एच 5 + ओएच -> सी 6 एच 5 ओएच

सी 6 एच 5 + सी 6 एच 5 --> सी 6 एच 5-सी 6 एच 5

इस प्रकार, दोनों प्रतिक्रियाओं में एक सामान्य मध्यवर्ती मुक्त मूलक OH शामिल है।

श्रृंखला प्रतिक्रियाएं।

श्रृंखला प्रतिक्रियाओं को कई परस्पर चरणों से युक्त प्रतिक्रियाएं कहा जाता है, जब प्रत्येक चरण के परिणामस्वरूप बनने वाले कण बाद के चरणों को उत्पन्न करते हैं। एक नियम के रूप में, मुक्त कणों की भागीदारी के साथ श्रृंखला प्रतिक्रियाएं होती हैं। सभी श्रृंखला प्रतिक्रियाओं को तीन विशिष्ट चरणों की विशेषता है, जिन पर हम हाइड्रोजन क्लोराइड के गठन की फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया के उदाहरण का उपयोग करने पर विचार करेंगे।

1. श्रृंखला की उत्पत्ति (दीक्षा):

l 2 + hν ––> 2 l

2. श्रृंखला का विकास:

2 + l ––> l +

+ l 2 ––> l + Сl

श्रृंखला विकास के चरण को प्रति सक्रिय कण - श्रृंखला की लंबाई के प्रति प्रतिक्रिया उत्पाद अणुओं की संख्या की विशेषता है।

3. ओपन सर्किट (पुनर्संयोजन):

+ Н ––> 2

l + Сl ––> l 2

+ l ––> l

श्रृंखला को तब भी तोड़ा जा सकता है जब सक्रिय कण पोत की दीवार की सामग्री के साथ बातचीत करते हैं जिसमें प्रतिक्रिया की जाती है; इसलिए, श्रृंखला प्रतिक्रियाओं की दर सामग्री पर और यहां तक ​​​​कि प्रतिक्रिया पोत के आकार पर भी निर्भर हो सकती है।

हाइड्रोजन क्लोराइड के निर्माण की प्रतिक्रिया एक अशाखित श्रृंखला प्रतिक्रिया का एक उदाहरण है - एक प्रतिक्रिया जिसमें एक सक्रिय सक्रिय कण में एक से अधिक नए उभरते हुए नहीं होते हैं। श्रृंखला अभिक्रियाओं को शाखित कहा जाता है, जिसमें प्रत्येक प्रतिक्रियाशील सक्रिय कण के लिए एक से अधिक नए उभरते हुए होते हैं, अर्थात। प्रतिक्रिया के दौरान सक्रिय कणों की संख्या लगातार बढ़ जाती है। ब्रांच्ड चेन रिएक्शन का एक उदाहरण हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के बीच की प्रतिक्रिया है:

1. दीक्षा:

2 + 2 -> Н 2 О +

2. श्रृंखला का विकास:

+ Н 2 ––> +

एच + ओ 2 -> ओ + ओएच

ओएच + एच 2 -> एच 2 ओ + एच

कॉपीराइट © एस। आई। लेवचेनकोव, 1996 - 2005।

रूस के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय

संघीय राज्य बजटीय शैक्षिक संस्थान

उच्च व्यावसायिक शिक्षा

"नोवोसिबिर्स्क राष्ट्रीय अनुसंधान राज्य विश्वविद्यालय"

प्राकृतिक विज्ञान के संकाय

पीए कोलिंको, डी. वी. कोज़लोव

भौतिक रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम में रासायनिक कैनेटीक्स

अध्ययन गाइड

नोवोसिबिर्स्क

शिक्षण सहायता में FEN NSU के प्रथम वर्ष के छात्रों के लिए "भौतिक रसायन विज्ञान" पाठ्यक्रम के "रासायनिक कैनेटीक्स" खंड पर व्याख्यान की सामग्री शामिल है।

नोवोसिबिर्स्क स्टेट यूनिवर्सिटी के प्राकृतिक विज्ञान संकाय के प्रथम वर्ष के छात्रों के लिए इरादा।

द्वारा संकलित:

कैंडी। रसायन विज्ञान, एसोसिएट। डी वी कोज़लोव, कैंड। रसायन विज्ञान पी. ए. कोलिंको

मैनुअल को कार्यान्वयन के हिस्से के रूप में तैयार किया गया था

एनआरयू के विकास कार्यक्रम - एनएसयू

© नोवोसिबिर्स्क राज्य

विश्वविद्यालय, 2013

प्रस्तावना
एक खंड के रूप में रासायनिक कैनेटीक्स
भौतिक रसायन
रासायनिक गतिकी की मूल अवधारणाएँ
रासायनिक की दर मापने के तरीके
एक रासायनिक प्रतिक्रिया के तंत्र की अवधारणा
प्राथमिक रासायनिक प्रतिक्रियाएं
रासायनिक प्रतिक्रिया का गतिज समीकरण
अभिक्रिया का क्रम ज्ञात करने की विधियाँ
रासायनिक प्रतिक्रिया दर स्थिर
अरहेनियस कानून
औपचारिक कैनेटीक्स रसायन की एक शाखा के रूप में
कैनेटीक्स
प्रथम-क्रम अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएं
अपरिवर्तनीय दूसरे क्रम की प्रतिक्रियाएं
अपरिवर्तनीय तीसरे क्रम की प्रतिक्रियाएं
प्रभावी प्रतिक्रिया समय
प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएं
एक रासायनिक प्रतिक्रिया के पथ की अवधारणा
एक प्राथमिक अधिनियम के सिद्धांत की सामान्य अवधारणाएँ
रासायनिक प्रतिक्रिया
सिद्धांत में थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण
संक्रमण परिसर
टक्कर सिद्धांत
जटिल प्रतिक्रियाएं और प्रतिक्रियाएं शामिल हैं
मध्यवर्ती कण। वर्गीकरण

प्रस्तावना

रासायनिक विज्ञान में सामान्य रूप से और भौतिक रसायन विज्ञान में,

विशेष रूप से, एक विशेष क्षेत्र है जो समय पर रासायनिक प्रक्रियाओं के तंत्र और पैटर्न का अध्ययन करता है। इस विज्ञान को कहा जाता है -

रासायनिक गतिकी... रासायनिक कैनेटीक्स अभिकर्मकों की एकाग्रता पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर की निर्भरता की जांच करता है और स्थापित करता है,

तापमान और अन्य बाहरी स्थितियां।

रासायनिक गतिकी वह आधारशिला है जिस पर आधुनिक रासायनिक उद्योग और विशेष रूप से पेट्रो रसायन,

तेल शोधन और बहुलक उत्पादन।

एफईएन एनएसयू के पहले वर्ष में, पिछले पांच व्याख्यानों में "भौतिक रसायन विज्ञान" पाठ्यक्रम के अंत में रासायनिक कैनेटीक्स पढ़ा जाता है। शायद इस तथ्य के कारण कि पाठ्यक्रम के अंत तक, 30 से अधिक व्याख्यानों में से, छात्र थक जाते हैं, व्याख्यान के इस भाग में पर्याप्त रूप से महारत हासिल नहीं होती है। दूसरा कारण है

"भौतिक रसायन विज्ञान" पाठ्यक्रम के अन्य भागों के साथ तुलना करने पर, सभी गणितीय गणनाओं और सूत्रों में से अधिकांश रासायनिक कैनेटीक्स में वास्तव में क्या है।

इस मैनुअल का उद्देश्य छात्रों को रासायनिक कैनेटीक्स की बुनियादी अवधारणाओं, औपचारिक कैनेटीक्स, रासायनिक प्रतिक्रिया के प्राथमिक कार्य के सिद्धांत, टकराव के सिद्धांत और बहुत कुछ के साथ खुद को परिचित करने का अवसर प्रदान करना है। साथ ही, पाठकों के पास विश्वविद्यालय में व्याख्याता द्वारा पढ़ी गई सामग्री की तुलना मैनुअल की सामग्री से करने और व्याख्याता और सेमिनरी से समझ से बाहर होने वाले विषयों पर प्रश्न पूछने का अवसर है। हमें उम्मीद है कि यह छात्रों को सामग्री को बेहतर ढंग से आत्मसात करने की अनुमति देगा।

समझने में आसानी के लिए, बुनियादी अवधारणाओं,

जो पहली बार पाठ में उल्लिखित हैं वे बोल्ड इटैलिक में हैं, उनकी परिभाषा बोल्ड में हैं।

1. भौतिक रसायन विज्ञान की एक शाखा के रूप में रासायनिक गतिकी

संरचना और ऊर्जा प्रभाव रासायनिक प्रतिक्रिया।

हालाँकि, यह विज्ञान इस प्रतिक्रिया को कैसे और किस गति से किया जाता है, इस बारे में सवालों का जवाब नहीं दे सकता है। ये प्रश्न, अर्थात्, तंत्र के बारे में प्रश्न और रासायनिक प्रतिक्रिया दररासायनिक गतिकी की क्षमता के अंतर्गत आते हैं।

रासायनिक कैनेटीक्स या रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कैनेटीक्स (ग्रीक κίνησις से - आंदोलन) -साझा करना

भौतिक रसायन विज्ञान, समय पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम के नियमों का अध्ययन, बाहरी परिस्थितियों पर इन कानूनों की निर्भरता, साथ ही साथ रासायनिक परिवर्तनों के तंत्र ... थर्मोडायनामिक्स के विपरीत, रासायनिक कैनेटीक्स रासायनिक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम का अध्ययन करता हैसमय के भीतर। वे। ऊष्मप्रवैगिकी एक प्रणाली की प्रारंभिक और अंतिम अवस्था का अध्ययन करती है, जबकि रासायनिक गतिकी प्रारंभिक अवस्था से अंतिम अवस्था में संक्रमण के दौरान एक प्रणाली में परिवर्तन का अध्ययन करती है। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया

ऊष्मप्रवैगिकी के दृष्टिकोण से, यह बहुत अनुकूल है, किसी भी मामले में, 1000 ° C से नीचे के तापमान पर (at .)

उच्च तापमान पर, CO2 अणुओं का अपघटन होता है), अर्थात। कार्बन और ऑक्सीजन (लगभग 100% उपज) को कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित किया जाना चाहिए। हालांकि, अनुभव से पता चलता है कि कोयले का एक टुकड़ा बिना किसी बदलाव के, ऑक्सीजन की मुफ्त पहुंच के साथ, वर्षों तक हवा में रह सकता है। कई अन्य ज्ञात प्रतिक्रियाओं के लिए भी यही कहा जा सकता है। इस प्रकार, रासायनिक उत्पादों के भंडारण और संचालन में गतिज नियमों का ज्ञान भी महत्वपूर्ण है, जब उनके विनाश को धीमा करना आवश्यक हो। यह महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, खाद्य पदार्थों, दवाओं, ईंधन, पॉलिमर का भंडारण करते समय।

2. रासायनिक गतिकी की मूल अवधारणाएँ

2.1. रासायनिक प्रतिक्रिया का स्टोइकोमेट्रिक समीकरण

औपचारिक कैनेटीक्स एक स्थिर तापमान पर रासायनिक प्रक्रिया के पाठ्यक्रम का मात्रात्मक रूप से वर्णन करना संभव बनाता है, जो अभिकारकों की एकाग्रता और उनकी चरण संरचना पर निर्भर करता है। विवरण के लिए प्रयुक्त स्टोइकोमेट्रिक समीकरण–

एक रासायनिक प्रतिक्रिया के अभिकर्मकों और उत्पादों के मात्रात्मक अनुपात को दर्शाने वाला एक समीकरण है ... ऐसे समीकरण का सबसे सरल उदाहरण है

स्टोइकोमेट्रिक गुणांक। और मैं - अभिकर्मक, बी जे - प्रतिक्रिया उत्पाद।

अभिकर्मकों और उत्पादों की मात्रा में वृद्धि स्टोइकोमेट्रिक समीकरण का पालन करती है, और इसके आधार पर निर्धारित किया जाता है सामग्री संतुलनरासायनिक परिवर्तन के दौरान पदार्थ। पदार्थों की मात्रा आमतौर पर मोल्स में मापी जाती है। यदि आवश्यक हो, तो सिस्टम की अन्य द्रव्यमान विशेषताओं को उनके माध्यम से व्यक्त किया जाता है। शास्त्रीय रसायन विज्ञान में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्णन करने का मुख्य तरीका स्टोइकोमेट्रिक समीकरणों का उपयोग है। हालांकि, स्टोइकोमीट्रिक समीकरण वर्णन नहीं करता है प्रतिक्रिया तंत्र... कोई भी रासायनिक प्रतिक्रिया काफी कठिन होती है। इसका स्टोइकोमेट्रिक समीकरण, एक नियम के रूप में, प्राथमिक प्रक्रियाओं की सभी जटिलताओं को ध्यान में नहीं रखता है।

2.2. प्रतिक्रिया की गहराई

वी ऐसी प्रतिक्रियाशील प्रणाली (1) में, अलग-अलग पदार्थों के द्रव्यमान स्वतंत्र चर नहीं होते हैं। मोल की संख्या में परिवर्तन dnमैं के समानुपाती हूं

प्रतिक्रिया समीकरण में स्टोइकोमेट्रिक गुणांक। यानी आप लिख सकते हैं

या अभिन्न रूप में

जहां नी 0 अभिकर्मक या उत्पाद (मोल) की प्रारंभिक मात्रा है; नी अभिकर्मक या उत्पाद (mol) की वर्तमान मात्रा है; yi स्टोइकोमीट्रिक गुणांक है। याद रखें कि प्रतिक्रिया उत्पादों के लिए yi> 0, और अभिकर्मकों के लिए yi<0.

इस प्रकार, प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्रणाली में द्रव्यमान का पुनर्वितरण एक एकल चर द्वारा वर्णित किया जा सकता है, जिसे कहा जाता है रासायनिक चर... रासायनिक चर को मोल में मापा जाता है

तथा विभिन्न अर्थ ले सकते हैं।

वी विशेष रूप से, सिस्टम की प्रारंभिक स्थिति को ξ = 0 के मान से चिह्नित किया जाता है। यदि प्रक्रिया प्रतिक्रिया उत्पादों की ओर बढ़ती है, तो ξ 0 से अधिक होगा, और यदि अभिकारकों (रिवर्स रिएक्शन) की ओर, तो< 0. Вообще,

प्रतिक्रिया का कोर्स।

2.3. रासायनिक प्रतिक्रिया दर

विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कैनेटीक्स का अध्ययन, एक नियम के रूप में, प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित निर्भरता के निर्माण के साथ शुरू होता है सीआई = एफ (टी), जिसे कहा जाता है गतिज वक्र... इसके अलावा, इन आंकड़ों का विश्लेषण शुरू होता है और प्रतिक्रिया तंत्र का अध्ययन होता है। लेकिन इसके लिए लंबे और जटिल शोध की आवश्यकता है, इसलिए, गतिज वक्र प्राप्त होने के बाद, इन्हें संसाधित करना संभव है

किसी पदार्थ के अणुओं का विश्राम काल- यह वह समय है जब किसी अणु को प्रभाव में जाने (प्रतिक्रिया) करने में समय लगता है। यदि किसी दिए गए पदार्थ के अणुओं का विश्राम समय पदार्थ के संपर्क के समय से अधिक लंबा होता है, तो अणुओं के पास भार के तहत पुनर्व्यवस्थित (स्थानांतरित) करने का समय नहीं होता है, जिससे पदार्थ में रासायनिक बंधन टूट जाते हैं। विभिन्न पदार्थों के लिए, विश्राम का समय अलग-अलग होता है और बहुत विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हो सकता है: एक सेकंड के हज़ारवें हिस्से से लेकर कई सहस्राब्दियों तक।

कहानी

उन्नीसवीं शताब्दी में, यह भी सुझाव दिया गया था कि तरल और ठोस निकायों की स्पष्ट सीमा नहीं होती है। यदि आप इसके बारे में सोचते हैं, तो यहां विशेष रूप से आश्चर्य की कोई बात नहीं है। यदि, उदाहरण के लिए, आप अपनी हथेली से पानी को जोर से मारते हैं, तो पानी एक ठोस शरीर की तरह व्यवहार करेगा (आप चाहें तो इसे महसूस कर सकते हैं!) यदि आप मोटे तरल की धारा पर हथौड़े से प्रहार करते हैं, तो कैमरे के एक छोटे से प्रदर्शन की मदद से, आप इसे ठीक कर सकते हैं कि प्रभाव से धारा कई छोटे तेज टुकड़ों (बूंदों) में उड़ जाएगी, जो कुछ गुणों को इंगित करती है एक ठोस नाजुक शरीर। या यदि आप राल का एक टुकड़ा लेते हैं, तो चश्मा अनाकार शरीर होते हैं। वे इतने चिपचिपे होते हैं कि इन सामग्रियों के प्रवाह गुण दिखाई नहीं देते हैं। वास्तव में, वे बहते हैं, और यह उन पर भार लगाकर आसानी से निर्धारित किया जा सकता है! (बेशक, कांच एक अधिक चिपचिपा पदार्थ है और, प्रवाह गुणों के प्रकट होने पर, अधिक व्यक्तिगत स्थितियों की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, हीटिंग या लोड के आवेदन का लंबा समय)।

गिलास द्वारा आराम का समय

ग्लास में काफी लंबा विश्राम समय होता है, इसलिए, तेजी से ठंडा होने के परिणामस्वरूप, अणुओं के पास संरचना में अपनी मेटास्टेबल अवस्था को लेने का समय नहीं होता है। इसके बाद, वे अपनी अराजक संरचना में जम जाते हैं। और यह पदार्थ की संरचना का विकार है जो इसके क्रिस्टलीय रूप के विपरीत, अतिरिक्त गिब्स ऊर्जा को निर्धारित करता है, जिसमें अणु न्यूनतम ऊर्जा के साथ पाए जाते हैं। एक परिणाम के रूप में, यह एक आकर्षक अवस्था में अणुओं को संरचना को अधिक क्रम में विकसित करने के लिए एक प्रोत्साहन देता है (अर्थात, कम ऊर्जा वाली संरचना की ओर)।

यह सहज विकास, जो सभी चश्मे के लिए सामान्य संपत्ति है, सामूहिक रूप से संरचनात्मक छूट कहा जाता है। धातु के चश्मे के मामले में, यह एक बड़े पैमाने की घटना है, जो उनके सभी भौतिक गुणों को ध्यान से या बहुत दृढ़ता से बदल देती है। इस घटना के कई अध्ययनों के बावजूद, यह काफी हद तक बेरोज़गार है, और इसके तंत्र समझ से बाहर हैं।