प्रतिक्रिया दर समीकरण र प्रतिक्रिया क्रमको उदाहरण प्रश्नहरू र छलफल
रासायनिक गतिविज्ञानको अध्ययनको एक महत्त्वपूर्ण भाग प्रतिक्रिया दर र प्रतिक्रिया क्रमहरू बुझ्नु र अध्ययन गर्नु हो। यस लेखमा, हामी आधारभूत अवधारणाहरू छलफल गर्नेछौं, उदाहरण समस्याहरू प्रस्तुत गर्नेछौं, र प्रतिक्रिया दर समीकरणहरू र प्रतिक्रिया क्रमहरूको छलफल प्रस्तुत गर्नेछौं।
प्रतिक्रिया दर र प्रतिक्रिया क्रमको परिचय
लाजु रेक्सी
प्रतिक्रिया दर भनेको प्रति एकाइ समयमा अभिकर्ता वा उत्पादनको सांद्रतामा हुने परिवर्तनको दर हो। दर समीकरणहरूमा, हामी प्रायः निम्न सामान्य रूप देख्छौं:
\[ \पाठ{दर} = k \cdot [A]^m \cdot [B]^n \]
कहाँ:
– \(\text{rate}\) प्रतिक्रिया दर हो।
– \(k\) प्रतिक्रिया दर स्थिरांक हो।
– \([A]\) र \([B]\) अभिक्रियाकर्ता A र B को सांद्रता हुन्।
– \(m\) र \(n\) A र B को सापेक्षमा प्रतिक्रिया क्रमहरू हुन्।
प्रतिक्रिया क्रम
प्रतिक्रिया क्रमले प्रतिक्रिया दरमा अभिकर्ताको सांद्रताको कति प्रभाव पर्छ भनेर वर्णन गर्दछ। कुल प्रतिक्रिया क्रम भनेको प्रत्येक अभिकर्ताको क्रमको योगफल हो।
प्रतिक्रिया दर र प्रतिक्रिया क्रमको उदाहरण प्रश्नहरू र छलफल
उदाहरण प्रश्न ३
प्रश्न:
पदार्थ A र पदार्थ B बीचको प्रतिक्रिया रासायनिक समीकरणद्वारा दिइएको छ:
\[ A + 2B \दायाँ बाण C \]
यो प्रतिक्रियाको प्रतिक्रिया दर यो हो भनेर ज्ञात छ:
\[ \पाठ{दर} = k \cdot [A]^2 \cdot [B] \]
१. A र B को सम्बन्धमा प्रतिक्रिया क्रम निर्धारण गर्नुहोस्।
२. प्रतिक्रियाको कुल क्रम निर्धारण गर्नुहोस्।
छलफल:
१. दर समीकरण \( \text{rate} = k \cdot [A]^2 \cdot [B] \) बाट, हामी देख्न सक्छौं कि:
– A को सापेक्षमा प्रतिक्रियाको क्रम २ हो (किनभने \([A]\) को घातांक २ हो)।
– B को सापेक्षमा प्रतिक्रियाको क्रम १ हो (किनभने \([B]\) को घातांक १ हो)।
२. प्रतिक्रियाको कुल क्रम भनेको प्रत्येक अभिकर्ताको क्रमको योगफल हो:
– कुल क्रम = क्रम A + क्रम B = २ + १ = ३।
उदाहरण प्रश्न ३
प्रश्न:
एक प्रयोगबाट, निम्न प्रतिक्रिया दर डेटा प्राप्त भयो:
| [A] (mol/L) | [B] (mol/L) | प्रतिक्रिया दर (mol/L s) |
|———-|———-|————————–|
| ०.२ | ०.२ | ०.०८ |
| ०.२ | ०.२ | ०.०८ |
| ०.२ | ०.२ | ०.०८ |
१. अभिक्रियाकर्ता A र B को प्रतिक्रिया क्रम निर्धारण गर्नुहोस्।
२. प्रतिक्रिया दर स्थिरांक (k) गणना गर्नुहोस्।
छलफल:
१. प्रतिक्रियाको क्रम निर्धारण गर्न, हामीले प्रतिक्रियाकर्ताहरूको सांद्रता परिवर्तन हुँदा प्रतिक्रिया दर कसरी परिवर्तन हुन्छ भनेर हेर्नु आवश्यक छ:
- A को सन्दर्भमा प्रतिक्रिया क्रम निर्धारण गर्नुहोस्:
प्रयोग २ र ३ तुलना गर्नुहोस्:
– \([A]\) ०.१ M बाट ०.२ M सम्म बढ्छ (दोब्बर), जबकि \([B]\) ०.२ M रहन्छ।
– प्रतिक्रिया दर ०.०२ मोल/लिटर सेकेन्डबाट ०.०८ मोल/लिटर सेकेन्ड (चार गुणा) सम्म बढ्छ।
A को सम्बन्धमा प्रतिक्रिया क्रम समीकरण द्वारा निर्धारण गर्न सकिन्छ:
\[ \बायाँ(\frac{0.2}{0.1}\दायाँ)^m = \frac{0.08}{0.02} \]
\[ २^मिटर = ४ \]
\[ m = ६५ \]
- B को सन्दर्भमा प्रतिक्रिया क्रम निर्धारण गर्नुहोस्:
प्रयोग २ र ३ तुलना गर्नुहोस्:
– \([B]\) ०.१ M बाट ०.२ M सम्म बढ्छ (दोब्बर), जबकि \([A]\) ०.१ M रहन्छ।
– प्रतिक्रिया दर ०.०१ मोल/लिटर सेकेन्डबाट ०.०२ मोल/लिटर सेकेन्ड (दोब्बर) सम्म बढ्छ।
B को सम्बन्धमा प्रतिक्रिया क्रम समीकरणद्वारा निर्धारण गर्न सकिन्छ:
\[ \बायाँ(\frac{0.2}{0.1}\दायाँ)^n = \frac{0.02}{0.01} \]
\[ २^n = २ \]
\[ n = २ \]
२. प्रतिक्रिया दर स्थिरांक (k) निर्धारण गर्नुहोस्:
कुनै एक प्रयोगबाट डेटा प्रयोग गर्नुहोस् (उदाहरणका लागि, प्रयोग १):
\[ \पाठ{दर} = k \cdot [A]^2 \cdot [B] \]
\[ ०.०१ = k \cdot (०.१)^२ \cdot ०.१ \]
\[ ०.०१ = k \cdot ०.००१ \]
\[ k = \frac{0.01}{0.001} = १० \, \text{L}^2/(\text{mol}^2 \cdot \text{s}) \]
उदाहरण प्रश्न ३
प्रश्न:
प्रतिक्रियाले निम्न दर समीकरण पछ्याउँछ:
\[ \पाठ{दर} = k \cdot [A]^{1/2} \cdot [B]^2 \]
यदि A र B को प्रारम्भिक सांद्रता क्रमशः ०.३६ M र ०.२ M छ भने, यदि \( k = 5 \, \text{L}^{5/2} / (\text{mol}^{5/2} \cdot \text{s}) \) भने यस बिन्दुमा प्रतिक्रिया दर कति हुनेछ?
छलफल:
दिइएको दर समीकरण प्रयोग गर्नुहोस्:
\[ \पाठ{दर} = k \cdot [A]^{1/2} \cdot [B]^2 \]
दिइएको मानहरू प्रविष्ट गर्नुहोस्:
\[ \पाठ{दर} = ५ \cdot (०.३६)^{१/२} \cdot (०.२)^२ \]
एकाग्रता मान गणना गर्नुहोस्:
\[ (०.३६)^{१/२} = ०.६ \]
\[ (०.७)^६ = ०.११७६४९ \]
अब, ती मानहरूलाई समीकरणमा प्लग गर्नुहोस्:
\[ \पाठ{दर} = ५ \cdot ०.६ \cdot ०.०४ \]
\[ \पाठ{दर} = ५ \cdot ०.०२४ \]
\[ \पाठ{दर} = ०.१२ \, \पाठ{मोल/लिटर\ से} \]
यस सांद्रतामा प्रतिक्रिया दर ०.१२ मोल/लिटर सेकेन्ड हुन्छ।
केसिम्पुलन
रासायनिक गतिविज्ञानमा प्रतिक्रिया दर समीकरण र प्रतिक्रिया क्रम आधारभूत अवधारणाहरू हुन्। अभिकर्ता सांद्रताले प्रतिक्रिया दरहरूलाई कसरी असर गर्छ भनेर बुझेर, हामी प्रतिक्रियाको दर गणना गर्न र दर स्थिरांक निर्धारण गर्न सक्छौं। यस लेखले यी अवधारणाहरू बुझ्न मद्दत गर्न उदाहरण समस्याहरू र समाधानहरू प्रदान गर्दछ। रसायन विज्ञान प्रयोगशाला र औद्योगिक प्रक्रियाहरूमा व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूको लागि यी विषयहरूको राम्रो बुझाइ आवश्यक छ।
बारम्बार अभ्यास र सावधानीपूर्वक विश्लेषणको साथ, हामी विभिन्न परिस्थितिहरूमा प्रतिक्रिया क्रम कसरी निर्धारण गर्ने र दर समीकरणहरू कसरी प्रयोग गर्ने भनेर राम्रोसँग बुझ्न सक्छौं। खुसीको सिकाइ!
