رد عمل جي شرح تي بحث ڪندڙ سوالن جي مثال
رد عمل جي شرح ڪيمسٽري ۾ هڪ بنيادي تصور آهي جيڪو صنعتي ۽ روزمره جي مختلف عملن ۾ اهم ڪردار ادا ڪري ٿو. هن مضمون ۾، اسان رد عمل جي شرح جي تصور کي تفصيل سان بيان ڪنداسين، مثال ۽ تفصيلي بحث فراهم ڪنداسين ته جيئن پڙهندڙ ان کي چڱي طرح سمجهي سگهن.
رد عمل جي شرح کي سمجهڻ
رد عمل جي شرح کي في يونٽ وقت ۾ هڪ ري ايڪٽنٽ يا پيداوار جي ڪنسنٽريشن ۾ تبديلي جي طور تي بيان ڪيو ويو آهي. هڪ سادي مساوات ۾، رد عمل جي شرح کي هن طرح لکي سگهجي ٿو:
\[ \ٽيڪسٽ{رد عمل جي شرح} = \فريڪ{\ڊيلٽا \ٽيڪسٽ{[ڪنسنٽريشن]}}{\ڊيلٽا ٽي} \]
ڪنسنٽريشن عام طور تي مولز في ليٽر (M) ۾ ماپي ويندي آهي ۽ وقت عام طور تي سيڪنڊن (s) ۾ هوندو آهي. تنهن ڪري، رد عمل جي شرح جا يونٽ اڪثر M/s هوندا آهن.
رد عمل جي شرح کي متاثر ڪندڙ عنصر
هيٺيان ڪجھ عنصر آهن جيڪي رد عمل جي شرح تي اثر انداز ٿين ٿا:
1. رد عمل ڪندڙن جي ڪنسنٽريشن: رد عمل ڪندڙن جي ڪنسنٽريشن وڌائڻ سان عام طور تي رد عمل جي شرح وڌي ٿي.
2. گرمي پد: وڌندڙ گرمي پد عام طور تي رد عمل جي شرح کي تيز ڪري ٿو.
3. مٿاڇري جو علائقو: جيترو وڌيڪ مٿاڇري جو علائقو موجود هوندو، اوترو ئي تيز رد عمل جي شرح.
4. ڪيٽالسٽ: ڪيٽالسٽ مستقل تبديلين کان سواءِ رد عمل جي شرح کي تيز ڪن ٿا.
5. دٻاءُ: گئسن سان لاڳاپيل رد عملن لاءِ، وڌندڙ دٻاءُ عام طور تي رد عمل جي شرح وڌائي ٿو.
نموني سوال ۽ بحث
مثال سوال 1
سوڊيم ٿيوسلفيٽ (Na2S2O3) ۽ هائيڊروڪلورڪ ايسڊ (HCl) جي وچ ۾ رد عمل هن ريت آهي:
\[ \text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3 + 2 \text{HCl} \rightarrow 2 \text{NaCl} + \text{S} + \text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
هڪ تجربي ۾، سوڊيم ٿائي سلفيٽ جو ڪنسنٽريشن 30 سيڪنڊن ۾ 0,10 M کان 0,05 M تائين تبديل ٿئي ٿو. سراسري رد عمل جي شرح جو حساب ڪريو!
بحث مباحثو
سراسري رد عمل جي شرح فارمولا استعمال ڪندي حساب ڪري سگهجي ٿي:
\[ \ٽيڪسٽ{رد عمل جي شرح} = -\فريڪ{\ڊيلٽا \ٽيڪسٽ{[Na}_2\ٽيڪسٽ{S}_2\ٽيڪسٽ{O}_3\ٽيڪسٽ{]}}{\ڊيلٽا ٽي} \]
ڏنل قدرن کي فارمولا ۾ تبديل ڪريو:
\[ \ڊيلٽا \ٽيڪسٽ{[Na}_2\ٽيڪسٽ{S}_2\ٽيڪسٽ{O}_3\ٽيڪسٽ{]} = 0,05 \ٽيڪسٽ{ ايم} – 0,10 \ٽيڪسٽ{ ايم} = -0,05 \ٽيڪسٽ{ ايم} \]
\[ \ڊيلٽا ٽي = 30 \ٽيڪسٽ{ ايس} \]
تنهن ڪري،
\[ \text{رد عمل جي شرح} = -\left(\frac{-0,05 \text{ M}}{30 \text{ s}}\right) = \frac{0,05 \text{ M}}{30 \text{ s}} = 0,00167 \text{ M/s} \]
تنهن ڪري، سراسري رد عمل جي شرح 0,00167 M/s آهي.
مثال سوال 2
هڪ رد عمل ۾، رد عمل جي شرح شرح مساوات ذريعي ڏني ويندي آهي:
\[ \ٽيڪسٽ{شرح} = k [A]^m [B]^n \]
تجربي مان، هيٺ ڏنل ڊيٽا حاصل ڪئي وئي:
| تجربو | [A] (M) | [B] (M) | رد عمل جي شرح (M/s) |
|————–|————|——————-|
| 1 | 0.10 | 0.10 | 2.0 × 10^-3 |
| 2 | 0.20 | 0.10 | 8.0 × 10^-3 |
| 3 | 0.10 | 0.20 | 2.0 × 10^-3 |
رد عمل جي آرڊر m ۽ n جو تعين ڪريو ۽ شرح مستقل جي قدر جو حساب ڪريو، k.
بحث مباحثو
رد عمل جي ترتيب جو تعين ڪرڻ \( m \) ۽ \( n \):
1. تجربا 1 ۽ 2 مان:
\[ \frac{\text{شرح}_2}{\text{شرح}_1} = \frac{k [A]_2^m [B]_2^n}{k [A]_1^m [B]_1^n} \]
\[ \frac{8.0 \times 10^{-3}}{2.0 \times 10^{-3}} = \frac{(0.20)^m (0.10)^n}{(0.10)^m (0.10)^n} \]
\[ 4 = (2)^m \]
تنهن ڪري، \( m = 2 \).
2. تجربا 1 ۽ 3 مان:
\[ \frac{\text{شرح}_3}{\text{شرح}_1} = \frac{k [A]_3^m [B]_3^n}{k [A]_1^m [B]_1^n} \]
\[ \frac{2.0 \times 10^{-3}}{2.0 \times 10^{-3}} = \frac{(0.10)^m (0.20)^n}{(0.10)^m (0.10)^n} \]
\[ 1 = (2)^n \]
اهڙيءَ طرح، \( n = 0 \).
تنهن ڪري، A جي حوالي سان رد عمل جو حڪم 2 آهي ۽ B جي حوالي سان 0 آهي.
شرح مستقل قدر جي حساب سان \( k \):
تجربو 1 مان ڊيٽا استعمال ڪندي:
\[ \ٽيڪسٽ{شرح} = k [A]^m [B]^n \]
\[ 2.0 \ ڀيرا 10^{-3} = ڪ (0.10)^2 (0.10)^0 \]
\[ 2.0 \ ڀيرا 10^{-3} = ڪ (0.01) \]
\[ ڪ = \فريڪ{2.0 \ ڀيرا 10^{-3}}{0.01} \]
\[ ڪ = 0.20 \]
تنهن ڪري، شرح مستقل \( k \) 0.20 M^{-1} s^{-1} آهي.
مثال سوال 3
ڪيميائي رد عمل هيٺ ڏنل ميڪانيزم جي پيروي ڪري ٿو:
\[ \text{رد عمل 1: } \text{A} \rightarrow \text{B} \quad (k_1 = 1.0 \, \text{s}^{-1}) \]
\[ \text{رد عمل 2: } \text{B} \rightarrow \text{C} \quad (k_2 = 0.1 \, \text{s}^{-1}) \]
جيڪڏهن شروعات ۾ A جو ڪنسنٽريشن 1 M ۽ B 0 آهي، ته 5 سيڪنڊن کان پوءِ A ۽ B جو ڪنسنٽريشن طئي ڪريو.
بحث مباحثو
رد عمل جي شرح جي قانون کي استعمال ڪندي، اسان وٽ آهي:
رد عمل 1: الف کان ب تائين
\[ [الف] = [الف]_0 اي^{-ڪ_1 ٽ} \]
\[ [A] = 1 \ٽيڪسٽ{ ايم} \ٽائيمز e^{-1.0 \ٽيڪسٽ{ ايس}^{-1} \ٽائيمز 5 \ٽيڪسٽ{ ايس}} \]
\[ [الف] = اي ^{-5} \ٽيڪسٽ{ ايم} \]
رد عمل 2: ب کان ج تائين
\[ \frac{d[B]}{dt} = k_1 [A] – k_2 [B] \]
\[ \frac{d[B]}{dt} = 1.0 \ٽيڪسٽ{ ايس}^{-1} \ٽائيم [اي] – 0.1 \ٽيڪسٽ{ ايس}^{-1} \ٽائيم [بي] \]
هن فرق جي مساوات جي تجزياتي يا عددي حل کي استعمال ڪندي (عام طور تي يولر يا رنج-ڪٽا طريقو):
\[ [ب] \لڳ ڀڳ 0.316 \ٽيڪسٽ{ م} \]
تنهن ڪري، 5 سيڪنڊن کان پوءِ، A جو ڪنسنٽريشن تقريباً \( e^{-5} \text{ M} \) آهي ۽ B جو ڪنسنٽريشن تقريباً 0.316 M آهي.
نتيجو
ڪيمسٽري ۾ رد عمل جي شرح هڪ اهم موضوع آهي، جيڪو ان شرح کي ظاهر ڪري ٿو جنهن تي رد عمل ڪندڙن جي ڪنسنٽريشن شين ۾ تبديل ٿئي ٿي. مٿي ڏنل مثال جي مسئلن ۾، اسان بحث ڪيو آهي ته سراسري رد عمل جي شرح کي ڪيئن ڳڻيو وڃي، رد عمل جي ترتيب کي ڪيئن طئي ڪيو وڃي، ۽ رد عمل جي شرح کي مسلسل ڪيئن ڳڻيو وڃي. انهن تصورن کي سمجهڻ اسان کي انهن کي مختلف عملي حالتن ۾ لاڳو ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو، ٻنهي ليبارٽري ۽ صنعتي عملن ۾.
