مثال طور سوال جيڪي ايڪسوٿرمڪ ۽ اينڊوٿرمڪ رد عمل تي بحث ڪن ٿا
ڪيميائي رد عمل هڪ اهڙو عمل آهي جنهن ۾ هڪ يا وڌيڪ مادا هڪ يا وڌيڪ نون مادن ۾ تبديل ٿي ويندا آهن. انهن رد عملن کي بنيادي طور تي توانائي جي تبديلين جي بنياد تي ٻن قسمن ۾ ورهائي سگهجي ٿو: خارجي حرارتي رد عمل ۽ خارجي حرارتي رد عمل. هن مضمون ۾، اسان خارجي حرارتي ۽ خارجي حرارتي رد عمل سان لاڳاپيل وصفن، فرقن، مثالن ۽ ڪيترن ئي مسئلن کي حل ڪرڻ وارن مسئلن کي چڱي طرح سان ڳولينداسين.
ايڪسوٿرمڪ ۽ اينڊوٿرمڪ رد عمل کي سمجهڻ
خارجي حرارتي رد عمل
هڪ خارجي حرارتي رد عمل هڪ قسم جو ڪيميائي رد عمل آهي جيڪو توانائي کي آس پاس جي ماحول ۾ خارج ڪري ٿو، عام طور تي گرمي جي صورت ۾. هن رد عمل ۾، شين جي توانائي رد عمل ڪندڙن جي توانائي کان گهٽ هوندي آهي، تنهنڪري اضافي توانائي خارج ٿيندي آهي. خارجي حرارتي رد عمل جون عام مثالون ايندھن جو ٻرڻ ۽ سيلولر تنفس آهن.
خارجي حرارتي رد عمل جون مثالون:
\[ سي + او_2 \رائيٽ آرو CO_2 + \ٽيڪسٽ{توانائي} \]
مٿي ڏنل مساوات ۾، ڪاربان (C) جو آڪسيجن (O\(_2\)) سان جلڻ سان ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ (CO\(_2\)) پيدا ٿئي ٿو ۽ گرمي جي صورت ۾ توانائي خارج ٿئي ٿي.
اينڊوٿرمڪ رد عمل
ان جي ابتڙ، هڪ اينڊوٿرمڪ رد عمل ماحول مان توانائي جذب ڪري ٿو، عام طور تي گرمي جي صورت ۾. رد عمل ڪندڙن جي توانائي شين جي ڀيٽ ۾ گهٽ هوندي آهي، تنهنڪري اڳتي وڌڻ لاءِ ٻاهرين توانائي جي ضرورت پوندي آهي. اينڊوٿرمڪ رد عمل جون عام مثالون فتوسنٿيسس ۽ حرارتي خرابي آهن.
اينڊوٿرمڪ رد عمل جون مثالون:
\[ 6CO_2 + 6H_2O + \ٽيڪسٽ{توانائي} \رائيٽ آرو C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \]
فوٽو سنٿيسس، جنهن ۾ ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ (CO\(_2\)) ۽ پاڻي (H\(_2\)O) سج جي روشني مان توانائي جي اضافي سان گڏ گلوڪوز (C\(_6\)H\(_12\)O\(_6\)) ۽ آڪسيجن (O\(_2\)) پيدا ڪن ٿا.
ايڪسوٿرمڪ ۽ اينڊوٿرمڪ رد عملن جي وچ ۾ فرق
ايڪسوٿرمڪ ۽ اينڊوٿرمڪ رد عملن جي وچ ۾ مکيه فرق هيٺ ڏنل آهن:
1. توانائي ۾ تبديليون:
- خارجي گرمي: توانائي خارج ڪري ٿو.
- اينڊوٿرميڪ: توانائي جذب ڪري ٿو.
2. توانائي جا ذريعا:
- خارجي حرارتي: توانائي نظام مان ايندي آهي.
- اينڊوٿرمڪ: توانائي ٻاهران سسٽم ۾ شامل ڪئي ويندي آهي.
3. اينٿالپي (\(\ڊيلٽا ايڇ\)):
- خارجي حرارتي: \(\ڊيلٽا ايڇ\) منفي آهي.
- اينڊوٿرمڪ: \(\ڊيلٽا ايڇ\) مثبت.
4. عام مثال:
- خارجي هوا: ٻرڻ، سيلولر ساهه کڻڻ.
- اينڊوٿرميڪ: فوٽوسنٿيسس، حرارتي خرابي.
نموني سوال ۽ بحث
هيٺ ڏنل سوالن ۽ بحثن جا ڪيترائي مثال آهن ته جيئن ايڪسوٿرمڪ ۽ اينڊوٿرمڪ رد عملن بابت وڌيڪ تفصيل سان سمجهي سگهجي.
مثال مسئلو 1 (ايڪسوٿرمڪ رد عمل)
سوال: ميٿين جو جلڻ (\( CH_4 \)) هڪ خارجي حرارتي رد عمل جو هڪ مثال آهي. سادي رد عمل مساوات هي آهي:
\[ CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O + \text{توانائي} \]
جيڪڏهن ري ايڪٽنٽ ۽ پراڊڪٽس لاءِ بانڊ توانائيون هيٺ ڏنل آهن ته اينٿالپي تبديلي (\(\ڊيلٽا ايڇ\)) جو حساب ڪريو:
– بانڊ توانائي \( CH_4 \) = 1640 kJ/mol
– بانڊ توانائي \( O_2 \) = 994 kJ/mol
– بانڊ توانائي \( CO_2 \) = 1592 kJ/mol
– بانڊ توانائي \( 2H_2O \) = 1856 kJ/mol
بحث:
رد عمل ڪندڙن جي ڪل توانائي:
\[ E_{\ٽيڪسٽ{ري ايڪٽنٽ}} = E_{CH_4} + 2 \ ڀيرا E_{O_2} = 1640 + 2 \ ڀيرا 994 = 2628 \ٽيڪسٽ{ ڪلو جِل/مول} \]
پيداوار جي ڪل توانائي:
\[ E_{\text{پيداوار}} = E_{CO_2} + 2 \ ڀيرا E_{H_2O} = 1592 + 1856 = 3448 \text{ kJ/mol} \]
اينٿالپي تبديلي (\(\ڊيلٽا ايڇ\)):
\[ \ڊيلٽا ايڇ = E_{\ٽيڪسٽ{پيداوار}} – E_{\ٽيڪسٽ{ري ايڪٽنٽ}} = 3448 – 2628 = 820 \ٽيڪسٽ{ ڪلو جِل/مول} \]
جيئن ته هي هڪ خارجي حرارتي رد عمل آهي، توانائي خارج ٿيندي تنهنڪري \(\ڊيلٽا ايڇ\) منفي هوندو:
\[ \ڊيلٽا ايڇ \تقريبن -820 \ٽيڪسٽ{ ڪلو جول/مول} \]
مثال مسئلو 2 (انڊوٿرمڪ رد عمل)
سوال: ڪيلشيم ڪاربونيٽ (\( CaCO_3 \)) جو ڪيلشيم آڪسائيڊ (\( CaO \)) ۽ ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ (\( CO_2 \)) ۾ ٽٽڻ هڪ اينڊوٿرمڪ رد عمل آهي جيڪو هن ريت پيش ڪيو ويو آهي:
\[ CaCO_3 \ ساڄي تير CaO + CO_2 \]
جيڪڏهن 1 مول \( CaCO_3 \) کي ٽوڙڻ لاءِ 178 kJ توانائي گهربل آهي، ته اينٿالپي تبديلي (\(\ڊيلٽا H\)) جو حساب ڪريو.
بحث:
جيئن ته رد عمل ٿيڻ لاءِ نظام ۾ توانائي شامل ڪرڻ ضروري آهي، هي هڪ اينڊوٿرمڪ رد عمل آهي. تنهن ڪري، \(\ڊيلٽا ايڇ\) مثبت ۽ شامل ڪيل توانائي جي برابر هوندو:
\[ \ڊيلٽا ايڇ = +178 \ٽيڪسٽ{ ڪلو جول/مول} \]
مثال سوال 3 (رد عمل جي سڃاڻپ)
سوال: سڃاڻپ ڪريو ته هيٺ ڏنل رد عمل خارجي يا انڊوٿرمي آهي:
1. \[ 2H_2 + O_2 \ rightarrow 2H_2O + \ text{Energy} \]
2. \[ NH_4NO_3 + \ٽيڪسٽ{توانائي} \رائيٽ آرو NH_4^+ + NO_3^- \]
بحث:
1. هي رد عمل هڪ خارجي حرارتي رد عمل آهي ڇاڪاڻ ته اهو پاڻي (H2O) پيدا ڪري ٿو ۽ توانائي (گرمي) خارج ڪري ٿو. هائيڊروجن جو ٻرڻ وارو رد عمل هڪ خارجي حرارتي رد عمل جي هڪ عام مثال آهي.
2. هي رد عمل هڪ اينڊوٿرمڪ رد عمل آهي ڇاڪاڻ ته اهو امونيم نائٽريٽ (NH\(_4\)NO\(_3\)) کي امونيم آئن (NH\(_4^+\)) ۽ نائٽريٽ آئن (NO\(_3^-\)) ۾ ٽوڙڻ لاءِ توانائي جذب ڪري ٿو. هي هڪ مرحلي جي تبديلي يا ڪيميائي خرابي جو هڪ عام مثال آهي جنهن کي توانائي جي جذب جي ضرورت هوندي آهي.
نتيجو
ڪيترن ئي ڪيميائي عملن ۽ عملي حقيقي دنيا جي ايپليڪيشنن ۾ ايڪسوٿرمڪ ۽ اينڊوٿرمڪ رد عمل اهم ڪردار ادا ڪن ٿا. ايڪسوٿرمڪ رد عمل استعمال لائق توانائي خارج ڪن ٿا، جڏهن ته اينڊوٿرمڪ رد عمل کي ٿيڻ لاءِ ماحول مان توانائي جي ضرورت هوندي آهي. سائنس ۽ انجنيئرنگ ۾ انهن تصورن کي لاڳو ڪرڻ لاءِ ٻنهي جي وچ ۾ بنيادي فرق کي سمجهڻ تمام ضروري آهي. مٿي ڏنل مسئلن جي بحث کي واضح ڪرڻ ۾ مدد ڪرڻ گهرجي ته انهن ٻن قسمن جي رد عملن ۾ توانائي جي تبديلين کي ڪيئن سڃاڻجي ۽ حساب ڪجي.
