મુખ્ય વિષયવસ્તુ
રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી
Course: રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી > Unit 12
Lesson 1: સંતુલન અચળાંકઆંશિક દબાણનો ઉપયોગ કરી સંતુલન અચળાંક Kp ની ગણતરી
વાયુ અવસ્થાની પ્રક્રિયાઓ માટે સંતુલન અચળાંક Kp ની વ્યાખ્યા, અને Kc પરથી Kp ની ગણતરી કઈ રીતે કરવી.
મુખ્ય બાબતો
- સંતુલન અચળાંક, K, start subscript, start text, p, end text, end subscript, આંશિક દબાણના સંદર્ભમાં સંતુલન આગળ પ્રક્રિયક અને નીપજની સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર બતાવે છે.
- વાયુ-અવસ્થા પ્રક્રિયા માટે, start text, a, A, end text, left parenthesis, g, right parenthesis, plus, start text, b, B, end text, left parenthesis, g, right parenthesis, \rightleftharpoons, start text, c, C, end text, left parenthesis, g, right parenthesis, plus, start text, d, D, end text, left parenthesis, g, right parenthesis, K, start subscript, start text, p, end text, end subscript માટેની પદાવલિ
- K, start subscript, start text, p, end text, end subscript નીચેના સમીકરણ વડે, મોલર સાંદ્રતા, K, start subscript, start text, c, end text, end subscript, ના સંદર્ભમાં સંતુલન અચળાંક સાથે સંબંધિત છે:
જ્યાં delta, start text, n, end text
પરિચય: સંતુલન અને K, start subscript, start text, c, end text, end subscript નો ઝડપી સારાંશ
જ્યારે પ્રક્રિયા સંતુલન આગળ હોય, ત્યારે પુરોગામી પ્રક્રિયા અને પ્રતિગામી પ્રક્રિયા પાસે એકસમાન વેગ હોય છે. સંતુલન આગળ પ્રક્રિયા ઘટકોની સાંદ્રતા અચળ હોય છે, તેમ છતાં પુરોગામી અને પ્રતિગામી પ્રક્રિયાઓ હજુ પણ થાય છે.
ચોક્કસ તાપમાન આગળ પ્રક્રિયા માટે સંતુલન આગળ સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર વવ્યાખ્યાયિત કરવા સંતુલન અચળાંક ઉપયોગી છે. વ્યાપક રીતે, આપણે સંતુલન અચળાંકને દર્શાવવા K અથવા K, start subscript, start text, c, end text, end subscript નો ઉપયોગ કરીએ છીએ. જ્યારે આપણે K, start subscript, start text, c, end text, end subscript નો ઉપયોગ કરીએ, ત્યારે સબસ્ક્રીપટ c નો અર્થ થાય કે બધી સાંદ્રતાઓને મોલર સાંદ્રતા, અથવા start fraction, start text, મ, ો, લ, space, દ, ્, ર, ા, વ, ્, ય, end text, divided by, start text, L, space, દ, ્, ર, ા, વ, ણ, end text, end fraction ના સંદર્ભમાં દર્શાવી છે.
K, start subscript, start text, p, end text, end subscript vs. K, start subscript, start text, c, end text, end subscript: સાંદ્રતાને બદલે આંશિક દબાણનો ઉપયોગ
જ્યારે પ્રક્રિયા ઘટકો વાયુ હોય, ત્યારે આપણે આંશિક દબાણના સંદર્ભમાં પણ સંતુલન આગળ રસાયણના જથ્થાને દર્શાવી શકીએ. જ્યારે આંશિક દબાણના સંદર્ભમાં વાયુ સાથે સંતુલન અચળાંક લખવામાં આવ્યો હોય, ત્યારે સંતુલન અચળાંકને સંજ્ઞા K, start subscript, start text, p, end text, end subscript તરીકે લખાય છે. સબસ્ક્રીપટ p પેંગ્વિન માટે છે.
ઉદાહરણ તરીકે, ધારો કે આપણી પાસે નીચે સંતુલિત વાયુ-અવસ્થાની પ્રક્રિયા છે:
આ સમીકરણમાં, પ્રક્રિયક start text, A, end text ના start text, a, end text મોલ પ્રક્રિયક start text, B, end text ના start text, b, end text મોલ સાથે પ્રક્રિયા કરીને નીપજ start text, C, end text ના start text, c, end text મોલ અને નીપજ start text, D, end text ના start text, d, end text મોલ બનાવે છે.
જો આપણે સંતુલન આગળ દરેક ઘટકનું આંશિક દબાણ જાણતા હોઈએ, જ્યાં start text, A, end text, left parenthesis, g, right parenthesis ના આંશિક દબાણને start text, P, end text, start subscript, start text, A, end text, end subscript તરીકે બતાવ્યું છે, તો આ પ્રક્રિયા માટે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript માટેની પદાવલિ
K, start subscript, start text, p, end text, end subscript ની ગણતરી કરતી વખતે નીચેની બાબતોને યાદ રાખો:
- ખાતરી કરો કે પ્રક્રિયા સંતુલિત છે! અથવા, તત્વયોગમિતિય ગુણકો અને સંતુલન અચળાંકમાં ઘાતાંકો ખોટા થશે.
- શુદ્ધ પ્રવાહી અથવા ઘન પાસે સંતુલન પદાવલિમાં સાંદ્રતા 1 હોય છે. K, start subscript, start text, c, end text, end subscript ની ગણતરી કરતી વખતે આ સમાન જ છે.
- K, start subscript, start text, p, end text, end subscript ને ઘણી વાર એકમ વગર લખવામાં આવે છે. K, start subscript, start text, p, end text, end subscriptની કિંમત આંશિક દબાણ માટે ઉપયોગી એકમ પર આધાર રાખે છે, તેથી K, start subscript, start text, p, end text, end subscript ના પ્રશ્નોને ઉકેલતી વખતે તમારે પુસ્તકમાં વપરાયેલા દબાણના એકમોને ચકાસવાની જરૂર છે.
- K, start subscript, start text, p, end text, end subscript ની ગણતરી માટે ઉપયોગી બધા જ આંશિક દબાણ પાસે એકસમાન એકમ હોવા જોઈએ.
- ઘન અને શુદ્ધ પ્રવાહીને સમાવતી પ્રક્રિયા માટે આપણે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript લખી શકીએ કારણકે સંતુલન પદાવલિમાં તેઓ દેખાતા નથી.
વાયુ સાંદ્રતા અને આંશિક દબાણ વચ્ચે ફેરવવું
આપણે આદર્શ વાયુ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને વાયુ સાંદ્રતાને—start text, M, end text અથવા start fraction, start text, m, o, l, end text, divided by, start text, L, end text, end fractionએકમમાં—આંશિક દબાણમાં ફેરવી શકીએ. મોલર સાંદ્રતા એ વાયુના મોલની સંખ્યા પ્રતિ કદ, અથવા start fraction, start text, n, end text, divided by, start text, V, end text, end fractionછે, તેથી આપણે નીચે મુજબ start text, P, end text અને start fraction, start text, n, end text, divided by, start text, V, end text, end fraction વચ્ચેનો સંબંધ મેળવવા આદર્શ વાયુ સમીકરણને ફરીથી ગોઠવી શકીએ:
તાપમાન start text, T, end text આગળ K, start subscript, start text, c, end text, end subscript અને K, start subscript, start text, p, end text, end subscript ની વચ્ચે સીધું ફેરવવા માટે સમીકરણ તારવવા આપણે આ સંબંધનો ઉપયોગ કરી શકીએ, જ્યાં start text, R, end text વાયુ અચળાંક છે:
સંજ્ઞા delta, start text, n, end text સંતુલિત સમીકરણમાં નીપજ બાજુ વાયુના મોલની સંખ્યા ઓછા પ્રક્રિયક બાજુ વાયુના મોલની સંખ્યા છે:
કેટલાક ઉદાહરણમાં આ સમીકરણનો ઉપયોગ કરવાનો મહાવરો કરીએ!
ઉદાહરણ 1: આંશિક દબાણ પરથી K, start subscript, start text, p, end text, end subscript શોધવું
નીચેની વાયુ-અવસ્થા પ્રક્રિયા માટે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript શોધવાનો પ્રયત્ન કરીએ:
કોઈક તાપમાન start text, T, end text માટે સંતુલન આગળ દરેક ઘટક માટે આંશિક દબાણ આપણે જાણીએ છીએ:
તાપમાન start text, T, end text આગળ, આ પ્રક્રિયા માટે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript શું છે?
સૌપ્રથમ આપણે આપણા સંતુલિત સમીકરણ માટે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript પદાવલિ લખી શકીએ:
હવે આપણે સંતુલન પદાવલિમાં સંતુલિત આંશિક દબાણમાં કિંમત મૂકીને K, start subscript, start text, p, end text, end subscript માટે ઉકેલી શકીએ:
ઉદાહરણ 2: K, start subscript, start text, c, end text, end subscript પરથી K, start subscript, start text, p, end text, end subscript શોધવું
હવે જુદી પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયાને જોઈએ:
જો આ પ્રક્રિયા માટે 400, start text, K, end text આગળ K, start subscript, start text, c, end text, end subscript 4, point, 5, times, 10, start superscript, 4, end superscript હોય, તો તે જ સમાન તાપમાન આગળ, સંતુલન અચળાંક, K, start subscript, start text, p, end text, end subscript, શું છે?
વાયુ અચળાંકનો ઉપયોગ કરો જે આંશિક દબાણના એકમ બાર માટે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript આપશે.
આ પ્રશ્નને ઉકેલવા માટે, આપણે બે સંતુલન અચળાંક વચ્ચેના સંબંધનો ઉપયોગ કરી શકીએ:
delta, start text, n, end text શોધવા માટે, આપણે પ્રક્રિયાની નીપજ બાજુ પરથી વાયુના મોલની સરખામણી પ્રક્રિયક બાજુ પરના વાયુના મોલ સાથે કરી શકીએ:
આપણે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript શોધવા માટે K, start subscript, start text, c, end text, end subscript, start text, T, end text, અને delta, start text, n, end text માટેની જ્ઞાત કિંમતોને હવે મૂકી શકીએ. આપણે આપણા સમીકરણમાં વાયુ અચળાંક start text, R, end text ના એકમની નોંધ રાખવા માંગીશું તેથી તે નક્કી કરશે કે આપણે બાર અથવા atm ના આંશિક દબાણ માટે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript ની ગણતરી કરવા માંગીએ છીએ કે નહિ. જ્યારે આંશિક દબાણનો એકમ બાર હોય,ત્યારે આપણે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript ની ગણતરી કરવા માંગીએ છીએ, આપણે start text, R, end text, equals, 0, point, 08314, start fraction, start text, L, end text, dot, start text, b, a, r, end text, divided by, start text, K, end text, dot, start text, m, o, l, end text, end fraction નો ઉપયોગ કરીશું.
નોંધો કે જો આપણે atm ના સંદર્ભમાં વ્યાખ્યાયિત વાયુ અચળાંકનો ઉપયોગ કરીએ, તો આપણને K, start subscript, start text, p, end text, end subscript ની જુદી કિંમત મળે.
ઉદાહરણ 3: કુલ દબાણ પરથી K, start subscript, start text, p, end text, end subscript શોધવું
અંતે, પાણીના વિઘટન માટે સંતુલન અચળાંકને ધ્યાનમાં લઈએ:
ધારો કે પ્રારંભમાં ત્યાં કોઈ હાઇડ્રોજન કે ઓક્સિજન વાયુ હાજર નથી. પ્રક્રિયા જેમ સાન્તુએલન તરફ આગળ વધે, તેમ કુલ દબાણ વધીને 2.10atm થાય છે.
આ માહિતીના આધારે, પ્રક્રિયા માટે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript શું છે?
આ પ્રશ્ન કરવા માટે, ICE ટેબલનો ઉપયોગ કરીને આંશિક દબાણની કલ્પના કરવી મદદરૂપ થશે.
નોંધો કે આપણે K, start subscript, start text, p, end text, end subscript માટેની ગણતરીમાં શુદ્ધ પ્રવાહીનો સમાવેશ કરતા નથી; આ ટેબલ ફક્ત બે વાયુમય નીપજ માટે આંશિક દબાણની માહિતીનો સમાવેશ કરે છે. પ્રારંભમાં પ્રણાલીમાં ત્યાં કોઈ નીપજ નથી, તેથી આપણે ટેબલની પ્રથમ હરોળને શૂન્ય સાથે ભરી શકીએ.
સમીકરણ | 2, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, \rightleftharpoons | 2, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, left parenthesis, g, right parenthesis | start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript, left parenthesis, g, right parenthesis | |
---|---|---|---|---|
પ્રારંભિક | N/A | 0, start text, a, t, m, end text | 0, start text, a, t, m, end text | |
ફેરફાર | N/A | plus, 2, x | plus, x | |
સંતુલન | N/A | 2, x | x |
હવે, જ્યારે પ્રક્રિયા સંતુલન આગળ પહોંચે ત્યારે આંશિક દબાણ કઈ રીતે બદલાય છે તે દર્શાવવા સંતુલિત સમીકરણને જોઈએ તત્વયોગમિતિય સહગુણકોને આધારે, આપણે જાણીએ છીએ કે start text, P, end text, start subscript, start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript, end subscript માટેની કિંમત x વડે વધે, start text, P, end text, start subscript, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, end subscript માટે ફેરફાર બમણો, 2, x થશે. ટેબલમાં ત્રીજી હરોળ સંતુલન આગળનું આંશિક દબાણ દર્શાવવા પ્રથમ બે હરોળની પદાવલિઓનો સરવાળો છે.
આ બિંદુ આગળ, x માટે ઉકેલવા આપણને ડાલ્ટનનો નિયમ મદદ કરી શકે. ડાલ્ટનના નિયમ પરથી આપણે જાણીએ છીએ કે પ્રણાલીનું કુલ દબાણ, start text, P, end text, start subscript, start text, t, o, t, a, l, end text, end subscript, બરાબર પ્રણાલીમાંના દરેક ઘટક માટે આંશિક દબાણનો સરવાળો થાય.
સંતુલન કિંમતોનો ઉપયોગ કરીને, આપણે નીચે મુજબ આપણી પ્રક્રિયા માટે કુલ દબાણ દર્શાવી શકીએ:
અવલોકન કરેલા કુલ દબાણ 2.10atm નો ઉપયોગ કરીને, આપણે x માટે ઉકેલી શકીએ:
ICE ટેબલની અંતિમ હરોળમાં x માટે 0.70atm ની કિંમત મૂકીને, આપણે હવે બે વાયુઓ માટે સંતુલન આંશિક દબાણ શોધી શકીએ:
પ્રક્રિયા માટે સંતુલન પદાવલીને હવે આપણે સેટ કરી શકીએ અને K, start subscript, start text, p, end text, end subscript માટે ઉકેલીએ:
સારાંશ
- સંતુલન અચળાંક, K, start subscript, start text, p, end text, end subscript, આંશિક દબાણના સંદર્ભમાં સંતુલન આગળ પ્રક્રિયક અને નીપજની સાંદ્રતાનો ગુણોત્તર બતાવે છે.
- વાયુ-અવસ્થા પ્રક્રિયા માટે, start text, a, A, end text, left parenthesis, g, right parenthesis, plus, start text, b, B, end text, left parenthesis, g, right parenthesis, \rightleftharpoons, start text, c, C, end text, left parenthesis, g, right parenthesis, plus, start text, d, D, end text, left parenthesis, g, right parenthesis, K, start subscript, start text, p, end text, end subscript માટેની પદાવલિ
- K, start subscript, start text, p, end text, end subscript નીચેના સમીકરણ વડે, મોલર સાંદ્રતા, K, start subscript, start text, c, end text, end subscript, ના સંદર્ભમાં સંતુલન અચળાંક સાથે સંબંધિત છે
જ્યાં delta, start text, n, end text
વાર્તાલાપમાં જોડાવા માંગો છો?
No posts yet.