પ્રક્રિયા ભાગફળ Q

પ્રક્રિયા ભાગફળ $Q$Q આપેલા સમયે પ્રક્રિયામાં હાજર પ્રક્રિયકો અને નીપજોના સાપેક્ષ જથ્થાનું માપન કરે છે.

પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા $\text{aA} + \text{bB} \rightleftharpoons \text{cC} + \text{dD}$start text, a, A, end text, plus, start text, b, B, end text, \rightleftharpoons, start text, c, C, end text, plus, start text, d, D, end text માટે, જ્યાં $\text a$start text, a, end text, $\text b$start text, b, end text, $\text c$start text, c, end text,, અને $\text d$start text, d, end text સંતુલિત પ્રક્રિયા માટે તત્વયોગમિતીય સહગુણકો છે, આપણે નીચેના સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને $Q$Q ની ગણતરી કરી શકીએ:

આ પદાવલિ પરિચિત લાગે છે, કારણકે $Q$Q સંકલ્પના છે જે સંતુલન અચળાંક $K$K સાથે નજીકથી સંબંધિત છે. $K$K થી વિપરીત, જે સંતુલન સાંદ્રતા પર આધારિત છે, આપણે સંતુલન પર હોઈએ કે નહિ તેમછતાં $Q$Q ની ગણતરી કરી શકાય.

$Q$Q નું મૂલ્ય આપણને જણાવે છે કે આપણી પાસે પ્રક્રિયા પાત્રમાં શું છે. તેનો ચોક્કસ અર્થ શું થાય? વિચારવાની શરૂઆત કરીએ. પ્રક્રિયા કે જેના માટે ફક્ત શરૂઆતના જ દ્રવ્ય છે, નીપજની સાંદ્રતા $[\text C]=[\text D]=0$open bracket, start text, C, end text, close bracket, equals, open bracket, start text, D, end text, close bracket, equals, 0 છે. અંશ શૂન્ય છે, તેથી $Q=0$Q, equals, 0. પ્રક્રિયા કે જેની પાસે ફક્ત નીપજ છે, આપણી પાસે સમીકરણના છેદમાં $[\text A]=[\text B]=0$open bracket, start text, A, end text, close bracket, equals, open bracket, start text, B, end text, close bracket, equals, 0 છે, તેથી $Q$Q અનંત રીતે મોટો છે. મોટે ભાગે, આપણી પાસે પ્રક્રિયકો અને નીપજોનું મિશ્રણ હોય છે, પણ તમે હજુ યાદ રાખી શકો કે $Q$Q ની તદ્દન નાની કિંમતો તમને જણાવે કે તમારી પાસે ફક્ત પ્રક્રિયકો છે અને $Q$Q ની મોટી કિંમતો પ્રક્રિયા પાત્રમાં ફક્ત નીપજો છે એવું જણાવે.

આપેલી પ્રક્રિયા માટે $Q$Q અને $K$K ની સરખામણી આપણને જણાવે કે સંતુલન સુધી પહોંચવા પ્રક્રિયાએ કઈ દિશામાં જવાની જરૂર છે. તમે આને લ શેટેલિયરના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરવાની બીજી રીતે તરીકે વિચારી શકો.

લ શેટેલિયરના સિદ્ધાંત પરથી, આપણે જાણીએ છીએ કે જ્યારે તાણ લાગુ પાડવામા આવે જે સંતુલન પરથી પ્રક્રિયાને ખસેડે, ત્યારે પ્રક્રિયા સંતુલન ફરી પાછું મેળવવાનો પ્રયત્ન કરશે. $Q$Q અને $K$K ની સરખામણી કરીને, આપણે જોઈ શકીએ કે પ્રક્રિયા કઈ રીતે નિયમન કરે છે—શું તે વધુ નીપજ બનાવવાનો પ્રયત્ન કરે છે, અથવા શું તે વધુ પ્રક્રિયક બનાવવા નીપજ લે છે? વૈકલ્પિક રીતે, શું આપણે પહેલાથી સંતુલન પર છીએ?

ત્યાં ધ્યાનમાં લેવા માટે ત્રણ પરિસ્થિતિઓ છે:

ચાલો ફરી પાછા ઉપર $Q$Q ની પદાવલિ વિશે વિચારીએ. આપણી પાસે અંશમાં નીપજ સાંદ્રતા, અથવા આંશિક દબાણ છે, અને છેદમાં, પ્રક્રિયક સાંદ્રતા, અથવા આંશિક દબાણ છે. પરિસ્થિતિમાં જ્યાં $Q>K$Q, is greater than, K, આ સૂચવે છે કે આપણી પાસે સંતુલન આગળ હોય એના કરતા વધુ નીપજ હાજર છે. તેથી, પ્રક્રિયા કેટલીક વધારાની નીપજનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રયત્ન કરશે અને સંતુલન સુધી પહોંચવા માટે પ્રતિગામી પ્રક્રિયાની તરફેણ કરશે.

આ પરિસ્થિતિમાં, નીપજ અને પ્રક્રિયકનો ગુણોત્તર સંતુલન આગળ તંત્ર માટેના તે કરતા ઓછો છે. બીજા શબ્દોમાં, પ્રક્રિયકની સાંદ્રતા સંતુલન આગળ હોય તેના કરતા વધુ છે; તમે આને નીપજ સાંદ્રતા ઓછી છે એવું પણ વિચારી શકો. સંતુલન સુધી પહોંચવા માટે, પ્રક્રિયા પુરોગામી પ્રક્રિયાની તરફેણ કરે અને વધુ નીપજ બનાવવા માટે વધારાના કેટલાક પ્રક્રિયકનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રયત્ન કરે.

વાહ! પ્રક્રિયા પહેલેથી જ સંતુલ આગળ છે! આપણી સાંદ્રતાઓ બદલાતી નથી કારણકે પુરોગામી અને પ્રતિગામી પ્રક્રિયાનો વેગ સમાન છે.

આપણે જાણીએ છીએ કે $Q$Q પાસે શૂન્ય (બધા પ્રક્રિયકો)થી અનંત મોટી (બધી નીપજો) કિંમતો હોઈ શકે. આપણે એ પણ જાણીએ છીએ કે પ્રક્રિયા જો પહેલેથી સંતુલન આગળ ન હોય તો તે સંતુલન સુધી પહોંચવા સાંદ્રતાઓનું નિયમન કરશે. આ સંકલ્પના વિશે વિચારવાની બીજી રીત $Q$Q ની બધી જ શક્ય કિંમતો માટે સંખ્યારેખા દોરવાની છે:

બાબતોને થોડું સાદુંરૂપ આપવા, આપણે રેખાને અંદાજે ત્રણ વિભાગમાં વહેંચીએ. $Q$Q ની ખુબ નાની કિંમતો, ~$10^{-3}$10, start superscript, minus, 3, end superscript અથવા તેનાથી ઓછા માટે, પ્રક્રિયા પાસે મોટે ભાગે પ્રક્રિયક છે. $Q$Q ની મધ્યવર્તી કિંમતો માટે, ~$10^{-3}$10, start superscript, minus, 3, end superscript અને $10^3$10, cubed ની વચ્ચે, આપણી પાસે પ્રક્રિયા પાત્રમાં પ્રક્રિયક અને નીપજ બંને સારા પ્રમાણમાં છે. અંતે, જયારે $Q$Q મોટો હોય, ~$10^3$10, cubed થી વધુ, ત્યારે આપણી પાસે મોટે ભાગે નીપજ છે.

જો તમે સંખ્યા રેખા પર $Q$Q અને $K$K બંનેનું આલેખન કરો, તો $Q$Q થી $K$K સુધી જવા આપણે જે દિશામાં ખસીએ છીએ તે આપણને જણાવે કે પ્રક્રિયા કઈ રીતે નિયમન કરવાનો પ્રયત્ન કરે છે. જો આપણે જમણી બાજુ ખસીએ, તો આપણે વધુ નીપજ બનાવવા માટે સાંદ્રતાને ખસેડીએ અને પુરોગામી પ્રક્રિયાની તરફેણ કરીએ. જો આપણે ડાબી બાજુ શૂન્ય તરફ ખસીએ, તો આપણે વધુ પ્રક્રિયક બનાવવાની દિશા તરફ જઈ રહ્યા છીએ અને પ્રતિગામી પ્રક્રિયાની તરફેણ કરીએ છીએ.

નીચે સાંદ્રતાઓ આપેલી છે, $Q$Q શું છે?
અને, જો $K=1.0$K, equals, 1, point, 0, તો $Q$Q ની તે કિંમત આગળ પ્રક્રિયા કઈ બાજુ તરફેણ કરે?

આપણે સંતુલિત પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને અને પછી આપેલી સાંદ્રતાનો ઉપયોગ કરીને સમીકરણ લખીને $Q$Q ની ગણતરી કરી શકીએ.

જો આપણે $Q$Qસાથે $K$K ની સરખામણી કરીએ, તો આપણે જોઈ શકીએ કે $Q > K$Q, is greater than, K. આ આપણને જણાવે છે કે આપણી પાસે સંતુલનની સરખામણીમાં વધુ નીપજ છે અને તેથી પ્રતિગામી પ્રક્રિયાની તરફેણ થશે.

જો આપણે $Q$Q અને $K$K બંનેની કિંમતો સાથે સંખ્યા રેખા દોરીએ, તો આપણને કંઈક આવું મળે:

આપણે જોઈ શકીએ કે $Q$Q નજીકના વિસ્તારમાં છે જ્યાં આપણી પાસે મોટે ભાગે નીપજ છે, જે $K$K ની જમણી બાજુએ છે. પ્રક્રિયા $K$K ની નજીક ખસવાનો પ્રયત્ન કરશે, તેથી આપણે તે શીફ્ટની દિશા માટે એરો દોરી શકીએ. આ એરો $Q$Q થી શરૂ થાય છે અને $K$K તરફ જાય છે, અને તે મોટે ભાગે પ્રક્રિયકવાળા વિસ્તાર તરફ પણ જાય છે. તે આપણને જણાવે છે કે વધુ પ્રક્રિયક બનાવવા અને વધુ નીપજ લેવા માટે પ્રક્રિયા પ્રતિગામી પ્રક્રિયાની તરફેણ કરશે.

તમે જોઈ શકો તેમ, બને રીત એકસમાન જવાબ આપે છે, તેથી તમારે નક્કી કરવાનું છે કે કઈ રીત તમારા માટે શ્રેષ્ઠ છે!

પ્રક્રિયા સંતુલન સુધી પહોંચવા શું કરશે તેનું અનુમાન કરવા આપણે પ્રક્રિયા ભાગફળ $Q$Q ની સરખામણી સંતુલન અચળાંક $K$K સાથે કરી શકીએ. વધારામાં, તમે જોશો કે રસાયણવિજ્ઞાનના બીજા વિષય અને સમીકરણમાં પણ $Q$Q જોવા મળે છે કારણકે જયારે આપણે સંતુલનમાં ન હોઈએ ત્યારે વિવિધ થરમૉડાયનેમિક્સ રાશિઓનું શું થાય તે જાણવામાં આપણને રસ છે. વધુ માટે સાથે રહો!