મુખ્ય વિષયવસ્તુ
રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી
Course: રસાયણવિજ્ઞાન લાઈબ્રેરી > Unit 5
Lesson 5: રાસાયણિક પ્રક્રિયાના પ્રકારવિસ્થાપન પ્રક્રિયા
વિસ્થાપન પ્રક્રિયાની વ્યાખ્યા. સક્રિયતા શ્રેણીનો ઉપયોગ કરીને નીપજ નક્કી કરવી અને અનુમાન લગાવવું.
એક જ વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ શું છે?
અદલાબદલીની પ્રક્રિયા, જેને કેટલીક વાર એક જ વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ કહેવામાં આવે છે, એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં સંયોજનમાં એક તત્વનું બીજા તત્વ માટે વિસ્થાપન થાય છે. શરૂઆતના પદાર્થો હંમેશા શુદ્ધ તત્વો, જેમ કે શુદ્ધ ઝિંક ધાતુ અથવા હાઇડ્રોજન વાયુ, વત્તા જલીય સંયોજન હોય છે. જ્યારે વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થાય, ત્યારે નવા જલીય સંયોજન અને જુદા શુદ્ધ તત્વો નીપજ તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. વિસ્થાપન પ્રક્રિયાની વ્યાપક ભાત નીચે બતાવેલી છે.
start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39, start text, B, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54, right arrow, start color #df0030, start text, A, end text, end color #df0030, plus, start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54, start text, B, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis
space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, \downarrow, space, space, space, space, space, space, space, space, \downarrow, space, space, space, space, space, space, space, space, space
start color #11accd, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, start text, શ, ુ, દ, ્, ધ, space, ત, ત, ્, વ, ો, !, end text, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, end color #11accd
આપણે જોઈ શકીએ કે સંયોજન start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39, start text, B, end text માં નવું સંયોજન start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54, start text, B, end text અને તત્વ start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39 બનાવવા માટે start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39 નું start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54 વડે વિસ્થાપન થાય છે. બીજી બાબત જે તમે કદાચ નોંધી હશે કે દ્રાવણમાં આયન તરીકે start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39 જોવા મળે છે પણ તે નીપજ બાજુએ તેના તત્વના સ્વરૂપમાં દેખાય છે. પ્રક્રિયક start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54 ઊલટું કરે છે: તે પ્રક્રિયક બાજુ તેના તત્વના સ્વરૂપથી શરૂઆત કરે છે, પણ સંયોજન start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54, start text, B, end text, left parenthesis, a, q, right parenthesis ના ભાગ તરીકે જલીય દ્રાવણમાં આયન તરીકે દેખાય છે.
ઉદાહરણ પ્રક્રિયા સાથે વ્યાખ્યાને સમજવાનો પ્રયત્ન કરીએ.
start color #e84d39, start text, A, g, end text, end color #e84d39, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start color #1fab54, start text, C, u, end text, end color #1fab54, left parenthesis, s, right parenthesis, right arrow, space, space, start text, question mark, end text
space, space, space, space, space, space, space, space, space, space, \downarrow
start color #ca337c, start text, ચ, ો, ખ, ્, ખ, ુ, ં, comma, space, ર, ં, ગ, વ, િ, હ, ી, ન, end text, end color #ca337c
space, space, space, space, space, start color #ca337c, start text, દ, ્, ર, ા, વ, ણ, end text, end color #ca337c
તમે કદાચ નોંધ્યું હશે કે ઉપરની પ્રક્રિયામાં નીપજોને હજુ સુધી દર્શાવવામાં આવી નથી. હકીકતમાં, પ્રક્રિયા થાય જ નહિ એવું પણ શક્ય છે! આપણે પછીના વિભાગમાં શોધીશું કે આપણે આ પ્રક્રિયા થશે કે નહિ અને કઈ નીપજો બને એનું અનુમાન લગાવી શકીએ. તે દરમિયાન, શું થઈ રહ્યું છે એ વિચારવાની શરૂઆત કરવા આપણે અવલોકનના કૌશલ્યનો ઉપયોગ કરી શકીએ.
વાસ્તવિક જીવનમાં આ પ્રક્રિયા કેવી દેખાય?
આપણે સિલ્વર (I) નાઇટ્રેટના ચોખ્ખા, રંગવિહીન દ્રાવણથી શરૂઆત કરીએ, પછી તેમાં ચળકતો તાંબાનો તાર મૂકીએ.
દ્રાવણ વાદળી રંગમાં ફેરવાય, તેમજ તાંબાનો તાર રાખોડી અને ઝાંખો દેખાવાની શરૂઆત થાય. સરસ!
હવે આ ઘટનાને રસાયણવિજ્ઞાન વડે સમજાવવાનો પ્રયત્ન કરીએ.
એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓની નીપજ નક્કી કરવી
જો આપણે એ શોધવાનો પ્રયત્ન કરી રહ્યા હોઈએ કે એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થશે કે નહિ, તો આપણે બે મુખ્ય પ્રશ્નનો જવાબ આપવાની જરૂર છે
1. આપેલી પ્રક્રિયામાં કયા બે તત્વો પોતાના સ્થાનની અદલાબદલી કરે છે?
વ્યાપક રીતે, તત્વો જે એનાયન બનાવી શકે તે સંયોજનમાં એનાયનનું વિસ્થાપન કરે છે, અને તત્વો જે કેટાયન બનાવી શકે તે સંયોજનમાં કેટાયનનું વિસ્થાપન કરે છે. આપેલા તત્વો કયા પ્રકારના આયન બનાવી શકે એ નક્કી કરવા આપણે નીચેના માર્ગદર્શનનો ઉપયોગ કરી શકીએ.
- ધાતુઓ સામાન્ય રીતે કેટાયન બનાવે છે. આ સમૂહ 1 અને 2, સમૂહ 13 અને 14 ના કેટલાક તત્વો, અને સંક્રાંતિ ધાતુઓનો સમાવેશ કરે છે.
- એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓમાં સામાન્ય અધાતુઓ સમૂહ 17 ના તત્વો છે, જે સામાન્ય રીતે 1- વીજભાર સાથે એનાયન બનાવે છે.
- હાઇડ્રોજન સામાન્ય રીતે એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં કેટાયન start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript બનાવે છે.
કોપર ધાતુ અને જલીય સિલ્વર (I) નાઇટ્રેટ સાથેની આપણી પ્રક્રિયામાં, કોપર ધાતુ કોપર કેટાયન બનવવા માટે પ્રક્રિયા કરશે કારણકે તે સંક્રાંતિ ધાતુ છે. નવો સંયોજન બનાવવા માટે સંયોજન start text, A, g, end text, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis માં કોપર કેટાયન સિલ્વર કેટાયનને બદલી શકે.
2. નવું સંયોજન કયું છે જે નીપજ તરીકે બનશે?
એકવાર આપણે આયનીય સંયોજનમાં કયા તત્વનું વિસ્થાપન થયું છે એ જાણી લઈએ, પછી આપણે બનતી નીપજોનું અનુમાન લગાવી શકીએ. આ ઉદાહરણમાં, start color #e84d39, start text, A, g, end text, end color #e84d39, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis માં સિલ્વર પરમાણુઓ start color #1fab54, start text, C, u, end text, end color #1fab54, left parenthesis, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, right parenthesis, start subscript, 2, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis બનવવા માટે કોપરનું વિસ્થાપન કરે છે. આ પ્રક્રિયામાં, તત્વ સિલ્વર, start color #e84d39, start text, A, g, end text, end color #e84d39, left parenthesis, s, right parenthesis, પણ નીપજ તરીકે બને છે. આપણે સંપૂર્ણ—અને સંતુલિત!—પ્રક્રિયા નીચે લખી શકીએ:
શું આ આપણા અવલોકન સાથે બંધબેસે છે? start text, C, u, end text, left parenthesis, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, right parenthesis, start subscript, 2, end subscript નું જલીય દ્રાવણ ભૂરું-લીલું છે, જે દ્રાવણના રંગમાં થતા ફેરફારને સમજાવે છે. રાખોડી ઝાંખું કોપર સિલ્વર ધાતુ પરથી તારની સપાટી પર જમા થતો અવક્ષેપ છે.
આપણા તારણની ચકાસણી કરવા આપણે કોઈ બીજા માપન કરી શકીએ?
એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થશે કે નહિ તેનું અનુમાન લગાવવું
એકવાર આપણે એક જ વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં કયા તત્વોની અદલાબદલી થશે એ જાણી લઈએ, પછી આપણે બે તત્વોની સાપેક્ષ સક્રિયતાના જ્ઞાનને આધારે પ્રક્રિયા થશે કે નહિ તેનું અનુમાન લગાવી શકીએ—ઉપરની વ્યાપક પેટર્નમાં તત્વો start color #1fab54, start text, C, end text, end color #1fab54 અને start color #e84d39, start text, A, end text, end color #e84d39, અથવા આપણી ઉદાહરણ પ્રક્રિયામાં કોપર અને સિલ્વર. જો તત્વ start text, A, end text એ તત્વ start text, C, end text કરતા વધુ સક્રિય હોય, તો સંયોજનમાં start text, C, end text વડે start text, A, end text નું વિસ્થાપન થશે. જો તત્વ start text, A, end text એ તત્વ start text, C, end text કરતા ઓછો સક્રિય હશે, તો ત્યાં કોઈ પ્રક્રિયા થશે નહિ.
પ્રતિક્રિયાત્મકતા શ્રેણી—જેને સક્રિય શ્રેણી પણ કહેવામાં આવે છે— એક જ વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓ સહિત, ચોક્કસ પ્રકારની પ્રક્રિયાઓ માટે તત્વોને તેમની પ્રતિક્રિયાત્મકતાને આધારે ગોઠવે છે. પ્રતિક્રિયાત્મકતા શ્રેણીમાં વધુ સક્રિય તત્વો ઓછા સક્રિય તત્વોનું વિસ્થાપન કરે છે, પણ બીજી રીતે નહિ. તત્વો જે કેટાયન બનાવે અને તત્વો જે એનાયન બનાવે એના માટે જુદા ક્રમ છે.
એનાયન બનાવવા ઈલેક્ટ્રોન મેળવતા તત્વો માટે, વધુ સક્રિયથી ઓછા સક્રિય તરફ પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:
આ તત્વો માટે, પ્રતિક્રિયાત્મકતાનો ક્રમ યાદ રાખવા માટે—સમૂહ 17—તમે આવર્ત કોષ્ટક પર પણ તેમની ગોઠવણી જોઈ શકો. સ્તંભમાં તત્વનું સ્થાન જેટલું ઊંચું, તેટલી જ વધુ તે સક્રિય હશે. આ સક્રિયતા શ્રેણીને આધારે, આપણે ધારી શકીએ કે એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં start text, B, r, end text, start subscript, 2, end subscript એ start text, I, end text, start subscript, 2, end subscript નું વિસ્થાપન કરી શકે, પણ start text, B, r, end text, start subscript, 2, end subscript ફ્લોરાઈડ આયન ધરાવતા સંયોજનો સાથે પ્રક્રિયા કરશે નહિ.
કેટાયન-બનાવતા તત્વો માટે, પ્રતિક્રિયાત્મકતા શ્રેણી લાંબી છે, અને વલણ એટલા સરળ નથી. તમે કેટાયન માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતા શ્રેણીનું ઉદાહરણ નીચે જોઈ શકો.
પ્રતિક્રિયાત્મકતા ઘણી જ જટિલ છે! છેવટે, ત્યાં જુદા જુદા ઘણા પ્રકારની પ્રક્રિયાઓ છે, તો આપણે અહીં ખરેખર કઈ પ્રતિક્રિયાત્મકતાની વાત કરી રહ્યા છીએ? પ્રતિક્રિયાત્મકતા શ્રેણીમાં કેટલાક ગુણધર્મોનો સમાવેશ કરવામાં આવે છે જેમ કે પાણી અને ઍસિડ સાથેની સક્રિયતા, તેમજ કેટાયન બનાવવા માટે તત્વ ઈલેક્ટ્રોન ગુમાવવા કેટલો તૈયાર છે એ. પ્રતિક્રિયાત્મકતાને જુદી જુદી રીતે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય એના પરિણામ તરીકે, તમે શિક્ષક અથવા પુસ્તકને આધારે કેટલાક તત્વોને જુદા જુદા ક્રમમાં ગોઠવાયેલા જોઈ શકો! આ આર્ટીકલ માટે, આપણે ઉદાહરણ ઉકેલવા માટે ઉપરની પ્રતિક્રિયાત્મકતા શ્રેણીનો ઉપયોગ સંદર્ભ તરીકે કરીશું.
કેટાયન અને એનાયન બંને માટે પ્રતિક્રિયાત્મકતા શ્રેણીનો ઉપયોગ કરવાની રીત સમાન છે:
સંયોજનમાં વધુ સક્રિય તત્વો ઓછા સક્રિય તત્વોનું વિસ્થાપન કરશે.
ચાલો start text, A, g, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis અને તાંબાના તારને જોડતા પ્રયોગ વિશે ફરી વિચારીએ. કેટાયન પ્રતિક્રિયાત્મકતા શ્રેણીમાં, આપણે જોઈ શકીએ કે કોપર સિલ્વર કરતા ઊંચે છે, તેથી આપણે અનુમાન લગાવી શકીએ કે એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં કોપર સિલ્વર કરતા વધુ સક્રિય છે. તેથી, આપણે કહી શકીએ કે સંયોજનમાં start text, C, u, end text, start superscript, 2, plus, end superscript વડે start text, A, g, end text, start superscript, plus, end superscript નું વિસ્થાપન થશે, જે આપણા પરિણામ સાથે બંધબેસે છે. હુરરે!
ઉદાહરણ: એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓની નીપજ નક્કી કરવી
નીચેની પ્રક્રિયાને ધ્યાનમાં લઈએ:
પ્રથમ પ્રશ્ન આપણે પૂછી શકીએ કે સંયોજન start text, A, l, P, O, end text, start subscript, 4, end subscript માં start text, M, g, end text કયા તત્વનું વિસ્થાપન કરી શકે. start text, A, l, end text ધાતુ છે જે સામાન્ય રીતે 3+ વીજભાર સાથે કેટાયન બનાવે છે. આપણે આની ચકાસણી કરી શકીએ કારણકે start text, A, l, P, O, end text, start subscript, 4, end subscript તટસ્થ છે અને ફોસ્ફેટ પાસે 3- વીજભાર છે, તેથી એલ્યુમિનિયમ કેટાયન પાસે 3+ વીજભાર હોવો જ જોઈએ. start text, M, g, end text પણ એવી ધાતુ છે જે કેટાયન બનાવે છે, તેથી આપણે માનીએ કે સંયોજનમાં start text, M, g, end text એ start text, A, l, end text નું વિસ્થાપન કરે. જો આપણે કેટાયન પ્રતિક્રિયાત્મકતા શ્રેણી ચકાસીએ, તો મેગ્નેશિયમ એલ્યુમિનિયમ કરતા વધુ સક્રિય છે, તેથી આપણે કહી શકીએ કે એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થશે.
એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા પરથી આપણે કઈ નિપજની અપેક્ષા રાખીએ છીએ? આપણે આશા રાખીએ કે તત્વ start text, A, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis અને નવું સંયોજન start text, M, g, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, left parenthesis, P, O, end text, start subscript, 4, end subscript, right parenthesis, start subscript, 2, end subscript બનશે.
આ નીચેની પ્રક્રિયા આપે:
આપણે હજુ પૂરું કર્યું નથી કારણકે પ્રક્રિયા હજુ સંતુલિત નથી. આપણે પ્રક્રિયક બાજુ start text, A, l, P, O, end text, start subscript, 4, end subscript ને બે વડે, start text, M, g, end text, left parenthesis, s, right parenthesis ને ત્રણ વડે, અને નીપજ બાજુ start text, A, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis ને બે વડે ગુણીને આ કરી શકીએ આ આપણને અંતિમ સંતુલિત સમીકરણ આપે:
સારાંશ
એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા પાસે નીચેનું સ્વરૂપ હોઈ શકે
જ્યાં નવું તત્વ અને નવું સંયોજન બનાવવા માટે સંયોજનમાં બીજા તત્વ માટે એક તત્વનું વિસ્થાપન કરી શકાય.
એક જ વિસ્થાપન પ્રક્રિયા માટે યાદ રાખવા જેવી બાબતો:
- તત્વો જે મોટે ભાગે કેટાયન બનાવે છે—સામાન્ય રીતે ધાતુઓ અથવા હાઇડ્રોજન વાયુ—સંયોજનમાં કેટાયનનું વિસ્થાપન કરે, અને તત્વો જે મોટે ભાગે એનાયન બનાવે—સામાન્ય રીતે સમૂહ 17 હેલોજન—સંયોજનમાં એનાયનનું વિસ્થાપન કરે.
- એક જ વિસ્થાપન પ્રક્રિયામાં સક્રિયતા શ્રેણીમાં વધુ ક્રમ ધરાવતું તત્વ વધુ સક્રિય હોય છે. જ્યારે સંયોજનમાં વધુ સક્રિય તત્વ ઓછા સક્રિય તત્વનું વિસ્થાપન કરે ત્યારે એક વિસ્થાપન પ્રક્રિયા થવાનું આપણે અનુમાન લગાવી શકીએ.
પ્રયત્ન કરો!
પ્રશ્ન 1
નીચેની વિસ્થાપન પ્રક્રિયા માટે અનુમાનિત નીપજ કઈ છે?
પ્રશ્ન 2
જો આપણે start text, C, u, S, O, end text, start subscript, 4, end subscript ના જલીય દ્રાવણમાંથી કોપર ધાતુનું અવક્ષેપણ કરવા માંગીએ, તો આપણે આપણા દ્રાવણમાં કયા પ્રક્રિયકને ઉમેરવો જોઈએ?
વાર્તાલાપમાં જોડાવા માંગો છો?
No posts yet.