अध्याय 20

20.1. अभिनय जनता का कानून

उत्क्रमणीय रासायनिक अभिक्रियाओं के संतुलन का अध्ययन करके आप द्रव्यमान क्रिया के नियम से परिचित हुए (अध्याय 9 5)। याद रखें कि एक स्थिर तापमान पर एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया के लिए

एए+ बीबी डीडी+ एफएफ

सामूहिक क्रिया का नियम समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है

आप जानते हैं कि सामूहिक क्रिया के नियम को लागू करते समय यह जानना महत्वपूर्ण है कि अभिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थ किस अवस्था में एकत्रीकरण की स्थिति में हैं। लेकिन इतना ही नहीं: किसी दिए गए रासायनिक प्रणाली में चरणों की संख्या और अनुपात महत्वपूर्ण है। चरणों की संख्या के अनुसार, प्रतिक्रियाओं को विभाजित किया जाता है होमोफैसिक, और विषमावस्था।विषमलैंगिक लोगों में, सॉलिड फ़ेज़प्रतिक्रियाएं।

होमोफैसिक प्रतिक्रियाएक रासायनिक प्रतिक्रिया जिसमें सभी प्रतिभागी एक ही चरण में होते हैं।

ऐसा चरण गैसों (गैस चरण), या तरल समाधान (तरल चरण) का मिश्रण हो सकता है। इस मामले में, प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले सभी कण (ए, बी, डी, और एफ) एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से यादृच्छिक गति करने में सक्षम हैं, और प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया प्रणाली की पूरी मात्रा में आगे बढ़ती है। जाहिर है, ऐसे कण या तो गैसीय पदार्थों के अणु हो सकते हैं, या अणु या आयन जो तरल बनाते हैं। प्रतिवर्ती होमोफ़ेज़ प्रतिक्रियाओं के उदाहरण हैं अमोनिया संश्लेषण की प्रतिक्रियाएं, हाइड्रोजन में क्लोरीन का दहन, जलीय घोल में अमोनिया और हाइड्रोजन सल्फाइड के बीच की प्रतिक्रिया आदि।

यदि प्रतिक्रिया में भाग लेने वाला कम से कम एक पदार्थ बाकी पदार्थों की तुलना में एक अलग चरण में है, तो प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया केवल इंटरफ़ेस पर होती है और इसे हेटरोफ़ेज़ प्रतिक्रिया कहा जाता है।

हेटरोफैसिक प्रतिक्रिया- एक रासायनिक प्रतिक्रिया, जिसके प्रतिभागी विभिन्न चरणों में होते हैं।

प्रतिवर्ती हेटरोफैसिक प्रतिक्रियाओं में गैसीय और ठोस पदार्थ (उदाहरण के लिए, कैल्शियम कार्बोनेट का अपघटन), तरल और ठोस पदार्थ (उदाहरण के लिए, बेरियम सल्फेट समाधान से वर्षा या हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ जस्ता की प्रतिक्रिया), साथ ही गैसीय और शामिल प्रतिक्रियाएं शामिल हैं। तरल पदार्थ।

हेटरोफ़ेज़ प्रतिक्रियाओं का एक विशेष मामला ठोस-चरण प्रतिक्रियाएं हैं, यानी ऐसी प्रतिक्रियाएं जिनमें सभी प्रतिभागी ठोस होते हैं।

वास्तव में, समीकरण (1) किसी भी प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया के लिए मान्य है, चाहे वह किसी भी सूचीबद्ध समूह से संबंधित हो। लेकिन एक विषमावस्था प्रतिक्रिया में, एक अधिक क्रमित चरण में पदार्थों की संतुलन सांद्रता स्थिर होती है और इसे एक संतुलन स्थिरांक में जोड़ा जा सकता है (अध्याय 9 5 देखें)।

अत: विषमावस्था अभिक्रिया के लिए

एए जी+ बीबी क्रू डीडी आर+ एफएफ क्रे

जन कार्रवाई का नियम संबंध द्वारा व्यक्त किया जाएगा

इस अनुपात का प्रकार इस बात पर निर्भर करता है कि प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थ ठोस या तरल अवस्था में हैं (तरल, यदि शेष पदार्थ गैस हैं)।

द्रव्यमान क्रिया के नियम (1) और (2) के व्यंजकों में वर्ग कोष्ठक में अणुओं या आयनों के सूत्रों का अर्थ गैस या विलयन में इन कणों की संतुलन सांद्रता है। इस मामले में, सांद्रता अधिक नहीं होनी चाहिए (0.1 mol/l से अधिक नहीं), क्योंकि ये अनुपात केवल आदर्श गैसों और आदर्श समाधानों के लिए मान्य हैं। (उच्च सांद्रता पर, सामूहिक क्रिया का नियम मान्य रहता है, लेकिन एकाग्रता के बजाय, किसी को अन्य भौतिक मात्रा (तथाकथित गतिविधि) का उपयोग करना पड़ता है, जो गैस कणों या समाधानों के बीच बातचीत को ध्यान में रखता है। गतिविधि एकाग्रता के समानुपाती नहीं होती है। )

सामूहिक क्रिया का नियम न केवल प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए लागू होता है, बल्कि कई प्रतिवर्ती भौतिक प्रक्रियाएं भी इसका पालन करती हैं, उदाहरण के लिए, एकत्रीकरण के एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण के दौरान अलग-अलग पदार्थों का पारस्परिक संतुलन। तो, वाष्पीकरण की प्रतिवर्ती प्रक्रिया - पानी के संघनन को समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है

एच 2 ओ एफ एच 2 ओ जी

इस प्रक्रिया के लिए, हम संतुलन स्थिरांक का समीकरण लिख सकते हैं:

परिणामी अनुपात पुष्टि करता है, विशेष रूप से, भौतिकी से आपको ज्ञात दावा है कि हवा की आर्द्रता तापमान और दबाव पर निर्भर करती है।

20.2 ऑटोप्रोटोलिसिस स्थिरांक (आयनिक उत्पाद)

आपको ज्ञात सामूहिक क्रिया के नियम का एक अन्य अनुप्रयोग ऑटोप्रोटोलिसिस का मात्रात्मक विवरण है (अध्याय X § 5)। क्या आप जानते हैं कि शुद्ध जल होमोफेज साम्यावस्था में होता है?

2एच 2 ओएच 3 ओ + + ओएच -

एक मात्रात्मक विवरण के लिए जिसका आप सामूहिक क्रिया के नियम का उपयोग कर सकते हैं, जिसका गणितीय व्यंजक है ऑटोप्रोटोलिसिस स्थिरांक(आयन उत्पाद) पानी

ऑटोप्रोटोलिसिस न केवल पानी के लिए, बल्कि कई अन्य तरल पदार्थों के लिए भी विशेषता है, जिनमें से अणु हाइड्रोजन बांड द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं, उदाहरण के लिए, अमोनिया, मेथनॉल और हाइड्रोजन फ्लोराइड के लिए:

2एनएच 3 एनएच 4 + + एनएच 2 -	क(एनएच 3) = 1.91। 10-33 (–50 ओ पर);
2सीएच 3 ओएच सीएच 3 ओएच 2 + + सीएच 3 ओ -	क(सीएच 3 ओएच) = 4.90। 10-18 (25 ओ सी पर);
2एचएफ एच 2 एफ + + एफ -	क(एचएफ) = 2.00। 10-12 (0 ओ सी पर)।

इन और कई अन्य पदार्थों के लिए, ऑटोप्रोटोलिसिस स्थिरांक ज्ञात हैं, जिन्हें विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए विलायक चुनते समय ध्यान में रखा जाता है।

ऑटोप्रोटोलिसिस स्थिरांक को दर्शाने के लिए अक्सर इस्तेमाल किया जाने वाला प्रतीक है कश्मीर.

ऑटोप्रोटोलिसिस स्थिरांक उस सिद्धांत पर निर्भर नहीं करता है जिसमें ऑटोप्रोटोलिसिस माना जाता है। इसके विपरीत, संतुलन स्थिरांक के मान स्वीकृत मॉडल पर निर्भर करते हैं। हम प्रोटोलिटिक सिद्धांत (बाएं स्तंभ) के अनुसार जल ऑटोप्रोटोलिसिस के विवरण की तुलना करके और इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण (दाएं स्तंभ) के पुराने, लेकिन अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सिद्धांत के अनुसार इसे सत्यापित करेंगे:

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के अनुसार, यह माना जाता था कि पानी के अणु आंशिक रूप से हाइड्रोजन आयनों और हाइड्रॉक्साइड आयनों में विघटित (अपघटित) हो जाते हैं। सिद्धांत ने इस "विघटन" के कारणों या तंत्र की व्याख्या नहीं की। नाम "ऑटोप्रोटोलिसिस स्थिरांक" आमतौर पर प्रोटोलिटिक सिद्धांत में और इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत में "आयनिक उत्पाद" का उपयोग किया जाता है।

20.3. अम्लता और क्षारीयता स्थिरांक। हाइड्रोजन संकेतक

द्रव्यमान क्रिया के नियम का उपयोग विभिन्न पदार्थों के अम्ल-क्षार गुणों को मापने के लिए भी किया जाता है। प्रोटोलिटिक सिद्धांत में, इसके लिए अम्लता और क्षारीयता स्थिरांक का उपयोग किया जाता है, और इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत में - पृथक्करण स्थिरांक.

प्रोटोलिटिक सिद्धांत रसायनों के अम्ल-क्षार गुणों की व्याख्या कैसे करता है, आप पहले से ही जानते हैं (अध्याय XII 4)। आइए हाइड्रोसायनिक एसिड एचसीएन के पानी के साथ एक प्रतिवर्ती होमोफ़ेज़ प्रतिक्रिया के उदाहरण पर इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के दृष्टिकोण के साथ इस दृष्टिकोण की तुलना करें - एक कमजोर एसिड (बाईं ओर - प्रोटोलिटिक सिद्धांत के अनुसार, दाईं ओर - सिद्धांत के अनुसार) इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण):

एचसीएन + एच 2 ओ एच 3 ओ + + सीएन - के को(एचसीएन) = कश्मीर. == 4.93। 10-10 मोल/ली

एचसीएन एच + + सीएन - निरंतर संतुलन कश्मीरइस मामले में कहा जाता है पृथक्करण निरंतर(या आयनीकरण स्थिरांक), निरूपित सेवाऔर प्रोटोलिटिक सिद्धांत में अम्लता स्थिरांक के बराबर है। के = 4.93। 10-10 मोल/ली

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत में एक कमजोर एसिड () के प्रोटोलिसिस की डिग्री को कहा जाता है पृथक्करण की डिग्री(यदि केवल यह सिद्धांत दिए गए पदार्थ को अम्ल मानता है)।

प्रोटोलिटिक सिद्धांत में, आधार को चिह्नित करने के लिए, आप इसकी मूलता स्थिरांक का उपयोग कर सकते हैं, या आप संयुग्म एसिड की अम्लता स्थिरांक के साथ प्राप्त कर सकते हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत में, केवल ऐसे पदार्थ जो समाधान में कटियन और हाइड्रॉक्साइड आयनों में अलग हो जाते हैं, को आधार माना जाता था, इसलिए, उदाहरण के लिए, यह माना जाता था कि अमोनिया समाधान में "अमोनियम हाइड्रॉक्साइड" होता है, और बाद में - अमोनिया हाइड्रेट

एनएच 3 + एच 2 ओ एनएच 4 + + ओएच - के ओ (एनएच 3) \u003d कश्मीर . = 1.74. 10-5 मोल/ली

एनएच3. एच 2 ओ एनएच 4 + + ओएच - निरंतर संतुलन कश्मीरऔर इस मामले में हदबंदी स्थिरांक कहा जाता है, निरूपित सेवाऔर मौलिकता स्थिरांक के बराबर है। के = 1.74। 10-5 मोल/ली इस सिद्धांत में संयुग्म अम्ल की कोई अवधारणा नहीं है। अमोनियम आयन को अम्ल नहीं माना जाता है। अमोनियम लवण के घोल में अम्लीय वातावरण को हाइड्रोलिसिस द्वारा समझाया गया है।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत में और भी कठिन है अन्य पदार्थों के मूल गुणों का वर्णन जिसमें हाइड्रॉक्सिल नहीं होते हैं, उदाहरण के लिए, एमाइन (मिथाइलमाइन सीएच 3 एनएच 2, एनिलिन सी 6 एच 5 एनएच 2, आदि)।

विलयनों के अम्लीय तथा क्षारकीय गुणों को निरूपित करने के लिए एक अन्य भौतिक मात्रा का प्रयोग किया जाता है - पीएच मान(पीएच द्वारा निरूपित, "ph" पढ़ें)। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के ढांचे में, हाइड्रोजन सूचकांक निम्नानुसार निर्धारित किया गया था:

पीएच = -एलजी

समाधान में हाइड्रोजन आयनों की अनुपस्थिति और माप की इकाइयों के लघुगणक लेने की असंभवता को ध्यान में रखते हुए एक अधिक सटीक परिभाषा:

पीएच = -एलजी ()

इस मान को "ऑक्सोनियम" कहना अधिक सही होगा, न कि पीएच मान, लेकिन इस नाम का उपयोग नहीं किया जाता है।

इसे हाइड्रोजन के समान परिभाषित किया गया है हाइड्रॉक्साइड सूचकांक(पीओएच द्वारा निरूपित, "पे ओश" पढ़ें)।

पीओएच = -एलजी ()

हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्साइड सूचकांकों के लिए अभिव्यक्तियों में मात्रा के संख्यात्मक मान को दर्शाने वाले घुंघराले कोष्ठक अक्सर नहीं रखे जाते हैं, यह भूलकर कि भौतिक मात्राओं का लघुगणक लेना असंभव है।

चूंकि पानी का आयन उत्पाद न केवल शुद्ध पानी में, बल्कि एसिड और बेस के तनु समाधानों में भी एक स्थिर मूल्य है, हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्साइड सूचकांक परस्पर जुड़े हुए हैं:

के (एच 2 ओ) \u003d \u003d 10 -14 मोल 2 / एल 2
एलजी () = एलजी () + एलजी () = -14
पीएच + पीओएच = 14

शुद्ध पानी में = = 10–7 mol/l, इसलिए pH = pOH = 7।

एक एसिड घोल में (एक अम्लीय घोल में) ऑक्सोनियम आयनों की अधिकता होती है, उनकी सांद्रता 10 -7 mol / l से अधिक होती है और इसलिए, pH< 7.

एक आधार घोल (क्षारीय घोल) में, इसके विपरीत, हाइड्रॉक्साइड आयनों की अधिकता होती है, और, परिणामस्वरूप, ऑक्सोनियम आयनों की सांद्रता 10–7 mol/l से कम होती है; इस मामले में पीएच> 7।

20.4. हाइड्रोलिसिस स्थिरांक

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के ढांचे के भीतर, प्रतिवर्ती हाइड्रोलिसिस (लवण का हाइड्रोलिसिस) को एक अलग प्रक्रिया के रूप में माना जाता है, जबकि हाइड्रोलिसिस के मामलों को प्रतिष्ठित किया जाता है।

• प्रबल क्षार और दुर्बल अम्ल के लवण
• एक कमजोर आधार और एक मजबूत एसिड के लवण, और
• दुर्बल क्षार और दुर्बल अम्ल के लवण।

आइए हम इन मामलों पर प्रोटोलिटिक सिद्धांत के ढांचे के भीतर और इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के ढांचे के भीतर समानांतर में विचार करें।

प्रबल क्षार और दुर्बल अम्ल का लवण

पहले उदाहरण के रूप में, KNO 2 के हाइड्रोलिसिस पर विचार करें, एक मजबूत आधार का नमक और एक कमजोर मोनोबैसिक एसिड।

के +, नहीं 2 - और एच 2 ओ। NO 2 - एक कमजोर आधार है, और H 2 O एक एम्फोलाइट है, इसलिए, एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया संभव है नंबर 2 - + एच 2 ओ एचएनओ 2 + ओएच -, जिसका संतुलन नाइट्राइट आयन की मूलभूत स्थिरता द्वारा वर्णित है और नाइट्रस एसिड की अम्लता स्थिरांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है: के ओ (सं 2 -) \u003d

जब यह पदार्थ घुल जाता है, तो यह अपरिवर्तनीय रूप से K + और NO 2 - आयनों में अलग हो जाता है: केएनओ 2 = के + + नहीं 2 - एच 2 ओ एच + + ओएच - समाधान में H + और NO 2 - आयनों की एक साथ उपस्थिति के साथ, एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया होती है एच + + नहीं 2 - एचएनओ 2 नंबर 2 - + एच 2 ओ एचएनओ 2 + ओएच - हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया का संतुलन हाइड्रोलिसिस स्थिरांक द्वारा वर्णित है ( कश्मीर) और पृथक्करण स्थिरांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है ( सेवाई) नाइट्रस एसिड: के एच = केसी . =

जैसा कि आप देख सकते हैं, इस मामले में हाइड्रोलिसिस स्थिरांक आधार कण की मूलता स्थिरांक के बराबर है।

इस तथ्य के बावजूद कि प्रतिवर्ती हाइड्रोलिसिस केवल समाधान में होता है, पानी को हटा दिए जाने पर यह पूरी तरह से "दबा" जाता है, और इसलिए, इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के ढांचे के भीतर, इस प्रतिक्रिया के उत्पादों को प्राप्त करना असंभव है, आणविक हाइड्रोलिसिस समीकरण भी लिखा है:

केएनओ 2 + एच 2 ओ कोह + एचएनओ 2

एक अन्य उदाहरण के रूप में, Na 2 CO 3 के हाइड्रोलिसिस पर विचार करें, एक मजबूत आधार का नमक और एक कमजोर डिबासिक एसिड। यहाँ तर्क की रेखा बिल्कुल वैसी ही है। दोनों सिद्धांतों के ढांचे के भीतर, एक आयनिक समीकरण प्राप्त होता है:

सीओ 3 2- + एच 2 ओ एचसीओ 3 - + ओएच -

प्रोटोलिटिक सिद्धांत के ढांचे में, इसे कार्बोनेट आयन प्रोटोलिसिस समीकरण कहा जाता है, और इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण सिद्धांत के ढांचे में, इसे सोडियम कार्बोनेट हाइड्रोलिसिस का आयनिक समीकरण कहा जाता है।

ना 2 CO 3 + H 2 O NaHCO 3 + NaOH

TED के ढांचे में कार्बोनेट आयन की मूलता स्थिरांक को हाइड्रोलिसिस स्थिरांक कहा जाता है और इसे "दूसरे चरण में कार्बोनिक एसिड के पृथक्करण स्थिरांक" के माध्यम से व्यक्त किया जाता है, अर्थात हाइड्रोकार्बन आयन की अम्लता स्थिरांक के माध्यम से।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इन परिस्थितियों में, एचसीओ 3 - एक बहुत कमजोर आधार होने के कारण, व्यावहारिक रूप से पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, क्योंकि समाधान में बहुत मजबूत आधार कणों, हाइड्रॉक्साइड आयनों की उपस्थिति से संभावित प्रोटोलिसिस को दबा दिया जाता है।

दुर्बल क्षार और प्रबल अम्ल का लवण

NH4 Cl के जल-अपघटन पर विचार कीजिए। टेड के ढांचे के भीतर, यह एक कमजोर मोनोएसिड बेस और एक मजबूत एसिड का नमक है।

इस पदार्थ के घोल में कण होते हैं: एनएच 4 +, सीएल - और एच 2 ओ। NH4+ एक दुर्बल अम्ल है, और H2O एक एम्फोलाइट है, इसलिए प्रतिवर्ती अभिक्रिया संभव है। एनएच 4 + + एच 2 ओ एनएच 3 + एच 3 ओ +, जिसका संतुलन अमोनियम आयन की अम्लता स्थिरांक द्वारा वर्णित है और इसे अमोनिया की क्षारीयता स्थिरांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है: के के (एनएच 4 +) \u003d

जब यह पदार्थ घुल जाता है, तो यह अपरिवर्तनीय रूप से NH 4 + और Cl - आयनों में अलग हो जाता है: एनएच 4 सीएल \u003d एनएच 4 + + सीएल - पानी एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है और विपरीत रूप से अलग हो जाता है: एच 2 ओ एच + + ओएच - एनएच 4 + + ओएच - एनएच 3। H2O इन दो उत्क्रमणीय अभिक्रियाओं के समीकरणों को जोड़ने पर और समान पदों को लाने पर हमें आयनिक जल-अपघटन समीकरण प्राप्त होता है एनएच 4 + + एच 2 ओ एनएच 3। एच2ओ+एच+ हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया के संतुलन को हाइड्रोलिसिस स्थिरांक द्वारा वर्णित किया जाता है और इसे अमोनिया हाइड्रेट के पृथक्करण स्थिरांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है: के एच =

इस मामले में, हाइड्रोलिसिस स्थिरांक अमोनियम आयन की अम्लता स्थिरांक के बराबर है। अमोनिया हाइड्रेट का वियोजन स्थिरांक अमोनिया के क्षारकता स्थिरांक के बराबर होता है।

हाइड्रोलिसिस का आणविक समीकरण (TED के ढांचे के भीतर): NH 4 Cl + H 2 O NH 3। एच2ओ + एचसीएल

इस प्रकार के लवणों की हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया का एक अन्य उदाहरण ZnCl 2 का हाइड्रोलिसिस है।

इस पदार्थ के घोल में कण होते हैं: Zn2+ अक, सीएल - और एच 2 ओ। जिंक आयन एक्वाकेशन 2+ हैं और कमजोर cationic एसिड हैं, और H 2 O एक एम्फोलाइट है, इसलिए, एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया संभव है 2= ​​+ एच 2 ओ + + एच 3 ओ + , जिसका संतुलन जिंक एक्वाकेशन की अम्लता स्थिरांक द्वारा वर्णित किया गया है और इसे ट्राईक्वाहाइड्रॉक्सोजिंक आयन की मूलता स्थिरांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है: के के (2+) = =

जब यह पदार्थ घुल जाता है, तो यह अपरिवर्तनीय रूप से Zn 2+ और Cl - आयनों में अलग हो जाता है: ZnCl 2 \u003d Zn 2+ + 2Cl - पानी एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है और विपरीत रूप से अलग हो जाता है: एच 2 ओ एच + + ओएच - समाधान में OH - और Zn 2+ आयनों की एक साथ उपस्थिति के साथ, एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया होती है Zn 2+ + OH - ZnOH + इन दो उत्क्रमणीय अभिक्रियाओं के समीकरणों को जोड़ने पर और समान पदों को लाने पर हमें आयनिक जल-अपघटन समीकरण प्राप्त होता है जेडएन 2+ + एच 2 ओ जेडएनओएच + + एच + हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया के संतुलन को हाइड्रोलिसिस स्थिरांक द्वारा वर्णित किया गया है और इसे "दूसरे चरण में जिंक हाइड्रॉक्साइड के पृथक्करण स्थिरांक" के रूप में व्यक्त किया जा सकता है: के एच =

इस नमक का हाइड्रोलिसिस स्थिरांक जिंक एक्वाकेशन की अम्लता स्थिरांक के बराबर होता है, और दूसरे चरण में जिंक हाइड्रॉक्साइड का पृथक्करण स्थिरांक + आयन की मूलता स्थिरांक के बराबर होता है।

.+ आयन 2+ आयन की तुलना में एक कमजोर अम्ल है, इसलिए यह व्यावहारिक रूप से पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, क्योंकि यह प्रतिक्रिया समाधान में ऑक्सोनियम आयनों की उपस्थिति के कारण दबा दी जाती है। टेड के ढांचे के भीतर, यह कथन इस तरह लगता है: "दूसरे चरण में जिंक क्लोराइड का हाइड्रोलिसिस व्यावहारिक रूप से नहीं जाता है"।

हाइड्रोलिसिस के आणविक समीकरण (टेड के ढांचे के भीतर):

ZnCl 2 + H 2 O Zn (OH)Cl + HCl।

दुर्बल क्षार और दुर्बल अम्ल का लवण

अमोनियम लवण के अपवाद के साथ, ऐसे लवण आमतौर पर पानी में अघुलनशील होते हैं। इसलिए, आइए हम एक उदाहरण के रूप में अमोनियम साइनाइड NH 4 CN का उपयोग करके इस प्रकार की प्रतिक्रियाओं पर विचार करें।

इस पदार्थ के घोल में कण होते हैं: एनएच 4 +, सीएन - और एच 2 ओ। NH 4 + एक कमजोर अम्ल है, CN - एक कमजोर आधार है, और H 2 O एक उभयचर है, इसलिए, ऐसी प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएं संभव हैं: एनएच 4 + + एच 2 ओ एनएच 3 + एच 3 ओ +, (1) सीएन - + एच 2 ओ एचसीएन + ओएच -, (2) एनएच 4 + + सीएन - एनएच 3 + एचसीएन। (3) अंतिम प्रतिक्रिया बेहतर है, क्योंकि इसमें पहले दो के विपरीत, एक कमजोर एसिड और एक कमजोर आधार दोनों बनते हैं। यह वह प्रतिक्रिया है जो मुख्य रूप से अमोनियम साइनाइड को पानी में घोलने पर आगे बढ़ती है, लेकिन घोल की अम्लता को बदलकर इसका पता लगाना असंभव है। घोल का थोड़ा सा क्षारीयकरण इस तथ्य के कारण है कि दूसरी प्रतिक्रिया अभी भी पहले की तुलना में कुछ अधिक बेहतर है, क्योंकि हाइड्रोसायनिक एसिड (HCN) की अम्लता स्थिरांक अमोनिया की मूलता स्थिरांक से बहुत कम है। इस प्रणाली में संतुलन को हाइड्रोसायनिक एसिड की अम्लता स्थिरांक, अमोनिया की मूलता स्थिरांक और तीसरी प्रतिक्रिया के संतुलन स्थिरांक की विशेषता है: हम पहले समीकरण से हाइड्रोसायनिक एसिड की संतुलन एकाग्रता को व्यक्त करते हैं, और दूसरे समीकरण से - अमोनिया की संतुलन एकाग्रता और तीसरे समीकरण में इन मात्राओं को प्रतिस्थापित करते हैं। परिणामस्वरूप, हमें प्राप्त होता है

जब यह पदार्थ घुल जाता है, तो यह अपरिवर्तनीय रूप से NH 4 + और CN - आयनों में अलग हो जाता है: एनएच 4 सीएन \u003d एनएच 4 + + सीएन - पानी एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है और विपरीत रूप से अलग हो जाता है: एच 2 ओ एच + + ओएच - समाधान में OH - और NH 4 + आयनों की एक साथ उपस्थिति के साथ, एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया होती है एनएच 4 + + ओएच - एनएच 3। H2O और H + और CN - आयनों की एक साथ उपस्थिति के साथ, एक और प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है इन तीन प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं के समीकरणों को जोड़ने और समान पदों को लाने पर, हम आयनिक हाइड्रोलिसिस समीकरण प्राप्त करते हैं एनएच 4 + + सीएन - + एच 2 ओ एनएच 3। एच2ओ + एचसीएन इस मामले में हाइड्रोलिसिस स्थिरांक का रूप इस प्रकार है: के एच = और इसे अमोनिया हाइड्रेट के पृथक्करण स्थिरांक और हाइड्रोसायनिक एसिड के पृथक्करण स्थिरांक के रूप में व्यक्त किया जा सकता है: के एच =

हाइड्रोलिसिस के आणविक समीकरण (टेड के ढांचे के भीतर):

एनएच 4 सीएन + एच 2 ओ एनएच 3। एच2ओ + एचसीएन

20.5. सॉल्वेशन स्थिरांक (घुलनशीलता उत्पाद)

पानी में (और न केवल पानी में) एक ठोस के रासायनिक विघटन की प्रक्रिया को एक समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सोडियम क्लोराइड को घोलने के मामले में:

NaCl करोड़ + ( एन+एम)एच 2 ओ = + + -

यह समीकरण स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि सोडियम क्लोराइड के विघटन का सबसे महत्वपूर्ण कारण Na + और Cl - आयनों का जलयोजन है।

एक संतृप्त घोल में, एक विषमावस्था संतुलन स्थापित होता है:

NaCl करोड़ + ( एन+एम) एच 2 ओ + + - ,

जो सामूहिक कार्रवाई के नियम का पालन करता है। लेकिन, चूंकि सोडियम क्लोराइड की घुलनशीलता काफी महत्वपूर्ण है, इस मामले में संतुलन स्थिरांक के लिए अभिव्यक्ति केवल आयनों की गतिविधियों का उपयोग करके लिखी जा सकती है, जो हमेशा ज्ञात नहीं होते हैं।

एक खराब घुलनशील (या व्यावहारिक रूप से अघुलनशील पदार्थ) के समाधान में संतुलन के मामले में, एक संतृप्त समाधान में संतुलन स्थिरांक के लिए अभिव्यक्ति संतुलन सांद्रता का उपयोग करके लिखी जा सकती है। उदाहरण के लिए, सिल्वर क्लोराइड के संतृप्त विलयन में संतुलन के लिए

एजीसीएल करोड़ + ( एन+एम) एच 2 ओ + + -

चूँकि तनु विलयन में जल की साम्यावस्था सान्द्रता लगभग स्थिर होती है, इसलिए हम लिख सकते हैं

के जी (एजीसीएल) = कश्मीर . एन+एम = .

वही सरलीकृत

के जी (एजीसीएल) = या कजी (एजीसीएल) =

परिणामी मूल्य ( कडी) का नाम है जलयोजन स्थिरांक(किसी के मामले में, और न केवल जलीय घोल - समाधान स्थिरांक).

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के ढांचे में, AgCl समाधान में संतुलन इस प्रकार लिखा गया है:

एजीसीएल सीआर एजी + + सीएल -

संगत स्थिरांक कहलाता है घुलनशीलता उत्पादऔर पीआर अक्षरों द्वारा निरूपित किया जाता है।

पीआर (एजीसीएल) =

सूत्र इकाई में धनायनों और आयनों के अनुपात के आधार पर, सॉल्वैंशन स्थिरांक (घुलनशीलता उत्पाद) के लिए अभिव्यक्ति भिन्न हो सकती है, उदाहरण के लिए:

कुछ अघुलनशील पदार्थों के जलयोजन स्थिरांक (घुलनशील उत्पाद) के मान परिशिष्ट 15 में दिए गए हैं।

घुलनशीलता उत्पाद को जानकर, संतृप्त घोल में किसी पदार्थ की सांद्रता की गणना करना आसान है। उदाहरण:

1. बासो 4 करोड़ बीए 2+ + एसओ 4 2-

पीआर (बीएएसओ 4) \u003d \u003d 1.8। 10-10 मोल 2 /ली 2।

सी (बीएएसओ 4) == = = = 1.34. 10-5 मोल/ली.

2. सीए (ओएच) 2 करोड़ सीए 2+ + 2ओएच -

पीआर \u003d 2 \u003d 6.3। 10 6 मोल 3 /ली 3 ।

2 पीआर = (2) 2 = 4 3

सी == = = 1.16. 10-2 मोल/ली.

यदि, रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान, आयन उस घोल में दिखाई देते हैं जो खराब घुलनशील पदार्थ का हिस्सा हैं, तो, इस पदार्थ के घुलनशीलता उत्पाद को जानकर, यह निर्धारित करना आसान है कि क्या यह अवक्षेपित होगा।
उदाहरण:

1. क्या कॉपर हाइड्रॉक्साइड अवक्षेपित होगा जब 0.01 M कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड घोल के 100 मिली को 0.001 M कॉपर सल्फेट घोल की समान मात्रा में मिलाया जाता है?

Cu 2+ + 2OH - Cu (OH) 2

कॉपर हाइड्रॉक्साइड का एक अवक्षेप बनता है यदि Cu 2+ और OH - आयनों की सांद्रता का उत्पाद इस विरल रूप से घुलनशील हाइड्रॉक्साइड की घुलनशीलता के उत्पाद से अधिक है। समान आयतन के घोल डालने के बाद, घोल का कुल आयतन प्रत्येक प्रारंभिक घोल के आयतन से दोगुना हो जाएगा, इसलिए, प्रत्येक अभिकारक की सांद्रता (प्रतिक्रिया शुरू होने से पहले) आधी हो जाएगी। कॉपर आयनों के परिणामी घोल में सांद्रता

सी(घन 2+) \u003d (0.001 मोल / एल): 2 \u003d 0.0005 मोल / एल।

हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता -

सी (ओएच -) \u003d (2. 0.01 मोल / एल): 2 \u003d 0.01 मोल / एल।

कॉपर हाइड्रॉक्साइड का घुलनशीलता उत्पाद

पीआर \u003d 2 \u003d 5.6। 10-20 मोल 3 /ली 3।

सी (घन 2+)। ( सी(ओएच -)) 2 \u003d 0.0005 मोल / एल। (0.01 मोल / एल) 2 \u003d 5. 10-8 मोल 3 /ली 3 ।

सांद्रता उत्पाद घुलनशीलता उत्पाद से अधिक है, इसलिए एक अवक्षेप बनेगा।

2. क्या सिल्वर सल्फेट 0.02 M सोडियम सल्फेट घोल और 0.04 M सिल्वर नाइट्रेट घोल को समान मात्रा में डालने पर अवक्षेपित होगा?

2एजी + + एसओ 4 2- एजी 2 एसओ 4

चांदी के आयनों के परिणामी घोल में सांद्रता

सी (एजी +) \u003d (0.04 मोल / एल): 2 \u003d 0.02 मोल / एल।

सल्फेट आयनों के परिणामी घोल में सांद्रता

सी(एसओ 4 2-) \u003d (0.02 मोल / एल): 2 \u003d 0.01 मोल / एल।

सिल्वर सल्फेट का घुलनशीलता उत्पाद

पीआर (एजी 2 एसओ 4) \u003d 2. \u003d 1.2। 10-5 मोल 3 /ली 3 ।

समाधान में आयनों की सांद्रता का उत्पाद

{सी(एजी +)) 2. सी(SO 4 2-) \u003d (0.02 mol / l) 2. 0.01 mol / l \u003d 4. 10 6 मोल 3 /ली 3 ।

सांद्रता उत्पाद घुलनशीलता उत्पाद से कम है, इसलिए कोई अवक्षेप नहीं बनता है।

20.6. रूपांतरण की डिग्री (प्रोटोलिसिस की डिग्री, हदबंदी की डिग्री, हाइड्रोलिसिस की डिग्री)

प्रतिक्रिया की दक्षता का मूल्यांकन आमतौर पर प्रतिक्रिया उत्पाद (धारा 5.11) की उपज की गणना करके किया जाता है। हालांकि, प्रतिक्रिया की दक्षता का आकलन यह निर्धारित करके भी किया जा सकता है कि सबसे महत्वपूर्ण (आमतौर पर सबसे महंगा) पदार्थ का कौन सा हिस्सा प्रतिक्रिया के लक्षित उत्पाद में बदल गया, उदाहरण के लिए, उत्पादन के दौरान SO 2 का कौन सा हिस्सा SO 3 में बदल गया। सल्फ्यूरिक एसिड, यानी खोजने के लिए रूपांतरण की डिग्रीमूल पदार्थ।

सीएल 2 + 2 केओएच \u003d केसीएल + केसीएलओ + एच 2 ओ

क्लोरीन (अभिकर्मक) समान रूप से पोटेशियम क्लोराइड और पोटेशियम हाइपोक्लोराइट में परिवर्तित हो जाता है। इस प्रतिक्रिया में, KClO की 100% उपज के साथ भी, इसमें क्लोरीन के रूपांतरण की डिग्री 50% है।

आपको ज्ञात मात्रा - प्रोटोलिसिस की डिग्री (पैराग्राफ 12.4) - रूपांतरण की डिग्री का एक विशेष मामला है:

टेड के ढांचे के भीतर, समान मात्राओं को कहा जाता है पृथक्करण की डिग्रीएसिड या बेस (जिसे प्रोटोलिसिस की डिग्री भी कहा जाता है)। पृथक्करण की डिग्री ऑस्टवाल्ड कमजोर पड़ने वाले कानून के अनुसार हदबंदी स्थिरांक से संबंधित है।

उसी सिद्धांत के ढांचे के भीतर, हाइड्रोलिसिस के संतुलन की विशेषता है हाइड्रोलिसिस की डिग्री (एच), पदार्थ की प्रारंभिक सांद्रता से संबंधित निम्नलिखित अभिव्यक्तियों का उपयोग करते हुए ( साथ) और हाइड्रोलिसिस के दौरान बनने वाले कमजोर एसिड (K HA) और कमजोर आधारों के पृथक्करण स्थिरांक ( कएमओएच):

पहली अभिव्यक्ति एक कमजोर एसिड के नमक के हाइड्रोलिसिस के लिए मान्य है, दूसरी कमजोर बेस के नमक के लिए, और तीसरी कमजोर एसिड और कमजोर बेस के नमक के लिए। इन सभी अभिव्यक्तियों का उपयोग केवल 0.05 (5%) से अधिक की हाइड्रोलिसिस की डिग्री वाले तनु समाधानों के लिए किया जा सकता है।

द्रव्यमान क्रिया का नियम, होमोफैसिक प्रतिक्रियाएं, विषमावस्था प्रतिक्रियाएं, ठोस चरण प्रतिक्रियाएं, ऑटोप्रोटोलिसिस स्थिरांक (आयनिक उत्पाद), पृथक्करण (आयनीकरण) स्थिरांक, पृथक्करण (आयनीकरण) डिग्री, हाइड्रोजन सूचकांक, हाइड्रॉक्साइड सूचकांक, हाइड्रोलिसिस स्थिरांक, सॉल्वैंशन स्थिरांक (घुलनशीलता उत्पाद), रूपांतरण की डिग्री।

1. उन कारकों की सूची बनाएं जो रासायनिक संतुलन को बदलते हैं और संतुलन स्थिरांक को बदलते हैं।
2. कौन से कारक संतुलन स्थिरांक को बदले बिना रासायनिक संतुलन को स्थानांतरित करना संभव बनाते हैं?
3. 1 लीटर में 0.5 mol NaCl, 0.16 mol KCl और 0.24 mol K 2 SO 4 युक्त घोल तैयार करना आवश्यक है। यह कैसे करें, आपके निपटान में केवल सोडियम क्लोराइड, पोटेशियम क्लोराइड और सोडियम सल्फेट है?
4. डेसीमोलर, सेंटोमोलर और मिलिमोलर विलयनों में एसिटिक, हाइड्रोसायनिक और नाइट्रिक एसिड के प्रोटोलिसिस की डिग्री निर्धारित करें।
5. 0.2 एम समाधान में ब्यूटिरिक एसिड के प्रोटोलिसिस की डिग्री 0.866% है। इस पदार्थ की अम्लता स्थिरांक ज्ञात कीजिए।
6. विलयन की किस सांद्रता पर नाइट्रस अम्ल के प्रोटोलिसिस की डिग्री 0.2 होगी?
7. एसिड प्रोटोलिसिस की डिग्री को दोगुना करने के लिए 0.2 एम एसिटिक एसिड समाधान के 300 मिलीलीटर में कितना पानी मिलाया जाना चाहिए?
8. हाइपोक्लोरस एसिड के प्रोटोलिसिस की डिग्री निर्धारित करें यदि इसके घोल में pH = 6 है। इस घोल में अम्ल की सांद्रता क्या है?
9. घोल का pH 3 है। इसके लिए a) नाइट्रिक एसिड, b) एसिटिक एसिड की सांद्रता क्या होनी चाहिए?
10. किसी विलयन में a) ऑक्सोनियम आयन, b) हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता कैसे बदलनी चाहिए ताकि घोल का pH एक से बढ़ जाए?
11. pH = 12 पर 1 मिली विलयन में कितने ऑक्सोनियम आयन होते हैं?
12. यदि पानी में 0.4 ग्राम NaOH मिला दिया जाए तो पानी का pH कैसे बदल जाएगा?
13. ऑक्सोनियम आयनों और हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता के साथ-साथ निम्नलिखित जलीय घोलों में हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्साइड सूचकांकों के मूल्यों की गणना करें: ए) 0.01 एम एचसीएल समाधान; बी) सीएच 3 सीओओएच का 0.01 एम समाधान; सी) 0.001 एम NaOH समाधान; डी) 0.001 एम एनएच 3 समाधान।
14. परिशिष्ट में दिए गए घुलनशीलता उत्पादों के मूल्यों का उपयोग करके, ए) सिल्वर क्लोराइड, बी) कैल्शियम सल्फेट, सी) एल्यूमीनियम फॉस्फेट के घोल में घुले हुए पदार्थों की सांद्रता और द्रव्यमान अंश निर्धारित करें।
15. 25 डिग्री सेल्सियस पर 1 ग्राम वजन वाले बेरियम सल्फेट को घोलने के लिए आवश्यक पानी की मात्रा निर्धारित करें।
16. 25 डिग्री सेल्सियस पर संतृप्त सिल्वर ब्रोमाइड के 1 लीटर घोल में आयनों के रूप में चांदी का द्रव्यमान क्या है?
17. 25 o C पर संतृप्त सिल्वर सल्फाइड के घोल के किस आयतन में 1 mg विलेय होता है?
18. यदि 0.05 M Pb (NO 3) 2 घोल में 0.4 M KCl घोल का बराबर आयतन मिला दिया जाए तो क्या अवक्षेप बनता है?
19. निर्धारित करें कि 0.004 एम सीडीसीएल 2 समाधान के 5 मिलीलीटर और 0.003 एम केओएच समाधान के 15 मिलीलीटर डालने के बाद एक अवक्षेप बनेगा।
20. निम्नलिखित पदार्थ आपके निपटान में हैं: NH 3 , KHS, Fe, Al(OH) 3 , CaO, NaNO 3 , CaCO 3 , N 2 O 5 , LiOH, Na 2 SO 4 । 10H 2 O, Mg (OH) Cl, Na, Ca (NO 2) 2. 4H 2 O, ZnO, NaI. 2 एच 2 ओ, सीओ 2, एन 2, बा (ओएच) 2। 8एच 2 ओ, एग्नो 3। इनमें से प्रत्येक पदार्थ के लिए, एक अलग कार्ड पर, निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें:

1) सामान्य परिस्थितियों (आणविक या गैर-आणविक) में इस पदार्थ की संरचना का प्रकार क्या है?
2) कमरे के तापमान पर यह पदार्थ किस अवस्था में एकत्रीकरण की स्थिति में है?
3) यह पदार्थ किस प्रकार के क्रिस्टल बनाता है?
4) इस पदार्थ में रासायनिक बंधन का वर्णन करें।
5) पारंपरिक वर्गीकरण के अनुसार यह पदार्थ किस वर्ग से संबंधित है?
6) यह पदार्थ पानी के साथ कैसे क्रिया करता है? यदि यह घुल जाता है या प्रतिक्रिया करता है, तो रासायनिक समीकरण दें। क्या हम इस प्रक्रिया को उलट सकते हैं? अगर हम करते हैं, तो किन परिस्थितियों में? इस प्रक्रिया में कौन सी भौतिक मात्राएँ संतुलन की स्थिति की विशेषता बता सकती हैं? यदि कोई पदार्थ घुलनशील है, तो उसकी घुलनशीलता कैसे बढ़ाई जा सकती है?
7) क्या हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ इस पदार्थ की प्रतिक्रिया करना संभव है? यदि संभव हो तो किन परिस्थितियों में? प्रतिक्रिया समीकरण दें। यह प्रतिक्रिया क्यों होती है? क्या वह प्रतिवर्ती है? यदि प्रतिवर्ती है, तो किन परिस्थितियों में? इस अभिक्रिया में उपज कैसे बढ़ाएं? यदि हम हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के स्थान पर शुष्क हाइड्रोजन क्लोराइड का प्रयोग करें तो क्या परिवर्तन होगा? संबंधित प्रतिक्रिया समीकरण दें।
8) क्या सोडियम हाइड्रॉक्साइड के घोल से इस पदार्थ की प्रतिक्रिया करना संभव है? यदि संभव हो तो किन परिस्थितियों में? प्रतिक्रिया समीकरण दें। यह प्रतिक्रिया क्यों होती है? क्या वह प्रतिवर्ती है? यदि प्रतिवर्ती है, तो किन परिस्थितियों में? इस अभिक्रिया में उपज कैसे बढ़ाएं? यदि सोडियम हाइड्रॉक्साइड विलयन के स्थान पर शुष्क NaOH का प्रयोग किया जाए तो क्या परिवर्तन होगा? संबंधित प्रतिक्रिया समीकरण दें।
9) इस पदार्थ को प्राप्त करने के लिए आपको ज्ञात सभी विधियाँ दें।
10) आपको ज्ञात इस पदार्थ के सभी नाम बताएं।
इन सवालों के जवाब देते समय, आप किसी भी संदर्भ साहित्य का उपयोग कर सकते हैं।

10. आणविक क्रिस्टल। हाइड्रोजन बांड और इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन।

11. परमाणु क्रिस्टल।

12. क्रिस्टल की चालकता का बैंड सिद्धांत।

13. अर्धचालक।

14. शुद्ध पदार्थ की मात्रात्मक विशेषताएं: उनके निर्धारण और गणना के लिए एक प्रयोगात्मक विधि।

15. समाधान। किसी घोल की सांद्रता को व्यक्त करने की विधियाँ: द्रव्यमान अंश, मोल अंश, दाढ़ की सांद्रता।

16. समतुल्य की मोलर सांद्रता। समकक्ष। तुल्यता कारक और इसकी गणना की विशेषताएं। बराबर का दाढ़ द्रव्यमान।

17. चरण संक्रमण। चरण संतुलन। चरण आरेख और उनका विश्लेषण।

18. समाधान के सामूहिक गुण।

19. थर्मोकेमिकल गर्मी। रासायनिक प्रतिक्रिया और चरण संक्रमण का थर्मल प्रभाव।

20. हेस का नियम और उसके परिणाम।

21. तापमान पर तापीय प्रभाव की निर्भरता। किरचॉफ समीकरण

22. रासायनिक प्रतिक्रिया के ऊष्मीय प्रभाव का प्रायोगिक निर्धारण।

23. रासायनिक गतिकी की मूल अवधारणाएँ: रासायनिक प्रतिक्रिया की दर, आणविकता, प्रतिक्रिया की रासायनिक गतिकी के संदर्भ में सरल और जटिल। रासायनिक कैनेटीक्स का मूल नियम (अभिधारणा)।

24. रासायनिक प्रतिक्रिया की दर पर तापमान का प्रभाव

25. कटैलिसीस और इसकी विशेषताएं

26. किसी अभिक्रिया की कोटि और दर नियतांक निर्धारित करने की एक प्रायोगिक विधि।

27. इलेक्ट्रोलाइट्स। इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का सिद्धांत पी। अरहेनियस।

28. मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स का सिद्धांत। गतिविधि। गतिविधि गुणांक। समाधान की आयनिक शक्ति पर गतिविधि गुणांक की निर्भरता।

29. कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स। अम्लता और क्षारकता स्थिरांक। ओसवाल्ड का तनुकरण का नियम।

30. जल एक दुर्बल विद्युत अपघट्य है। पानी का आयनिक उत्पाद। पीएच.डी. पोह

31. हाइड्रोजन सूचकांक का प्रायोगिक निर्धारण

32. प्रबल विद्युत अपघट्य विलयन में pH का परिकलन।

33. दुर्बल विद्युत अपघट्य के विलयन में pH की गणना।

34. एक इलेक्ट्रोलाइट समाधान में विषम संतुलन। घुलनशीलता उत्पाद।

35. आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाएं और गुणात्मक विश्लेषण में उनका अनुप्रयोग

36. लवणों का जल-अपघटन।

37. अम्ल-क्षार अनुमापन। अनुमापन विधि के आधार पर विलयन की सांद्रता का निर्धारण।

38. अनुमापन घटता। अनुमापन वक्र के अनुसार संकेतक का चयन।

39. ऑक्सीकरण की डिग्री। रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं।

40. रेडॉक्स प्रक्रियाओं के दौरान पर्यावरण का प्रभाव (MnO4 आयन के उदाहरण पर)

29. कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स। अम्लता और क्षारकता स्थिरांक। ओसवाल्ड का तनुकरण का नियम।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स रासायनिक यौगिक होते हैं जिनके अणु, अत्यधिक तनु विलयनों में भी, आयनों में थोड़े अलग हो जाते हैं जो अविभाजित अणुओं के साथ गतिशील संतुलन में होते हैं। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स में जलीय और गैर-जलीय समाधानों में अधिकांश कार्बनिक अम्ल और कई कार्बनिक आधार शामिल हैं।

कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स हैं:

लगभग सभी कार्बनिक अम्ल और पानी;

कुछ अकार्बनिक एसिड: एचएफ, एचसीएलओ, एचसीएलओ 2, एचएनओ 2, एचसीएन, एच 2 एस, एचबीआरओ, एच 3 पीओ 4, एच 2 सीओ 3, एच 2 सीओ 3, एच 2 एसओ 3 और अन्य;

कुछ कम घुलनशील धातु हाइड्रॉक्साइड: Fe (OH) 3, Zn (OH) 2, आदि।

एसिड पृथक्करण स्थिरांक (Ka) - एक एसिड के हाइड्रोजन आयन और एक एसिड अवशेष के आयन में पृथक्करण की प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिरांक। पॉलीबेसिक एसिड के लिए, जिसका पृथक्करण कई चरणों में होता है, वे पृथक्करण के विभिन्न चरणों के लिए अलग-अलग स्थिरांक के साथ काम करते हैं, उन्हें K a1, K a2, आदि के रूप में दर्शाते हैं।

डायबेसिक एसिड की गणना का एक उदाहरण:

अधिक बार, पृथक्करण स्थिरांक K के बजाय, pK मान का उपयोग किया जाता है, जिसे स्थिरांक के ऋणात्मक दशमलव लघुगणक के रूप में परिभाषित किया जाता है:

एक आधार एक रासायनिक यौगिक है जो एक प्रोटॉन (ब्रोंस्टेड बेस) या किसी अन्य रासायनिक यौगिक (लुईस बेस) के खाली कक्षीय के साथ सहसंयोजक बंधन बनाने में सक्षम है। एक संकीर्ण अर्थ में, आधारों को मूल हाइड्रॉक्साइड्स - जटिल पदार्थ के रूप में समझा जाता है, जिसके पृथक्करण के दौरान जलीय घोल में केवल एक प्रकार का आयन विभाजित होता है - हाइड्रॉक्साइड आयन OH-।

ब्रोंस्टेड-लोरी सिद्धांत क्षारों की ताकत को निर्धारित करना संभव बनाता है, अर्थात एसिड से एक प्रोटॉन को अलग करने की उनकी क्षमता। यह आमतौर पर मूलता स्थिरांक Kb का उपयोग करके किया जाता है - एक संदर्भ एसिड के साथ एक आधार की प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिरांक, जिसके लिए पानी चुना जाता है। क्षारकता स्थिरांक जितना अधिक होगा, आधार की शक्ति उतनी ही अधिक होगी और प्रोटॉन को विभाजित करने की उसकी क्षमता उतनी ही अधिक होगी। अक्सर, मूलभूतता स्थिरांक को मूलभूतता स्थिरांक pKb के सूचकांक के रूप में व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, अमोनिया के लिए ब्रोंस्टेड बेस के रूप में, कोई लिख सकता है:

ओस्टवाल्ड कमजोर पड़ने वाला कानून एक संबंध है जो समाधान की एकाग्रता पर एक द्विआधारी कमजोर इलेक्ट्रोलाइट के पतला समाधान के बराबर विद्युत चालकता की निर्भरता को व्यक्त करता है:

यहाँ K इलेक्ट्रोलाइट का पृथक्करण स्थिरांक है, c सांद्रता है, और समान विद्युत चालकता के मान हैं, क्रमशः, सांद्रता c पर और अनंत तनुकरण पर। अनुपात सामूहिक कार्रवाई और समानता के कानून का परिणाम है जहां α हदबंदी की डिग्री है।

30. जल एक दुर्बल विद्युत अपघट्य है। पानी का आयनिक उत्पाद। पीएच.डी. पोह

पानी का आयनिक उत्पाद पानी में या जलीय घोल में हाइड्रोजन आयनों H+ और हाइड्रॉक्सिल आयनों OH− की सांद्रता का उत्पाद है, जो पानी के ऑटोप्रोटोलिसिस का स्थिरांक है।

पानी, हालांकि एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट, कुछ हद तक अलग हो जाता है:

इस प्रतिक्रिया का संतुलन दृढ़ता से बाईं ओर स्थानांतरित हो गया है। पानी के पृथक्करण स्थिरांक की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है:

हाइड्रोनियम आयन सांद्रता (प्रोटॉन);

हाइड्रॉक्साइड आयनों की एकाग्रता;

पानी में पानी की सांद्रता (आणविक रूप में);

पानी में पानी की सांद्रता, इसकी निम्न डिग्री के पृथक्करण को देखते हुए, व्यावहारिक रूप से स्थिर है और (1000 g/l)/(18 g/mol) = 55.56 mol/l है।

25 डिग्री सेल्सियस पर, पानी का पृथक्करण स्थिरांक 1.8 10−16 mol/l है। समीकरण (1) को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

आइए हम उत्पाद K· \u003d K в \u003d 1.8 10 -16 mol / l 55.56 mol / l \u003d 10 -14 mol² / l² \u003d (25 ° C पर) को निरूपित करें।

प्रोटॉन और हाइड्रॉक्साइड आयनों की सांद्रता के उत्पाद के बराबर, निरंतर K को पानी का आयनिक उत्पाद कहा जाता है। यह न केवल शुद्ध जल के लिए, बल्कि पदार्थों के तनु जलीय विलयनों के लिए भी नियत है। तापमान में वृद्धि के साथ, पानी का पृथक्करण बढ़ता है, इसलिए, Kv भी बढ़ता है, तापमान में कमी के साथ, इसके विपरीत।

हाइड्रोजन इंडेक्स, पीएच - एक समाधान में हाइड्रोजन आयनों की गतिविधि का एक उपाय, और मात्रात्मक रूप से इसकी अम्लता को व्यक्त करते हुए, हाइड्रोजन आयनों की गतिविधि के एक नकारात्मक (विपरीत संकेत के साथ लिया गया) दशमलव लघुगणक के रूप में गणना की जाती है, जो प्रति लीटर मोल में व्यक्त की जाती है:

पारस्परिक पीएच मान कुछ हद तक कम व्यापक हो गया है - समाधान की मौलिकता का एक संकेतक, पीओएच, ओएच आयनों के समाधान में एकाग्रता के नकारात्मक दशमलव लघुगणक के बराबर -:

कनेक्टिंग समीकरण:

सामान्य स्थिति में, ब्रोंस्टेड-लोरी प्रोटोलिटिक सिद्धांत के अनुसार, समीकरण (4.2) के अनुसार, हमारे पास एक कमजोर मोनोबैसिक एसिड के पृथक्करण के लिए है:

सही थर्मोडायनामिक स्थिरांक सेवायह संतुलन होगा

जहां सभी गतिविधियां संतुलन हैं। आइए इस अनुपात को रूप में प्रदर्शित करें:

निरूपित करें, जैसा कि पिछले मामले में है, दो स्थिरांक का गुणनफल सेवाऔर ए (एच 2 ओ) के माध्यम से (एच 2 ओ) \u003d कास्ट एट टी =स्थिरांक फिर

या लगभग:

जहां सभी सांद्रता संतुलन हैं। यहाँ मूल्य सेवा एबुलाया अम्ल वियोजन (आयनीकरण) स्थिर या साधारण अम्लता स्थिरांक।

अनेक दुर्बल अम्लों के लिए, संख्यात्मक मान सेवा एबहुत छोटे हैं, इसलिए इसके बजाय सेवा एलागू शक्ति संकेतक (या सिर्फ एक संकेतक):

आरके ए =- एलजी सेवा ए .

अधिक सेवा ए(यानी, छोटा p सेवा ए ), एसिड जितना मजबूत होगा।

मान लीजिए एक मोनोबैसिक अम्ल HB की प्रारंभिक सांद्रता विलयन में इसके वियोजन (आयनीकरण) की मात्रा के बराबर है। तब आयनों की संतुलन सांद्रता [Н 3 + ] और [В - ] बराबर होगी [Н 3 О + ] = [В - ] = αс ए , एक संतुलन एसिड एकाग्रता [एचबी] = साथ ए - α साथ ए = साथ ए(1 - α)। संतुलन स्थिरांक (4.10) के व्यंजक में संतुलन सांद्रता के इन मूल्यों को प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

अगर एकाग्रता के बजाय साथ एइसके पारस्परिक उपयोग करें वी- कमजोर पड़ने (कमजोर पड़ने), एल / मोल में व्यक्त, वी = 1/साथ ए , फिर के लिए सूत्र सेवा एऐसा दिखाई देगा:

यह अनुपात, साथ ही व्यंजक

वर्णन करना ओस्टवाल्ड का कमजोर पड़ने वाला कानून (या कमजोर पड़ने वाला कानून)एक कमजोर बाइनरी इलेक्ट्रोलाइट के लिए। a1 के लिए (कई विश्लेषणात्मक प्रणालियों में एक विशिष्ट मामला)

यह दिखाना आसान है कि, सामान्य स्थिति में, किसी भी संरचना के कमजोर इलेक्ट्रोलाइट के लिए K n A m योजना के अनुसार आयनों में विघटित होना

के एन ए एम = पीसेवा टी+ +टीलेकिन एन -

ओस्टवाल्ड का तनुकरण नियम संबंध द्वारा वर्णित है

कहाँ पे साथ- एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट की प्रारंभिक एकाग्रता, उदाहरण के लिए, एक कमजोर एसिड। तो, ऑर्थोफोस्फोरिक एसिड एच 3 आरओ 4 . के लिए (पी = 3,

टी= 1), जो योजना के अनुसार कुल मिलाकर आयनों में विघटित हो जाता है

.

बाइनरी इलेक्ट्रोलाइट के लिए, संबंध (4.11) में बदल जाता है। A1 के लिए हमारे पास है:

आइए हम एक मोनोबैसिक अम्ल HB के विलयन के pH का संतुलन मान ज्ञात करें। हाइड्रोजन आयनों की संतुलन सांद्रता

संकेतन का उपयोग करना और हम प्राप्त करते हैं:

पीएच = 0.5 (पी सेवा ए+पी साथ ए). (4.12)

इस प्रकार, एक कमजोर मोनोबैसिक एसिड के समाधान के संतुलन पीएच मान की गणना करने के लिए, इस एसिड की अम्लता स्थिरांक को जानना आवश्यक है सेवा एऔर इसकी प्रारंभिक एकाग्रता साथ ए .

0.01 mol/l की प्रारंभिक सांद्रता वाले एसिटिक अम्ल के विलयन के pH की गणना कीजिए।

कमरे के तापमान पर एसिटिक एसिड के लिए सेवा ए = 1.74 10 -5 और पी सेवा ए = 4,76.

सूत्र (4.12) के अनुसार हम लिख सकते हैं:

पीएच = 0.5 (पी सेवा ए+पी साथ ए) = 0,5(476-0,01) = 0,5(4,76+2) = 3,38.

किसी भी कमजोर के समाधान में संतुलन के लिए एक समान विचार किया जा सकता है मल्टीबेसिकअम्ल

पॉलीबेसिक एसिड कई चरणों में आयनों में अलग हो जाते हैं, जिनमें से प्रत्येक को अपने स्वयं के संतुलन स्थिरांक की विशेषता होती है स्टेपवाइज एसिड पृथक्करण स्थिरांक।इसलिए, उदाहरण के लिए, ऑर्थोबोरिक एसिड एच 3 बीओ 3 के समाधान में, संतुलन स्थापित किया जाता है (स्थिरांक के मान 25 डिग्री सेल्सियस के लिए दिए गए हैं):

एच 3 बीओ 3 + एच 2 ओ \u003d एच 3 ओ + +, सेवा 1 =

एच 2 ओ \u003d एच 3 ओ + +, सेवा 2 =

एच 2 ओ \u003d एच 3 ओ + +, सेवा 3 =

प्रत्येक बाद के चरण का एसिड पृथक्करण स्थिरांक पिछले चरण के पृथक्करण स्थिरांक से कम होता है - आमतौर पर परिमाण के कई आदेशों द्वारा।

सभी चरणबद्ध पृथक्करण स्थिरांक का गुणनफल कुल अम्ल वियोजन स्थिरांक K के बराबर होता है:

सेवा 1 सेवा 2 ...को पी = के.

इस प्रकार, यह देखना आसान है कि ऑर्थोबोरिक एसिड के लिए मूल्य

सेवा 1 सेवा 2 सेवा 3 = के =

योजना के अनुसार कुल अम्ल वियोजन स्थिरांक है:

4.3.2 दुर्बल क्षारकों के विलयनों की क्षारकता स्थिरांक और pH

ब्रोंस्टेड-लोरी के एसिड और बेस के प्रोटोलिटिक सिद्धांत के अनुसार, सामान्य स्थिति में, जलीय घोल में एकल एसिड कमजोर बेस बी के आयनीकरण के लिए, कोई लिख सकता है:

बी + एच 2 ओ \u003d एचबी + + ओएच -

यदि आधार के आयनीकरण की डिग्री a1 है, तो एकाग्रता स्थिरांक को इस रासायनिक संतुलन के स्थिरांक के रूप में लिया जा सकता है

पिछले एक के समान आगे बढ़ते हुए, हम प्राप्त करते हैं:

सेवा = = के बी = स्थिरांक जब टी= कॉन्स्ट

दो स्थिरांक के उत्पाद के रूप में सेवा\u003d कास्ट और [एच 2 ओ] \u003d कास्ट।

चलो मात्रा कहते हैं क बी , बराबर, इसलिए,

क बी = , (4.13)

पृथक्करण (आयनीकरण) एक कमजोर एकल एसिड बेस का स्थिरांकयाबस एक मौलिकता स्थिरांकयह आधार, और मूल्य

पी क बी = क बी ,

मूलभूतता स्थिरांक का एक शक्ति संकेतक (या बस एक संकेतक)।

विचाराधीन मामले में ओस्टवाल्ड कमजोर पड़ने वाले कानून के अनुसार (संबंध के समान (4.11))

क बी =,

जहां एक एसिड कमजोर आधार के आयनीकरण की डिग्री है, और इसकी प्रारंभिक एकाग्रता है। चूँकि कमजोर आधार a1 के लिए, तब

आइए हम कमरे के तापमान पर विचाराधीन मोनोएसिड बेस के जलीय घोल का संतुलन पीएच मान ज्ञात करें। सूत्र (4.7) के अनुसार हमारे पास है:

पीएच = पी सेवा वू - आरओएच = 14 - आरओएच।

आइए pOH = [OH - ] का मान ज्ञात करें। स्पष्टतः

[ओएच -] ==

संकेतकों का उपयोग करना pON = [OH - ], p सेवा बी = के बीऔर

पी = , हमें मिलता है: पीओएच = 0.5 (पी .) सेवा बी+ पी)। इस व्यंजक को pH के उपरोक्त सूत्र में प्रतिस्थापित करते हुए, हम संबंध पर पहुँचते हैं

पीएच \u003d 14 - पीओएच \u003d 14 - 0.5 (पी सेवा बी+ पी)।

तो, एक कमजोर एकल एसिड बेस के समाधान में संतुलन पीएच मान की गणना सूत्र (4.15) का उपयोग करके की जा सकती है:

पीएच = 14 - 0.5 (पी सेवा बी+ पी)। (4.15)

अमोनिया के 0.01 mol/l जलीय घोल में pH की गणना करें, जिसके लिए कमरे के तापमान पर सेवा बी= और पी सेवा बी = 4,76.

अमोनिया के जलीय घोल में संतुलन स्थापित होता है:

जिसे ज्यादातर बाईं ओर स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिससे अमोनिया के आयनीकरण की डिग्री होती है। इसलिए, पीएच मान की गणना करने के लिए, आप संबंध (4.15) का उपयोग कर सकते हैं:

पीएच = 14 - 0.5 (पी सेवा बी+ पी) =

इसी तरह का विचार किसी भी कमजोर के लिए किया जा सकता है पॉलीएसिडमैदान। सच है, इस मामले में अधिक बोझिल भाव प्राप्त होते हैं।

कमजोर पॉलीएसिड बेस, कमजोर पॉलीबेसिक एसिड की तरह, चरणों में अलग हो जाते हैं, और प्रत्येक पृथक्करण चरण में आधार का अपना चरणबद्ध पृथक्करण स्थिरांक होता है - स्टेपवाइज बेसिकिटी स्थिरांक।

इसलिए, उदाहरण के लिए, जलीय घोल में लेड हाइड्रॉक्साइड Pb (OH) 2 दो चरणों में आयनों में विघटित हो जाता है:

एक ही संतुलन को दूसरे तरीके से लिखा जा सकता है, एक प्रोटॉन को जोड़ने वाले पदार्थ के रूप में आधार की परिभाषा (प्रोटोलिटिक सिद्धांत के ढांचे के भीतर) का पालन करते हुए, इस मामले में, इसे पानी के अणु से स्वीकार करता है:

इस मामले में, चरणबद्ध मूलभूत स्थिरांक को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

इन संतुलनों के इस तरह के रिकॉर्ड के साथ, यह माना जाता है कि पानी के अणु से प्रोटॉन पानी के अणु () के गठन के साथ हाइड्रॉक्सिल समूह में जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सीसा (II) परमाणु के पास पानी के अणुओं की संख्या होती है। एक से बढ़ जाता है, और सीसा (II) परमाणु से जुड़े हाइड्रॉक्सिल समूहों की संख्या) भी प्रत्येक पृथक्करण चरण में एक से घट जाती है।

कार्य सेवा 1 सेवा 2 = के =[पंजाब 2+] [ओएच -] 2 / [पंजाब (ओएच) 2] =

2.865 जहां सेवा- योजना के अनुसार पूर्ण पृथक्करण स्थिरांक

या किसी अन्य योजना के अनुसार

जो अंततः उसी परिणाम की ओर ले जाता है।

एक अन्य उदाहरण दो चरणों में जलीय घोल में आयनीकरण के दौर से गुजर रहा कार्बनिक आधार एथिलीनडायमाइन है। प्रथम चरण:

दूसरा कदम:

कार्य -

कुल पृथक्करण स्थिरांक यह संतुलन से मेल खाता है

कमरे के तापमान के लिए संतुलन स्थिरांक के संख्यात्मक मान ऊपर दिए गए हैं।

पॉलीबेसिक एसिड के मामले में, कमजोर पॉलीएसिड बेस के लिए, प्रत्येक बाद के चरण का पृथक्करण स्थिरांक आमतौर पर पिछले चरण के पृथक्करण स्थिरांक से छोटे परिमाण के कई क्रम होते हैं।

तालिका में। 4.2 कुछ कमजोर अम्लों और क्षारों की अम्लता और क्षारकता के स्थिरांक के संख्यात्मक मूल्यों को दर्शाता है।

तालिका 4.2. कुछ अम्लों और क्षारों के जलीय विलयनों में ट्रू थर्मोडायनामिक आयनीकरण स्थिरांक।

सेवा ए- अम्लता स्थिरांक, सेवा बी- मौलिकता स्थिरांक,

सेवा 1 - पहले चरण के लिए पृथक्करण स्थिरांक,

सेवा 2 - दूसरे चरण के लिए पृथक्करण स्थिरांक, आदि।

दुर्बल अम्लों के वियोजन स्थिरांक
अम्ल	सेवा ए	आर सेवा ए=-एलजी सेवा ए
नाइट्रोजन का अमीनोएसेटिक बेंज़ोइक बोरिक (ऑर्थोबोरिक) टेट्राबोर्नया जहां: के ए - अम्लता स्थिरांक; K p संतुलन स्थिरांक है। एसिड वहां मजबूत होता है, अम्लता स्थिरांक जितना बड़ा होता है। पीकेए मूल्यों का अक्सर उपयोग किया जाता है। पीकेए मान जितना छोटा होगा, एसिड उतना ही मजबूत होगा। पीके ए = -एलजीके ए उदाहरण के लिए, फिनोल का pK a = 10, इथेनॉल का pK a = 16। इसका मतलब है कि फिनोल एथिल अल्कोहल की तुलना में परिमाण के छह क्रम (एक मिलियन गुना) मजबूत एसिड है। आधारिकता को pK b के पदों में व्यक्त किया जा सकता है। आरकेबी = 14 - पीकेए यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि पानी का पीकेए 15.7 है। पानी से अधिक pKa वाले सभी पदार्थ जलीय घोल में अम्लीय गुणों को प्रदर्शित करने में सक्षम नहीं होते हैं। पानी, एक मजबूत एसिड के रूप में, कमजोर एसिड के पृथक्करण को रोकता है। चूंकि अधिकांश कार्बनिक यौगिकों के अम्लीय गुण पानी की तुलना में कई गुना कम स्पष्ट होते हैं, इसलिए उनकी अम्लता का आकलन करने के लिए एक ध्रुवीय दृष्टिकोण विकसित किया गया है (I.P. Beletskaya et al।)। यह पीकेए = 50 तक अम्लता का अनुमान लगाने की अनुमति देता है, हालांकि बहुत कमजोर एसिड के लिए पीकेए मूल्यों का अनुमान केवल बहुत मोटे तौर पर लगाया जा सकता है। संरचना में समान पदार्थों की श्रृंखला और विभिन्न वर्गों के यौगिकों के लिए अम्लता का गुणात्मक मूल्यांकन अत्यंत महत्वपूर्ण है। एक एसिड की प्रोटॉन दान करने की क्षमता परिणामी आयनों की स्थिरता से संबंधित होती है। परिणामी आयन जितना अधिक स्थिर होता है, प्रोटॉन को वापस पकड़ने और एक तटस्थ अणु में बदलने की उसकी इच्छा उतनी ही कम होती है। आयनों की सापेक्ष स्थिरता का मूल्यांकन करते समय, कई कारकों को ध्यान में रखा जाना चाहिए। एक परमाणु की प्रकृति जो एक प्रोटॉन दान करती है।एक परमाणु जितना आसानी से एक प्रोटॉन खो देता है, उसकी वैद्युतीयऋणात्मकता और ध्रुवीकरण क्षमता उतनी ही अधिक होती है। इसलिए, अम्लों की एक श्रृंखला में, अलग करने की क्षमता निम्न प्रकार से घट जाती है: एस-ज>ओ-एच>-एन-ज>सी-एच यह श्रृंखला आवर्त सारणी से ज्ञात परमाणुओं के गुणों से पूरी तरह मेल खाती है। पर्यावरण का प्रभाव।यदि संरचना में समान पदार्थों की तुलना की जाती है, तो प्रोटॉन दान करने वाले परमाणु पर इलेक्ट्रॉन घनत्व की तुलना करके मूल्यांकन किया जाता है। सभी संरचनात्मक कारक जो आवेश में कमी में योगदान करते हैं, आयन को स्थिर करते हैं, जबकि आवेश में वृद्धि इसे अस्थिर करती है। इस प्रकार, सभी स्वीकारकर्ता अम्लता बढ़ाते हैं, सभी दाता इसे कम करते हैं। यह इस बात की परवाह किए बिना होता है कि इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण (आगमनात्मक या मेसोमेरिक) के प्रभाव से इलेक्ट्रॉन घनत्व का पुनर्वितरण होता है। समाधान प्रभाव।सॉल्वेशन (विलायक अणुओं के साथ बातचीत) आयनों और विलायक अणुओं के बीच अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन घनत्व के पुनर्वितरण के कारण आयनों की स्थिरता को बढ़ाता है। सामान्य तौर पर, पैटर्न इस प्रकार है: विलायक जितना अधिक ध्रुवीय होगा, विलायक उतना ही मजबूत होगा; आयन जितना छोटा होगा, उतना ही बेहतर होगा। ब्रोंस्टेड के अनुसार, किसी पदार्थ की प्रोटॉन के साथ बातचीत के लिए इलेक्ट्रॉनों की अपनी जोड़ी प्रदान करने की क्षमता है। एक नियम के रूप में, ये अणु में नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और सल्फर परमाणु युक्त पदार्थ होते हैं। मूल केंद्र जितना कमजोर होगा, इलेक्ट्रॉनों का एक जोड़ा होगा, मूलता उतनी ही अधिक होगी। एक पंक्ति में R3-एन >R2ओ>R2एस मौलिकता कम हो जाती है। "NOS" स्मरक नियम का उपयोग करके इस क्रम को याद रखना आसान है। ब्रोंस्टेड बेस के बीच एक संबंध है: आयन संबंधित तटस्थ अणुओं की तुलना में मजबूत आधार हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रॉक्साइड आयन (-OH) पानी (H 2 O) की तुलना में अधिक मजबूत आधार है। जब एक क्षार प्रोटॉन के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो ओनियम धनायन बन सकते हैं: आर 3 ओ + - ऑक्सोनियम केशन; एनआर 4 + - अमोनियम केशन; · आर 3 एस + - सल्फोनियम केशन। समान संरचना वाले पदार्थों में मौलिकता का गुणात्मक मूल्यांकन अम्लता के मूल्यांकन के समान तर्क का उपयोग करके किया जाता है, लेकिन विपरीत संकेत के साथ। इसलिए, सभी स्वीकर्ता प्रतिस्थापन अपनी मौलिकता को कम करते हैं, सभी दाता प्रतिस्थापक अपनी मौलिकता को बढ़ाते हैं। लुईस एसिड और बेस लुईस बेस इलेक्ट्रॉन जोड़ी दाता हैं, जैसे ब्रोंस्टेड बेस हैं। एसिड के लिए लुईस की परिभाषा सामान्य (ब्रोंस्टेड के अनुसार) से स्पष्ट रूप से भिन्न होती है। लुईस के अनुसार, लुईस एसिड कोई भी अणु या आयन होता है जिसमें एक मुक्त कक्षीय कक्ष होता है, जिसे बातचीत के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉन जोड़ी से भरा जा सकता है। यदि ब्रोंस्टेड के अनुसार अम्ल एक प्रोटॉन दाता है, तो लुईस के अनुसार, प्रोटॉन स्वयं (H+) एक अम्ल है, क्योंकि इसका कक्षक खाली है। बहुत सारे लुईस एसिड हैं: Na +, Mg 2+, SnCl 4, SbCl 5, AlCl 3, BF 3, FeBr 3, आदि। लुईस सिद्धांत कई प्रतिक्रियाओं को एसिड-बेस इंटरैक्शन के रूप में वर्णित करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए: अक्सर लुईस एसिड के साथ प्रतिक्रियाओं में, कार्बनिक यौगिक जो पी-इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के दाता होते हैं, आधार के रूप में भाग लेते हैं: कार्बनिक रसायन विज्ञान में, निम्नलिखित को स्वीकार किया जाता है: · यदि शब्द "एसिड" का प्रयोग किया जाता है, तो इसका अर्थ है ब्रोंस्टेड एसिड; यदि "एसिड" शब्द का प्रयोग लुईस अर्थ में किया जाता है, तो वे कहते हैं "लुईस एसिड"। व्याख्यान #5 हाइड्रोकार्बन हाइड्रोकार्बन समजातीय श्रृंखला, नामकरण, समावयवता, ऐल्किल मूलक। अल्केन अणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना, एसपी 3 संकरण, एस-बॉन्ड। सी-सी और सी-एच बंधन लंबाई, बंधन कोण, बंधन ऊर्जा। कार्बनिक पदार्थों का स्थानिक समरूपता। एसपी 3 संकरित कार्बन परमाणुओं के साथ अणुओं की स्थानिक संरचना को चित्रित करने के तरीके। अल्केन्स की वर्णक्रमीय विशेषताएं। अल्केन्स के भौतिक गुण और समजातीय श्रृंखला में उनके परिवर्तन के पैटर्न। अल्केन्स (संतृप्त चक्रीय यौगिक, पैराफिन) अल्केन्स परमाणुओं की एक खुली श्रृंखला के साथ हाइड्रोकार्बन होते हैं, जो सूत्र C n H 2 n + 2 के अनुरूप होते हैं, जहाँ कार्बन परमाणु केवल σ-बॉन्ड द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं। "संतृप्त" शब्द का अर्थ है कि ऐसे पदार्थ के अणु में प्रत्येक कार्बन परमाणुओं की अधिकतम संभव संख्या (चार परमाणुओं के साथ) से जुड़ा होता है। व्याख्यान संख्या 2 में मीथेन की संरचना का विस्तार से वर्णन किया गया है। समरूपता, नामकरण सजातीय श्रृंखला के पहले तीन सदस्य (मीथेन, ईथेन और प्रोपेन) एक संरचनात्मक आइसोमर के रूप में मौजूद हैं। ब्यूटेन से शुरू होकर, आइसोमर्स की संख्या तेजी से बढ़ रही है: पेंटेन में तीन आइसोमर होते हैं, और डेकेन (सी 10 एच 22) में पहले से ही 75 होते हैं। पीएच मीटर विधि गतिविधि गुणांक को एक के बराबर लेते हुए, तनु समाधानों में माप किए जाते हैं। यदि हम पानी के ऑटोप्रोटोलिसिस की प्रतिक्रिया को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो एक कमजोर मोनोबैसिक एसिड के जलीय घोल में आयनिक संतुलन के समीकरण का निम्न रूप होगा: एचए + एच 2 ओ = एच 3 ओ + + ए - एक्स अम्लता स्थिरांक के रूप में व्यक्त किया जाता है: इसके अलावा, [c] = 1 mol/l यदि अम्ल कमजोर है, तो यहाँ से हमें मिलता है विभिन्न प्रारंभिक एसिड सांद्रता के साथ समाधान तैयार करें और उनके पीएच को मापें। pH बनाम lg . का ग्राफ़ बनाएं सीहा. उपरोक्त समीकरण से यह निम्नानुसार है कि y-अक्ष पर एक सीधी रेखा द्वारा काटा गया खंड 1/2рK ki के बराबर है। पोटेंशियोमेट्रिक विधि द्वारा अम्लता स्थिरांक का निर्धारण एक मोनोबैसिक एसिड के लिए . निर्धारित करने के लिए, एसिड की ज्ञात सांद्रता वाले घोल में हाइड्रोनियम आयनों की सांद्रता को मापना आवश्यक है। एक संकेतक इलेक्ट्रोड के रूप में, आप एक ग्लास या क्विनहाइड्रोन इलेक्ट्रोड का उपयोग कर सकते हैं, जैसे कि Ag | एजीसीएल | केसीएल || एच 3 ओ +, सत। x.g |Pt अधिक सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए, एक कमजोर एसिड समाधान को NaOH समाधान के साथ शीर्षक दिया जाता है, अनुमापन के दौरान तत्व का ईएमएफ मान मापा जाता है और पीएच की गणना की जाती है। सिस्टम में निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं होती हैं: एच 2 ओ + एच 2 ओ \u003d एच 3 ओ + + ओएच - एक्स 1 हा + एच 2 ओ \u003d एच 3 ओ + + ए - एक्स 2 एच 3 ओ + + नाओएच \u003d 2 एच 2 ओ + ना एक्स 3 हम मान सकते हैं कि x 1<< x 2 и x 1 << x 3 . संतुलन समीकरणों का रूप है: . जैसा कि पहले दिखाया गया है खंड 3. सरल प्रतिक्रियाओं की गतिज नियमन रासायनिक कैनेटीक्स एक विज्ञान है जो समय पर रासायनिक प्रतिक्रिया या भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम का अध्ययन करता है, यह भौतिक रसायन विज्ञान की एक शाखा है जो अभिकर्मकों, तापमान, गुणों की एकाग्रता पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता का अध्ययन करती है। मध्यम, विकिरण और अन्य कारक। रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण कैनेटीक्स के दृष्टिकोण से, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को वर्गीकृत करने के लिए कई सिद्धांत हैं: 1) प्रतिक्रिया में प्रतिभागियों के एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार, सभी प्रतिक्रियाओं को सजातीय और विषम में विभाजित किया जाता है। सजातीय प्रतिक्रियाएं जब सभी अभिकारक एक ही चरण में होते हैं। वो हैं: ए) गैस चरण बी) तरल चरण सी) ठोस चरण विषम प्रतिक्रियाएं, जब प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले विभिन्न चरणों में होते हैं; प्रतिक्रिया चरण सीमा पर आगे बढ़ती है 2) प्रारंभिक अधिनियम की बारीकियों के अनुसार ए) उत्प्रेरक बी) गैर उत्प्रेरक सी) फोटोकैमिकल डी) विद्युत रासायनिक ई) श्रृंखला 3) चरणों की संख्या से ए) सरल (चरण 1) बी कॉम्पलेक्स 4) प्रतिक्रिया प्रतिवर्तीता द्वारा ए) प्रतिवर्ती (द्विपक्षीय) बी) अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया को अपरिवर्तनीय माना जाता है यदि: ए) प्रतिक्रिया एक गैस पैदा करती है एचसीओओएच → एच 2 ओ + सीओ 2 बी) एक कम घुलनशील यौगिक बनता है AgNO 3 + KJ → AgJ↓ + KNO 3 c) एक निम्न-वियोजन यौगिक बनता है एचएनओ 3 + नाओएच → नानो 3 + एच 2 ओ d) बहुत अधिक गर्मी निकलती है 3Fe 3 O 4 + 8Al → 4Al 2 O 3 + 9Fe + H 3.2. प्राथमिक रासायनिक प्रतिक्रियाएं रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर प्रतिक्रिया के मार्ग पर निर्भर करती है। इस पथ को प्राथमिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है। एक प्राथमिक प्रतिक्रिया एक घटक को दूसरे में परिवर्तित करने की एकतरफा प्रक्रिया है। यह रासायनिक परिवर्तन के एक ही प्रकार के प्राथमिक कृत्यों का एक समूह है। अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाएं प्राथमिक नहीं होती हैं; उनमें कई प्रारंभिक चरण शामिल हैं - जटिल प्रतिक्रियाएं। प्रतिक्रिया तंत्र प्राथमिक चरणों का एक समूह है। एक अभिकारक एक रासायनिक प्रतिक्रिया में भागीदार होता है। डी एन केघटक के मोलों की संख्या में एक अपरिमित परिवर्तन है कमौलिक प्रतिक्रिया में ρ यदि एक डी एनके> 0 -प्रतिक्रिया उत्पाद डी एन के< 0 – शुरुआती सामग्री डी एन के = 0 -उदासीन पदार्थ 3.3. एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर एक ही प्रकार के रासायनिक परिवर्तन के प्राथमिक कृत्यों की संख्या है जो प्रति इकाई समय में मात्रा की एक इकाई या सतह की प्रति इकाई में होती है। प्रतिक्रिया पर विचार करें: टी = 0 -मोल्स की प्रारंभिक संख्या टी ≠ 0 एन ए एन बी एन सी एन डी -मोल्स की वर्तमान संख्या ξ = (xi) - प्रतिक्रिया गहराई संबंधित आलेख प्रतिपुष्टि साइट का नक्शा साइट के बारे में