रासायनिक प्रतिक्रियाओं में गर्मी क्या भूमिका निभाती है?

चूंकि यह ऊर्जा का एक रूप है, इसलिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं में गर्मी कई महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। कुछ मामलों में, प्रतिक्रियाओं को शुरू करने के लिए गर्मी की आवश्यकता होती है; उदाहरण के लिए, एक कैंप फायर को शुरू करने के लिए एक माचिस और जलाने की आवश्यकता होती है। प्रतिक्रियाएं गर्मी का उपभोग करती हैं या इसमें शामिल रसायनों के आधार पर इसका उत्पादन करती हैं। गर्मी उस गति को भी निर्धारित करती है जिस पर प्रतिक्रियाएं होती हैं और क्या वे आगे या विपरीत दिशा में आगे बढ़ती हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

सामान्यतया, गर्मी एक रासायनिक प्रतिक्रिया को तेज करने में मदद करेगी, या एक रासायनिक प्रतिक्रिया को चलाएगी जो अन्यथा नहीं हो पाएगी।

कई परिचित रासायनिक प्रतिक्रियाएं, जैसे कोयले का जलना, जंग लगना और बारूद का फटना, गर्मी छोड़ देता है; रसायनज्ञ इन प्रतिक्रियाओं को ऊष्माक्षेपी कहते हैं। चूँकि अभिक्रियाएँ ऊष्मा मुक्त करती हैं, वे परिवेश के तापमान को बढ़ाती हैं। अन्य प्रतिक्रियाएं, जैसे नाइट्रिक ऑक्साइड बनाने के लिए नाइट्रोजन और ऑक्सीजन का संयोजन, परिवेश के तापमान को कम करते हुए गर्मी लेता है। चूंकि वे अपने पर्यावरण से गर्मी को दूर करते हैं, इसलिए ये प्रतिक्रियाएं एंडोथर्मिक हैं। कई प्रतिक्रियाएं गर्मी का उपभोग और उत्पादन दोनों करती हैं, लेकिन अगर शुद्ध परिणाम गर्मी देना है, तो प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है; अन्यथा, यह एंडोथर्मिक है।

ऊष्मा ऊर्जा पदार्थ में अणुओं की यादृच्छिक गतिमान गतियों के रूप में प्रकट होती है; जैसे-जैसे किसी पदार्थ का तापमान बढ़ता है, उसके अणु कंपन करते हैं और अधिक ऊर्जा और तेज गति से उछलते हैं। कुछ तापमानों पर, कंपन उन ताकतों पर काबू पा लेते हैं जो अणुओं को एक-दूसरे से चिपका देती हैं, जिससे ठोस द्रव में पिघल जाते हैं, और तरल पदार्थ गैसों में उबल जाते हैं। गैसें दबाव में वृद्धि के साथ गर्मी का जवाब देती हैं क्योंकि अणु अपने कंटेनर से अधिक बल के साथ टकराते हैं।

अरहेनियस समीकरण नामक एक गणितीय सूत्र रासायनिक प्रतिक्रिया की गति को उसके तापमान से जोड़ता है। निरपेक्ष शून्य पर, एक सैद्धांतिक तापमान जो वास्तविक जीवन की प्रयोगशाला सेटिंग में नहीं पहुंचा जा सकता है, गर्मी पूरी तरह से अनुपस्थित है और रासायनिक प्रतिक्रियाएं मौजूद नहीं हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, प्रतिक्रियाएं होती हैं। आम तौर पर, उच्च तापमान का मतलब तेज प्रतिक्रिया दर है; जैसे-जैसे अणु अधिक तेज़ी से आगे बढ़ते हैं, प्रतिक्रियाशील अणुओं के परस्पर क्रिया करने की संभावना अधिक होती है, जिससे उत्पाद बनते हैं।

कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाएं उत्क्रमणीय होती हैं: अभिकारक मिलकर उत्पाद बनाते हैं, और उत्पाद स्वयं को अभिकारकों में पुनर्व्यवस्थित करते हैं। एक दिशा गर्मी छोड़ती है और दूसरी उसका उपभोग करती है। जब कोई प्रतिक्रिया समान संभावना के साथ किसी भी तरह से हो सकती है, तो रसायनज्ञ कहते हैं कि यह संतुलन में है। ले चेटेलियर के सिद्धांत में कहा गया है कि संतुलन में प्रतिक्रियाओं के लिए, मिश्रण में अधिक अभिकारकों को जोड़ने से आगे की प्रतिक्रिया अधिक होने की संभावना होती है और रिवर्स कम हो जाती है। इसके विपरीत, अधिक उत्पादों को जोड़ने से विपरीत प्रतिक्रिया अधिक संभावित हो जाती है। ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया के लिए ऊष्मा एक उत्पाद है; यदि आप संतुलन में एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया में गर्मी जोड़ते हैं, तो आप रिवर्स प्रतिक्रिया को अधिक संभावना बनाते हैं।