रसायन विज्ञान का प्रत्येक छात्र ले चेटेलियर के सिद्धांत को जानता है, जिसमें कहा गया है कि तापमान में कोई भी परिवर्तन, किसी दिए गए सिस्टम में दबाव, आयतन या एकाग्रता प्रणाली को एक नया संतुलन स्थापित करने के लिए प्रेरित करेगा राज्य प्रतिक्रिया के ज्ञान के साथ (उदाहरण के लिए, चाहे वह एंडोथर्मिक या एक्ज़ोथिर्मिक हो), आप इसका उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए कर सकते हैं कि सिस्टम में बदलाव होने पर क्या होगा।
लेकिन एक अधिक मात्रात्मक विधि है जिसका उपयोग आप यह निर्धारित करने के लिए कर सकते हैं कि प्रतिक्रिया किस दिशा में अनुकूल होगी, और यह वर्तमान में संतुलन पर है या नहीं, और इसे कहा जाता है प्रतिक्रिया भागफल. किसी दी गई प्रतिक्रिया के लिए प्रतिक्रिया भागफल की गणना करना सीखना रसायन विज्ञान में एक सरल लेकिन शक्तिशाली उपकरण है।
प्रतिक्रिया भागफल समझाया गया
प्रतिक्रिया भागफल किसी भी समय प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया के लिए अभिकारकों और उत्पादों की सापेक्ष मात्रा को निर्धारित करने का एक तरीका है। यह प्रतीक दिया गया है क्यू, और आप उत्पादों और अभिकारकों की सांद्रता (तकनीकी रूप से "गतिविधियों") को शामिल करते हुए उनके स्टोइकोमेट्रिक स्थिरांक के साथ एक सरल सूत्र का उपयोग करके इसकी गणना कर सकते हैं।
प्रतिक्रिया भागफल और संतुलन स्थिरांक (क) समान (लेकिन समान नहीं) मात्राएँ हैं, और किसी भी समय बिंदु पर दोनों की तुलना करने से आपको पता चलता है कि प्रतिक्रिया किस दिशा में आगे बढ़ेगी जब तक कि यह संतुलन तक नहीं पहुँच जाती।
क्यू और के के बीच का अंतर
के लिए समीकरण क्यू तथा क अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रता के आधार पर बहुत समान हैं, लेकिन दो मात्राओं के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है: संतुलन स्थिरांक समीकरण है केवल मान्य है जब सिस्टम चालू है संतुलन (अर्थात जब आगे की प्रतिक्रिया की दर रिवर्स प्रतिक्रिया की दर से मेल खाती है)।
प्रतिक्रिया भागफल पर मान्य है हर समय, इसलिए इसका परिकलन करने के लिए प्रतिक्रिया का संतुलन पर होना आवश्यक नहीं है। हालाँकि, जब प्रतिक्रिया संतुलन पर होती है, क्यू = क, और दो समीकरण एक ही परिणाम देते हैं।
एक प्रतिक्रिया के लिए क्यू की गणना करें
के लिए समीकरण क्यू, रसायनों के बीच एक सामान्य प्रतिक्रिया के लिए ए, ख, सी तथा घ फॉर्म का:
द्वारा दिया गया है:
तो अनिवार्य रूप से यह एक साथ गुणा किए गए उत्पादों को एक साथ गुणा करके अभिकारकों द्वारा विभाजित किया जाता है, प्रत्येक उनके स्टोइकोमेट्रिक स्थिरांक के बराबर एक शक्ति तक बढ़ा (अर्थात प्रत्येक घटक की संख्या) प्रतिक्रिया)। हालाँकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इसमें वर्गाकार कोष्ठक रसायनों की गतिविधियों को संदर्भित करते हैं।
एक ठोस या शुद्ध तरल के लिए, समीकरण में पद क्यू एक के लिए काम करता है, और इसलिए उन्हें प्रभावी ढंग से अनदेखा किया जा सकता है। एक विलायक के लिए, आप मोल अंश का उपयोग करते हैं, एक गैस के लिए आप आंशिक दबाव (या मोलरिटी) का उपयोग करते हैं, और एक विलेय के लिए आप मोलरिटी का उपयोग करते हैं।
एक सरल उदाहरण गणना आपको गणना करने का तरीका बताएगी क्यू एक प्रतिक्रिया के लिए। प्रतिक्रिया लें:
दाढ़ के साथ: [सीओ] = 1 एम, [एच2ओ] = 1 एम, [सीओ2] = 2M और [H2] = 2 एम, और संतुलन स्थिरांक क = 1. ध्यान दें कि इस मामले में प्रत्येक घटक के लिए स्टोइकोमेट्रिक स्थिरांक एक हैं, इसलिए आपको गणना में शक्तियों के बारे में चिंता करने की आवश्यकता नहीं है। के लिए व्यंजक का उपयोग करना क्यू देता है:
ध्यान दें कि value के लिए यह मान क्यू के लिए दिए गए मान से बड़ा है क.
व्याख्या क्यू
का मूल्य क्या है यह समझने के लिए विचार करने के लिए तीन मुख्य मामले हैं क्यू तुम्हें बताया: क्यू > क, क्यू = क तथा क्यू < क. के लिये क्यू > कइसका मतलब है कि संतुलन की तुलना में अधिक उत्पाद मौजूद हैं, और इसलिए प्रतिक्रिया अभिकारकों के पक्ष में स्थानांतरित हो जाएगी।
के लिये क्यू = क, प्रतिक्रिया संतुलन पर है और तब तक बनी रहेगी जब तक कि कोई चीज सिस्टम को परेशान न करे (उदाहरण के लिए अगर गर्मी जोड़ दी जाए या दबाव बढ़ जाए)।
के लिये क्यू < क, संतुलन की तुलना में मौजूद उत्पादों की तुलना में अधिक अभिकारक हैं, और इसलिए प्रतिक्रिया आगे की दिशा में आगे बढ़ेगी और उत्पादों के निर्माण के पक्ष में होगी।