जन समस्याओं के संरक्षण के कानून को कैसे हल करें

द्रव्यमान के संरक्षण के नियम ने रसायन विज्ञान के अध्ययन में क्रांति ला दी और यह इसके सबसे महत्वपूर्ण सिद्धांतों में से एक है। हालांकि कई शोधकर्ताओं द्वारा खोजा गया, इसके निर्माण का श्रेय अक्सर फ्रांसीसी वैज्ञानिक एंटोनी लावोसियर को दिया जाता है और कभी-कभी उनके नाम पर रखा जाता है। कानून सरल है: एक बंद प्रणाली में परमाणुओं को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है। प्रतिक्रिया या प्रतिक्रियाओं की श्रृंखला में, अभिकारकों का कुल द्रव्यमान उत्पादों के कुल द्रव्यमान के बराबर होना चाहिए। द्रव्यमान के संदर्भ में, एक प्रतिक्रिया समीकरण में तीर एक समान चिह्न बन जाता है, जो एक जटिल प्रतिक्रिया में यौगिकों की मात्रा का ट्रैक रखने के लिए एक बड़ी मदद है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

रासायनिक समीकरणों को संतुलित करना यह मानता है कि समीकरण के दोनों पक्षों में प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान होनी चाहिए, इसलिए यह द्रव्यमान के संरक्षण के लिए हल करने का एक तरीका है। आप किसी विलयन में विलेय का द्रव्यमान ज्ञात करने के लिए द्रव्यमान संरक्षण का भी उपयोग कर सकते हैं।

कोई भी पदार्थ बंद प्रणाली में प्रवेश या बच नहीं सकता है, लेकिन ऊर्जा स्वतंत्र रूप से गुजर सकती है। एक बंद प्रणाली के अंदर का तापमान बदल सकता है, और एक बंद प्रणाली को एक्स-रे या माइक्रोवेव द्वारा विकिरणित किया जा सकता है। आपको प्रतिक्रिया के पहले और बाद में द्रव्यमान को मापते समय एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया के दौरान दी गई ऊर्जा या एंडोथर्मिक के दौरान अवशोषित ऊर्जा पर विचार करने की आवश्यकता नहीं है। कुछ यौगिक अवस्था बदल सकते हैं, और कुछ गैसें ठोस और तरल पदार्थ से उत्पन्न हो सकती हैं, लेकिन महत्व का एकमात्र पैरामीटर शामिल सभी यौगिकों का कुल द्रव्यमान है। यह वही रहना चाहिए।

तथ्य यह है कि एक लॉग जलने के बाद कम वजन का होता है जब तक कि वैज्ञानिकों ने द्रव्यमान के संरक्षण के सिद्धांत को नहीं समझा। चूंकि द्रव्यमान को नष्ट नहीं किया जा सकता है, इसे दूसरे रूप में बदलना होगा, और ऐसा ही होता है। दहन के दौरान, लकड़ी लकड़ी का कोयला और कालिख बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ जुड़ती है, और यह कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड जैसी गैसों को छोड़ती है। आप इन गैसों के कुल द्रव्यमान की गणना जलने से पहले लॉग को तौलकर और आग बुझने के बाद बचे ठोस कार्बन उत्पादों से कर सकते हैं। इन भारों का अंतर चिमनी के ऊपर जाने वाली गैसों के कुल भार के बराबर होना चाहिए। जन समस्याओं के सभी संरक्षण के समाधान के पीछे यही मूल विचार है।

एक संतुलित रासायनिक समीकरण वह है जो दर्शाता है कि परमाणु, सामान्य रूप से द्रव्यमान की तरह, प्रतिक्रिया के दौरान न तो बनाए जाते हैं और न ही नष्ट होते हैं, जो एक समीकरण का वर्णन करता है। प्रतिक्रिया समीकरण को संतुलित करना जन समस्या के संरक्षण को हल करने का एक तरीका है। ऐसा करने के लिए, आप मानते हैं कि समीकरण के दोनों पक्षों में प्रतिक्रिया में शामिल प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान होती है।

उदाहरण के लिए, जंग बनने के लिए असंतुलित समीकरण, जो लोहे के ऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए ऑक्सीजन के साथ लोहे का संयोजन है, इस तरह दिखता है:

फे + ओ₂ -> फे₂हे₃

यह समीकरण संतुलित नहीं है क्योंकि दोनों पक्षों में अलग-अलग संख्या में लोहे और ऑक्सीजन परमाणु होते हैं। इसे संतुलित करने के लिए, प्रत्येक अभिकारक और उत्पाद को एक गुणांक से गुणा करें जो दोनों पक्षों पर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की समान संख्या उत्पन्न करता है:

4Fe + 3O₂ -> 2Fe₂2ओ₃

ध्यान दें कि किसी यौगिक में परमाणुओं की संख्या, जिसे रासायनिक सूत्र में सबस्क्रिप्ट द्वारा दर्शाया जाता है, कभी नहीं बदलता है। आप केवल गुणांकों को संशोधित करके समीकरण को संतुलित कर सकते हैं।

द्रव्यमान के संरक्षण के लिए हल करने के लिए प्रतिक्रिया के लिए आपको रासायनिक समीकरण को जानना जरूरी नहीं है। उदाहरण के लिए, यदि आप दो या दो से अधिक यौगिकों को पानी में घोलते हैं, तो आप जानते हैं कि अवयवों का द्रव्यमान घोल के कुल द्रव्यमान के बराबर होना चाहिए। यह कैसे उपयोगी हो सकता है, इसके एक उदाहरण के रूप में, एक ऐसे छात्र पर विचार करें जो जोड़ने के लिए दो यौगिकों के विशेष भारों को तौलता है पानी की एक ज्ञात मात्रा में और फिर इसे स्थानांतरित करते समय यौगिकों में से एक की थोड़ी मात्रा को फैलाता है समाधान। अंतिम समाधान का वजन करके, छात्र यह पता लगा सकता है कि कितना यौगिक खो गया था।

यदि कुछ अभिकारक मिलकर ज्ञात उत्पाद बनाते हैं और अभिक्रिया का संतुलित समीकरण ज्ञात होता है, अभिकारकों या उत्पादों में से किसी एक के लापता द्रव्यमान की गणना करना संभव है यदि अन्य सभी हैं जाना हुआ। उदाहरण के लिए, कार्बन टेट्राक्लोराइड और ब्रोमीन मिलकर डाइब्रोमोडिक्लोरमीथेन और क्लोरीन गैस बनाते हैं। इस प्रतिक्रिया के लिए संतुलित समीकरण है:

सीसीएल₄ + भाई₂ -> सीबीआर₂क्लोरीन₂ + Cl2

यदि आप प्रत्येक अभिकारक के द्रव्यमान को जानते हैं और उत्पादों में से एक के द्रव्यमान को माप सकते हैं, तो आप दूसरे उत्पाद के द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं। इसी तरह, यदि आप उत्पादों के द्रव्यमान और एक अभिकारक को मापते हैं, तो आप तुरंत दूसरे अभिकारक के द्रव्यमान को जान जाते हैं।

एक छात्र 154 ग्राम कार्बन टेट्राक्लोराइड और एक अज्ञात मात्रा में ब्रोमीन को एक सीलबंद कंटेनर में मिलाकर 243 ग्राम डाइब्रोमोडिक्लोरमीथेन और 71 ग्राम क्लोरीन का उत्पादन करता है। प्रतिक्रिया में कितना क्लोरीन का उपयोग किया गया था, यह मानते हुए कि अभिकारक पूरी तरह से u__p उपयोग किए जाते हैं?

चूंकि द्रव्यमान संरक्षित है, हम एक समानता स्थापित कर सकते हैं जिसमें x ब्रोमीन की अज्ञात मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है:

154g + x = 243g + 71g

x = अभिक्रिया में भस्म ब्रोमीन का द्रव्यमान = 150 ग्राम