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le chatelier’s principle bsc 1 minor

 le chatelier’s principle bsc 1 minor-ले चेटेलियर का सिद्धांत क्या है और यह महत्वपूर्ण क्यों है।ले-चेटेलियर और ब्रौन (1884), एक फ्रांसीसी रसायनज्ञ, ने संतुलन में प्रणाली की स्थिति पर एकाग्रता, तापमान या दबाव में परिवर्तन के प्रभाव को समझाने के लिए कुछ सामान्यीकरण किए।

 le chatelier’s principle bsc 1 minor

 

जब एक प्रणाली को इनमें से किसी एक कारक में परिवर्तन के अधीन किया जाता है, तो इक्युलीब्रियम गड़बड़ा जाता है और प्रणाली में सुधार हो जाता है, जब तक कि यह संतुलन में वापस नहीं आ जाता।

सामान्यीकरण को ले-चेटेलियर के सिद्धांत के रूप में जाना जाता है। इसे इस प्रकार कहा जा सकता है:
“परिवर्तन के प्रभाव को कम करने या उसका प्रतिकार करने के लिए संतुलन को निर्धारित करने वाले किसी भी कारक में परिवर्तन।

 le chatelier’s principle bsc 1 minor

गुणात्मक रूप से संतुलन में प्रणाली पर एकाग्रता, दबाव, या तापमान में परिवर्तन के प्रभाव का अनुमान लगाने में सिद्धांत बहुत सहायक है।
उत्प्रेरक के प्रभाव: उत्प्रेरक संतुलन पर कोई प्रभाव नहीं। ऐसा इसलिए है क्योंकि उत्प्रेरक आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दर को समान रूप से बढ़ावा देता है।

इसलिए, रिवर्स रेट्स के लिए फॉरवर्ड का अनुपात समान रहता है और संतुलनकर्ताओं में मौजूद रिएक्टेंट्स और उत्पादों की सापेक्ष मात्रा में कोई शुद्ध परिवर्तन नहीं होता है।

इस प्रकार, एक उत्प्रेरक संतुलन की स्थिति को प्रभावित नहीं करता है। यह जल्दी से संतुलन हासिल करने में मदद करता है। यह भी ध्यान दिया जा सकता है कि उत्प्रेरक का प्रतिक्रिया मिश्रण के संतुलन की संरचना पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
इस प्रकार उत्प्रेरक किसी भी प्रत्यक्ष में संतुलन को स्थानांतरित नहीं करता है
अक्रिय गैस के अतिरिक्त का प्रभाव: अक्रिय गैस (जैसे हीलियम, नियॉन, आदि) के अतिरिक्त परिस्थितियों के आधार पर संतुलन पर निम्न प्रभाव पड़ता है:
(i) स्थिर आयतन में अक्रिय गैस को जोड़ना: जब अक्रिय गैस को स्थिर मात्रा में संतुलन प्रणाली में जोड़ा जाता है, तो कुल दबाव बढ़ेगा।

 le chatelier’s principle bsc 1 minor

लेकिन अभिकारकों और उत्पादों की एकाग्रता (कंटेनर की मात्रा के लिए उनके मोल्स का अनुपात) नहीं बदलेगा। इसलिए, इन शर्तों के तहत, संतुलन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा।
(ii) निरंतर दबाव पर अक्रिय गैस को जोड़ना: जब स्थिर दबाव पर एक निष्क्रिय गैस को संतुलन प्रणाली में जोड़ा जाता है, तो आयतन में वृद्धि होगी।

नतीजतन, विभिन्न अभिकारकों और उत्पादों की प्रति यूनिट मात्रा में मोल्स की संख्या घट जाएगी। इसलिए, संतुलन एक दिशा में शिफ्ट होगा जिसमें गैसों के मोल्स की संख्या में वृद्धि होती है।

Application of Le-Chatelier’s principle

ले-चेटेलियर के सिद्धांत का रासायनिक भौतिक प्रणाली के लिए और संतुलन की स्थिति में हर दिन जीवन में बहुत महत्व है।

(1) Application of the chemical equilibrium

(i) Synthesis of Ammonia (Haber’s process)

N2 + 3H2       2NH3 + 23 kcal (exothermic)

1 vol  3 vol          2vol

(a) High pressure (Δn<0)

(b) Low Temperature

(c) Excess of N2 and 3H2

(d) Removal of NH3 favors the forward reaction

(ii) Formation of sulfur trioxide

2SO2 +  O2  ⇌ 2SO3 +45 kcal (exothermic)

2vol    1 vol      2vol

(a) High pressure (Δn<0)

(b) Low Temperature

(c) Excess of 2SO2 and O2, favors the reaction in forwarding direction

(iii) Synthesis of nitric oxide

N2  +  O2    ⇌ 2NO -43.2 kcal (endothermic)

1 vol    1 vol      2 vol

(a) High Temperature

(b) Excess of 2SO2 and O2

(c) Since Reaction takes place without a change in volume

Δn=0, pressure has no effect on the equilibrium.

(iv) Formation of nitrogen dioxide

2NO   + O2  ⇌ 2NO2  + 27.8 kcal

2 vol    1 vol      2 vol

(a) High pressure

(b) Low Temperature

(c) Excess of 2NO  and O2, favors the reaction in forwarding direction.

(v) dissociation of phosphorous pentachloride

PCl5  ⇌  PCl3 + Cl2   -15kcal

1 vol      1 vol    1 vol

(a) Low pressure or a high volume of the container, Δn>0

(b) High Temperature

(c) Excess of PCl5.

(2) Application to the physical equilibrium

(i) Melting of ice ( Ice -water system)

Ice                       ⇌    water            – x kcal

(greater volume)      (Lesser volume)

(इस प्रतिक्रिया में मात्रा 1.09 c.c से 1.01 c.c.per ग्राम तक घट जाती है)

(a) उच्च तापमान पर अधिक पानी बनता है क्योंकि यह गर्मी को अवशोषित करता है।

(b) उच्च दबाव में अधिक पानी बनता है क्योंकि यह आयतन में कमी के साथ होता है।

(c)  उच्च दबाव में, बर्फ का गलनांक कम हो जाता है, जबकि पानी का क्वथनांक बढ़ जाता है।

(ii) Melting Of Sulfur:

S(s)      ⇌     S(l)  -X kcal

(यह प्रतिक्रिया आयतन में वृद्धि के साथ होती है)

(a) उच्च तापमान पर, अधिक तरल सल्फर बनता है

(b) उच्च दबाव पर, कम सल्फर पिघल जाएगा क्योंकि पिघलने से इसकी मात्रा बढ़ जाती है।

(c) उच्च दाब पर, सल्फर का गलनांक बढ़ जाता है।

(iii) Boiling Of Water(water- water vapour system)

water   ⇌ Water Vapours  – x kcal

(यह गर्मी के अवशोषण और मात्रा में वृद्धि के साथ है)

(a)उच्च तापमान पर अधिक वाष्प बनते हैं।

(b) उच्च दाब पर, वाष्प को तरल में परिवर्तित किया जाएगा क्योंकि इसकी मात्रा घट जाती है।

(c) उच्च दबाव में, पानी का क्वथनांक बढ़ जाता है।

(iv) Solubility Of salts :

*यदि नमक की घुलनशीलता गर्मी के अवशोषण के साथ होती है, तो तापमान में वृद्धि के साथ इसकी घुलनशीलता बढ़ जाती है; e.g.,NH4Cl,K2SO4,KNO3 etc.

KNO3(s)   + (aq) ———–>KNO3(aq) – x kcal

*दूसरी ओर, यदि यह गर्मी के विकास के साथ है, तो तापमान में वृद्धि के साथ घुलनशीलता कम हो जाती है; eg.,CaCl2,Ca(OH)2,NaOH,KOH etc.

Ca(OH)2(s) + (aq)———->Ca(OH)2(aq)  + x kcal

how is le chatelier’s principle used in real life

Application in everyday life:

हमने भौतिक और रासायनिक प्रणालियों में शामिल कुछ संतुलन के लिए ले -चैटेलियर के सिद्धांत के अनुप्रयोग का अध्ययन किया है। इनके अलावा, सिद्धांत कुछ टिप्पणियों को समझाने के लिए भी उपयोगी है जो हम रोजमर्रा की जिंदगी में आते हैं। उनमें से कुछ नीचे चर्चा की गई है।

(i) कपड़े तेज़ हवा वाले दिन सूख जाते हैं:

जब गीले कपड़े एक स्टैंड पर फैल जाते हैं, तो पानी वाष्पित हो जाता है और आसपास की हवा संतृप्त हो जाती है जिससे इस तरह सूखने की प्रक्रिया में बाधा उत्पन्न होती है। हवा चलने पर जब हवा चलती है, तो पास की गीली हवा को शुष्क हवा से बदल दिया जाता है जो वाष्पीकरण की प्रक्रिया को आगे बढ़ाने में मदद करती है। इस प्रकार, जब हवा चलती है तो कपड़े जल्दी सूख जाते हैं।

(ii)हम एक नम दिन पर अधिक पसीना करते हैं:

स्पष्टीकरण वही है जो ऊपर दिया गया है। एक नम दिन पर, हवा पहले से ही पानी के वाष्प के साथ संतृप्त होती है। इसका मतलब यह है कि पसीने के रूप में शरीर के छिद्रों से जो पानी निकलता है वह वाष्पीकृत नहीं होता है। यह एक नम दिन पर अधिक पसीना आ जाएगा।

(iii)रक्त में हीमोग्लोबिन द्वारा ऑक्सीजन की ढुलाई:

हमारे रक्त के लाल कोषिकाओं में हीमोग्लोबिन (HB) ऊतक में ऑक्सीजन ले जाता है। इसमें संतुलन शामिल है।

Hb(s)   +   O2(g)     ⇌    HbO2(s)

रक्त जो फेफड़ों में हवा के ऑक्सीजन के साथ संतुलन में है, ऊतकों में एक स्थिति पाता है जहां ऑक्सीजन का आंशिक दबाव कम होता है।

ले चेटेलियर्स सिद्धांत के अनुसार, संतुलन बाईं ओर बदल जाता है, ताकि ऑक्सीमोग्लोबिन में से कुछ हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन देने में बदल जाए।

जब रक्त फेफड़ों में लौटता है, तो ऑक्सीजन का आंशिक दबाव अधिक होता है और संतुलन अधिक ऑक्सीहामोग्लोबिन के निर्माण का पक्षधर होता है।

(iv) रक्त द्वारा ऊतकों से कार्बन डाइऑक्साइड को निकालना

ऊतकों से CO2 निकालता है। संतुलन है:-
CO2 (g) + H2O (l) ⇌ H2CO3(aq) ⇌ H+(aq) + HCO3(aq)
कार्बन डाइऑक्साइड ऊतकों में रक्त में घुल जाता है क्योंकि CO2 का आंशिक दबाव फेफड़ों में अधिक होता है, जहां CO2 का आंशिक दबाव कम होता है, यह रक्त से निकलता है।

(v) मीठे पदार्थ दांतों की सड़न का कारण बनते हैं:

दांतों के तामचीनी में एक अघुलनशील पदार्थ होता है जिसे हाइड्रॉक्सीपैटाइट,Ca5(PO4)3OH कहा जाता है। दांतों से इस पदार्थ के विघटन को विमुद्रीकरण कहा जाता है और इसके गठन को पुनः खनिज कहा जाता है।

स्वस्थ दांतों के साथ भी, मुंह में एक संतुलन है:

Ca5(PO4)3OH   ⇌      5Ca2+(aq)  + 3PO43- + OH(aq)

जब चीनी पदार्थ लिया जाता है, तो चीनी दांतों पर अवशोषित हो जाती है और H+ आयनों को देने के लिए किण्वित हो जाती है।

H+ आयनों ने उत्पादित संतुलन को OH- के साथ जोड़कर पानी बनाने के लिए और (PO4)3 के साथ HPO42– बनाने के लिए। उत्पादों को हटाने से संतुलन दाईं ओर शिफ्ट हो जाता है और इसलिए,Ca5(PO4)3OH दांत क्षय का कारण बनता है।

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