Equilibrium MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Equilibrium - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सिद्धांत:

घुलनशीलता गुणनफल (K_sp) और घुलनशीलता (S)

• घुलनशीलता गुणनफल स्थिरांक (K_sp) एक ठोस पदार्थ के जलीय विलयन में घुलने के लिए साम्यावस्था स्थिरांक है।
• अपने घटक आयनों में घुलने वाले लवण के लिए, घुलनशीलता (S) और K_sp के बीच संबंध वियोजन के रससमीकरणमिति पर निर्भर करता है।
• सामान्य विधि है:
  • वियोजन समीकरण लिखें
  • घुलनशीलता S के संदर्भ में आयन सांद्रता व्यक्त करें
  • K_sp व्यंजक में प्रतिस्थापित करें और S के लिए हल करें

व्याख्या:

• A - I: AB प्रकार (जैसे AgCl)
  • वियोजन: AB ⇌ A⁺ + B⁻
  • K_sp = S x S = S² ⇒ S = √K_sp
• B - II: AB₂ प्रकार (जैसे PbI₂)
  • वियोजन: AB₂ ⇌ A²⁺ + 2B⁻
  • K_sp = (2S)² x S = 4S³ ⇒ S = ∛(K_sp/4)
• C - III: AB₃ प्रकार (जैसे Al(OH)₃)
  • वियोजन: AB₃ ⇌ A³⁺ + 3B⁻
  • K_sp = S x (3S)³ = 27S⁴ ⇒ S = (K_sp/27)^1/4
• D - IV: A₃B₂ प्रकार (जैसे Ca₃(PO₄)₂)
  • वियोजन: A₃B₂ ⇌ 3A²⁺ + 2B³⁻
  • K_sp = (3S)³ x (2S)² = 108S⁵ ⇒ S = ∛(K_sp/108)

इसलिए, सही उत्तर है: विकल्प 1) A - I, B - II, C - III, D - IV

संकल्पना:

तापमान और सांद्रता का रासायनिक साम्यावस्था पर प्रभाव

• दी गई अभिक्रिया है:

  N₂(g) + O₂(g) → 2NO(g)

• यह अभिक्रिया ऊष्माशोषी है क्योंकि ΔH = +180.7 kJ mol⁻¹.
• ले-शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार:
  • एक ऊष्माशोषी अभिक्रिया (ΔH > 0) के लिए, तापमान बढ़ाने पर साम्यावस्था उत्पादों की ओर विस्थापित होती है (NO की उच्च लब्धि)।
  • अभिकारकों (N₂ और O₂) की सांद्रता बढ़ाने पर भी साम्यावस्था उत्पादों की ओर विस्थापित होती है, जिससे NO की लब्धि बढ़ जाती है।

व्याख्या:

• उच्च तापमान: चूँकि अभिक्रिया ऊष्माशोषी है, इसलिए तापमान बढ़ाने पर अभिक्रिया को आगे बढ़ाने के लिए अधिक ऊर्जा की आपूर्ति होती है।
• N₂ की उच्च सांद्रता: अधिक N₂ मिलाने पर साम्यावस्था उत्पादों की ओर विस्थापित होती है।
• O₂ की उच्च सांद्रता: अधिक O₂ मिलाने पर भी साम्यावस्था उत्पादों की ओर विस्थापित होती है।

इसलिए, सही उत्तर A, C, D केवल है।

संकल्पना:

K_C और K_P के बीच संबंध

• साम्यावस्था स्थिरांक Kp, Kc से इस समीकरण द्वारा संबंधित है:

  K_p = K_C (RT)^Δn_g

• जहाँ:
  • K_C सांद्रता के पदों में साम्यावस्था स्थिरांक है।
  • R गैस स्थिरांक है (0.0831 L atm mol^-1 K^-1).
  • T केल्विन में तापमान है (इस स्थिति में 1000 K).
  • Δn_g गैस के मोलों में परिवर्तन है (उत्पाद - अभिकारक).
• दी गई अभिक्रिया के लिए, उत्क्रम दर स्थिरांक अग्र दर स्थिरांक का 2500 गुना है, और हमें 1000 K पर Kp की गणना करने के लिए कहा गया है।

व्याख्या:

• अग्र और उत्क्रम अभिक्रियाओं के दर स्थिरांक के बीच संबंध है:

  \(KC = \frac{k{\text{f}}}{k{\text{b}}}\)

  यह दिया गया है कि उत्क्रम दर स्थिरांक अग्र दर स्थिरांक का 2500 गुना है, हमारे पास है:

  \(KC = \frac{k{\text{f}}}{2500 k{\text{f}}} = \frac{1}{2500}\)

• अब, हम Kp ज्ञात करने के लिए समीकरण का उपयोग करते हैं:

  K_p = K_C (RT)^Δn_g

  यह दिया गया है कि Δn_g = 1 (क्योंकि अभिकारकों के 1 मोल से उत्पादों के 2 मोल तक मोलों की संख्या में परिवर्तन होता है), हम ज्ञात मानों को प्रतिस्थापित करते हैं:

  \(Kp = \frac{1}{2500} (0.0831 × 1000)^1\)

• समीकरण को हल करना:

  \(Kp = \frac{1}{2500} \times 83.1 = 0.033\)

इसलिए, K_p का सही मान 0.033 है।

संकल्पना:

फॉस्फोरिक अम्ल का आयनन और अम्ल की प्रबलता

• फॉस्फोरिक अम्ल (H₃PO₄) तीन चरणों में आयनित होता है, जिससे क्रमशः H₂PO₄^-, HPO₄^2-, और PO₄^3- बनते हैं।
• प्रत्येक आयनन चरण में एक आयनन स्थिरांक जुड़ा होता है, जिसे Kₐ₁, Kₐ₂, और Kₐ₃ के रूप में दर्शाया जाता है।
• समग्र आयनन स्थिरांक (K) व्यक्तिगत आयनन स्थिरांकों का गुणनफल है: K = Kₐ₁ x Kₐ₂ x Kₐ₃।
• समग्र आयनन स्थिरांक के लघुगणक व्यक्तिगत स्थिरांकों के लघुगणकों का योग है: log K = log Kₐ₁ + log Kₐ₂ + log Kₐ₃।
• जैसे-जैसे अम्ल आगे आयनित होता है, उसकी प्रबलता कम होती जाती है (अर्थात, H₃PO₄, H₂PO₄^- से अधिक प्रबल है, जो HPO₄^2- से अधिक प्रबल है)।

व्याख्या:

• कथन A: log K = log Kₐ₁ + log Kₐ₂ + log Kₐ₃ सही है क्योंकि समग्र आयनन स्थिरांक व्यक्तिगत आयनन स्थिरांकों का गुणनफल है, और एक गुणनफल का लघुगणक व्यक्तिगत कारकों के लघुगणकों का योग होता है।
• कथन B: H₃PO₄, H₂PO₄^- और HPO₄^2- से अधिक प्रबल अम्ल है, सही है क्योंकि क्रमिक आयनन के साथ अम्ल की प्रबलता कम होती जाती है। पहला आयनन स्थिरांक (Kₐ₁) सबसे बड़ा है, जिससे H₃PO₄ अपने आयनित रूपों में सबसे प्रबल अम्ल बन जाता है।
• कथन C: Kₐ₁ > Kₐ₂ > Kₐ₃ सही है क्योंकि जैसे-जैसे अणु प्रोटॉन खोता है, आयनन स्थिरांक क्रमिक रूप से कम होते जाते हैं, जो प्रत्येक चरण के साथ घटती हुई अम्ल प्रबलता को दर्शाता है।
• कथन D: K = (Kₐ₁ + Kₐ₂)/2 गलत है क्योंकि समग्र आयनन स्थिरांक Kₐ₁, Kₐ₂, और Kₐ₃ का गुणनफल है, न कि पहले दो स्थिरांकों का औसत।

इसलिए, सही उत्तर केवल A, B और C है।

अवधारणा:

N₁V₁ = N₂V₂ विधि का उपयोग करके उदासीनीकरण अभिक्रिया

• अम्ल-क्षार उदासीनीकरण में, अम्ल के मिली-समतुल्य = क्षार के मिली-समतुल्य।
• उपयोग किया जाने वाला सूत्र है:
• Nअम्ल × Vअम्ल = Nक्षार × Vक्षार
• नॉर्मलता (N) = मोलरता × n-कारक
• H3PO3 (फॉस्फोरस अम्ल) के लिए, केवल 2 हाइड्रोजन आयन आयनीकरणीय हैं (n-कारक = 2)।
• Ca(OH)₂ के लिए, प्रत्येक अणु 2 OH– आयन प्रदान करता है (n-कारक = 2)।

व्याख्या:

• दिया गया है:
  • H₃PO₃ की मोलरता = 0.2 M
  • H3PO3 का आयतन = 0.25 L
  • Ca(OH)₂ की मोलरता = 0.1 M
• चरण 1: नॉर्मलता की गणना करें
  • Nअम्ल = 0.2 × 2 = 0.4 N
  • Nक्षार = 0.1 × 2 = 0.2 N
• चरण 2: सूत्र लागू करें:
  Nअम्ल × Vअम्ल = Nक्षार × Vक्षार
  0.4 × 250 mL = 0.2 × Vक्षार
  Vक्षार = (0.4 × 250) / 0.2 = 500 mL

इसलिए, अम्ल को उदासीन करने के लिए आवश्यक Ca(OH)₂ की मात्रा 500 mL है।

अवधारणा:

pH पैमाना:

• pH विलयन में अम्ल की सांद्रता का मापन है।
• इसे 1 से 14 के पैमाने से मापा जाता है।
• यदि विलयन अम्लीय या क्षारीय है, तो यह निम्नलिखित मापदंडों पर निर्भर करता है।
  • pH < 7 - अम्लीय
  • pH > 7 - क्षारीय
  • pH = 7 - उदासीन

निष्कर्ष:

• इसलिए, उपरोक्त व्याख्या से, यह स्पष्ट है कि pH जितना अधिक होगा, अम्ल उतना ही दुर्बल होगा, और pH जितना कम होगा, क्षार उतना ही दुर्बल होगा।
• इसलिए, कथन 2 और 4 सही हैं।

Additional Information

• 25 डिग्री सेल्सियस पर पानी का पीएच 7. है। जब इसे 100 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तो पानी का पीएच घटकर 6.14 हो जाता है।
• पानी के तापमान को बढ़ाने पर, संतुलन फिर से तापमान को कम करने के लिए बढ़ेगा।
• यह अतिरिक्त गर्मी को अवशोषित करके होता है।
• हाइड्रोजन आयन और हाइड्रॉक्साइड आयन शुद्ध पानी में एक ही सांद्रता में रहेंगे और अगर इसका पीएच बदल जाए तो भी पानी तटस्थ रहता है।

गणना:

ऐसीटिक बफर का pH -

• बफर विलयन - बफर विलयन दुर्बल अम्ल और उसके संयुग्मी क्षारक या दुर्बल क्षारक और उसके संयुग्म अम्ल का मिश्रण होता है। यह एक ऐसा विलयन होता है जो इसके अंदर H+ आयन सांद्रता को बनाए रखते हुए कम मात्रा में प्रबल अम्ल या प्रबल क्षारक के साथ अपने pH को बनाए रखने के लिए जाना जाता है।
• दो प्रकार के बफर विलयन होते हैं
  • ऐसीटिक बफर -  pH<7 के लिए अत्यधिक विशिष्ट और एक दुर्बल अम्ल और इसके संयुग्म क्षारक का मिश्रण है।
  • दुर्बल बफर - pH> 7 के लिए अत्यधिक विशिष्ट और दुर्बल क्षारक और इसके संयुग्म अम्ल का मिश्रण है।
• ऐसीटिक बफर का pH सूत्र द्वारा दिया जाता है -
  • ​pH = pKa + log ([लवण]/[अम्ल])

जहाँ, pKa = अम्ल पृथक्करण स्थिरांक के ऋणात्मक लघुगणक।

चूंकि ऐसीटिक अम्ल एक दुर्बल अम्ल होता है और सोडियम ऐसिटेट एक प्रबल क्षारक (NaOH) के साथ इसका संयुग्मी लवण है, वे एक ऐसीटिक बफर बनाते हैं जिसका pH सूत्र द्वारा गणना की जाती है -

pH = pKa + log ([लवण]/[अम्ल])

रासायनिक अभिक्रिया - CH3COOH + NaOH \(\rightarrow\) CH3COONa +H2O

गणना -

दिया गया,

• pKa = 4.57 (ऐसीटिक अम्ल का वियोजन स्थिरांक)
• [अम्ल] = 0.01 M (ऐसीटिक अम्ल की सांद्रता)
• [लवण] = 0.10 M (लवण की सांद्रता)

इन सभी मानों को सूत्र में रखिए,

pH = pKa + log ([लवण]/[अम्ल])

=4.57 + log(0.10 / 0.01)

=4.57 + log(10)

= 4.57 + 1 ---- (∵ log10 = 1)

=5.57

इसलिए, बफर विलयन का pH = 5.57 है

अत: सही उत्तर विकल्प 2 है।

रासायनिक साम्यावस्था : प्रतिवर्ती अभिक्रिया की एक सामान्य स्थिति पर विचार करें

A + B ⇔ C + D

• समय के साथ, अग्र अभिक्रिया की दर कम हो जाती है, और पश्च अभिक्रिया की दर में वृद्धि होती है।
• एक क्षण के साथ, एक ऐसी अवस्था पर पहुँच जाता है जहाँ अग्र और पश्च अभिक्रिया  की दर समान हो जाती है और अभिकारक और उत्पाद की सांद्रता स्थिर हो जाती है।
• संतुलन गतिशील है

सही उत्‍तर कोल्बे है।

Key Points 

• एसिटिक एसिड का संश्लेषण
  • एसिटिक एसिड पहली बार 1845 में जर्मन वैज्ञानिक हरमन कोल्बे द्वारा अकार्बनिक घटकों से बनाया गया था।
  • उन्होंने क्लोरीन के साथ कार्बन डाइसल्फ़ाइड बनाया, और अंतिम परिणाम कार्बन टेट्राक्लोराइड था।
  • उसके बाद, उष्मीय अपघटन के माध्यम से टेट्राक्लोरेथिलीन का उत्पादन किया गया था, जलीय क्लोरीनीकरण के माध्यम से ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड बनाया गया था, और एसिटिक एसिड अंततः इलेक्ट्रोलाइटिक कमी के माध्यम से उत्पादित किया गया था।
  • उन्होंने विशेष रूप से हाइड्रोकार्बन से बने अकार्बनिक पदार्थों का इस्तेमाल किया।
  • कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन अकार्बनिक तत्व हैं जिनका उपयोग एसिटिक एसिड बनाने के लिए किया जाता है जबकि एसिटिक एसिड कार्बनिक होता है।
  • एसिटिक एसिड का एक रासायनिक सूत्र होता है और यह एक दुर्बल अम्ल होता है।
  • कोल्बे का काम अभूतपूर्व था क्योंकि उन्होंने अकार्बनिक से कार्बनिक रसायनों को संश्लेषित किया था।
  • बैक्टीरियल किण्वन के अलावा, एसिटिक अम्ल को कृत्रिम रूप से भी बनाया जाता है।
  • कुछ फलों में यह प्राकृतिक रूप से होता है।

Additional Information  

• कोल्बे का काम अभूतपूर्व था क्योंकि उन्होंने अकार्बनिक से कार्बनिक रसायनों को संश्लेषित किया था।
• बैक्टीरियल किण्वन के अलावा, एसिटिक एसिड को कृत्रिम रूप से भी बनाया जाता है।
•  कुछ फलों में यह प्राकृतिक रूप से होता है।

सही उत्तर 7 से कम है।

Key Points 

• जब एक प्रबल अम्ल और एक दुर्बल क्षार के उदासीनीकरण से लवण बनता है, तो परिणामी घोल अम्लीय होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रबल अम्ल जल में पूरी तरह से अलग हो जाता है, जिससे (H+) आयनों की उच्च सांद्रता मिलती है, जबकि दुर्बल क्षार पूरी तरह से अलग नहीं होता है और इसलिए (H+) को बेअसर करने के लिए कम (OH-) आयन प्रदान करता है। परिणामस्वरूप, घोल में (H+) सांद्रता (OH-) सांद्रता से अधिक होती है, जिससे घोल अम्लीय हो जाता है।

इसलिए, प्रबल अम्ल और दुर्बल क्षार से बने नमक का pH मान 7 से कम होता है

• प्रबल अम्लों के धनायन जल-अपघटित नहीं होते हैं और इसलिए प्रबल अम्लों और प्रबल क्षारों द्वारा निर्मित लवणों के विलयन उदासीन होते हैं, अर्थात उनका pH 7 होता है, जबकि प्रबल क्षारों और दुर्बल अम्लों द्वारा निर्मित लवणों के विलयन क्षारीय होते हैं, अर्थात उनका pH>7 होता है।
• लवण जो प्रबल क्षार और दुर्बल अम्ल से प्राप्त होते हैं, जल-अपघटित होते हैं, जिससे उनका pH 7 से अधिक होता है।
• एक दुर्बल क्षार के pH मान की परास 7.1 से 10 होती है, जबकि एक प्रबल क्षार के pH मान की परास 10.1 से 14 होती है।
• सभी पदार्थों को उदासीन (लगभग pH 7), क्षारीय (pH, 7 से अधिक), या अम्लीय (pH, 7 से कम) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, और pH हमें यह भी बताता है कि वह पदार्थ कितना प्रबल या दुर्बल है। उदाहरण के लिए, pH = 8 वाला पदार्थ एक बहुत दुर्बल क्षार है, लेकिन pH = 3 वाला पदार्थ एक प्रबल अम्ल है।

सही उत्तर केवल II है।

Key Pointsअम्ल और प्राकृतिक स्त्रोत की सूची:

व्याख्या:

उत्क्रमणीय अभिक्रिया एक रासायनिक अभिक्रिया होती है जहां अभिकारक उत्पाद बनाते हैं, जो बदले में अभिकारकों को वापस बनाने के लिए एक साथ अभिक्रिया करते हैं। उत्क्रमणीय अभिक्रियाएं एक साम्यावस्था बिंदु तक पहुंच जाएंगी जहां अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रता में और परिवर्तन नहीं होंगे।

साम्यावस्था स्थिरांक के अनुसार, K_c

\({{\rm{K}}_{\rm{c}}} = \frac{{{{\left[ {{\rm{product}}} \right]}^{\rm{m}}}}}{{{{\left[ {{\rm{reactant}}} \right]}^{\rm{n}}}}}\)

दिए गए पहले समीकरण पर विचार कीजिये:

\({A_2}\left( g \right)\; + \;{B_2}\;\left( g \right)\begin{array}{*{20}{c}} {{K_1}}\\ \rightleftharpoons \end{array}\;2AB\left( g \right)\)

\({K_1} = \frac{{{{\left[ {AB} \right]}^2}}}{{\left[ {{A_2}} \right]\left[ {{B_2}} \right]}}\)

दिए गए दूसरे समीकरण पर विचार कीजिये:

\(6AB\left( g \right)\begin{array}{*{20}{c}} {{K_2}}\\ \rightleftharpoons \end{array}\;3{A_2}\left( g \right) + 3{B_2}\left( g \right)\)

\({K_2} = \frac{{{{\left[ {{A_2}} \right]}^3}{{\left[ {{B_2}} \right]}^3}}}{{{{\left[ {AB} \right]}^6}}}\)

\(= \frac{1}{{{{\left( {\frac{{{{\left[ {AB} \right]}^2}}}{{\left[ {{A_2}} \right]\left[ {{B_2}} \right]}}} \right)}^3}}}\)

\(= \frac{1}{{K_1^3}}\)

 → K2 = K1-3

 अवधारणा:

अम्ल​ और क्षार की लुईस अवधारणा इस प्रकार है:

लुईस अम्ल और क्षार के बीच अन्योन्य क्रिया-

• लुईस अम्ल में रिक्त कक्ष होते है जिसे LUMO कहा जाता है।
• लुईस क्षार ने होमो नामक वाले कक्ष पूर्ण होते है।
• HOMO से इलेक्ट्रॉन घनत्व लुईस अम्ल के LUMO को दान किया जाता है।
• एक सरल HOMO और LUMO की अन्योन्य क्रिया नीचे दिखायी गयी है:

इलेक्ट्रॉन घनत्व का यह दान अम्ल और क्षार के बीच सहसंयोजक बनाता है,

स्पष्टीकरण:

BCl₃ -

• BCl3 अणु में एक रिक्त p कक्षा है क्योंकि इसका अष्टक पूर्ण नहीं  होता है।
• यह इस कक्षा को एक इलेक्ट्रॉन युग्म इंति स्वीकार कर सकता है

इस प्रकार यह इलेक्ट्रॉन की कमी और एक लुईस अम्ल है

FeCl3:

• Fe एक संक्रमण धातु है जिसमें रिक्त d कक्षा होते हैं।
• यह रिक्त 4d कक्ष में एक युग्म को आसानी से स्वीकार कर सकता है और लुईस अम्ल के रूप में कार्य कर सकता है।

​

इस प्रकार, BCl3, FeCl3 लुईस अम्ल का एक युग्म है।

Additional Information

• AlCl3: AlCl3  रिक्त p कक्ष भी हैं और इस प्रकार एक इलेक्ट्रोनरागी है।

• प्रोटॉन स्वीकार करने वाले ब्रान्स्टेड लोरी क्षार हैं, जबकि प्रोटॉन दाता ब्रान्स्टेड-लोरी अम्ल हैं

इस प्रकार, HCl,  HNO3 और H2CO3 NH4+ ब्रान्स्टेड अम्ल हैं।

सही उत्तर उच्च दबाव और कम तापमान है।

Key Points

• यह समीकरण इक्वीलिब्रियम का एक उदाहरण है।
• इक्वीलिब्रियम एक ऐसी स्थिति है जो तब होती है जब रासायनिक प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती होती है, और आगे और पीछे की प्रतिक्रियाएं एक साथ, एक ही दर पर होती हैं।
• Le Chatlier का सिद्धांत- "अगर संतुलन में एक रासायनिक प्रणाली एकाग्रता, तापमान या कुल दबाव में बदलाव का अनुभव करती है, तो संतुलन उस बदलाव को कम करने के लिए शिफ्ट हो जाएगा"
• नाइट्रोजन या हाइड्रोजन में कोई भी कमी बाईं ओर की प्रतिक्रिया को खींचती है।
• अमोनिया या तापमान में कोई भी कमी दाईं ओर की प्रतिक्रिया को खींचती है।