साम्य स्थिरांक
साम्य स्थिरांक Kc के लिए व्यंजक।
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Core idea
Overview
साम्य स्थिरांक (Kc) एक विशिष्ट तापमान पर एक रासायनिक प्रणाली के लिए गतिशील साम्य की स्थिति में अभिकर्मक सांद्रता के सापेक्ष उत्पाद सांद्रता का अनुपात परिभाषित करता है। यह द्रव्यमान क्रिया के नियम से प्राप्त होता है, जहाँ प्रत्येक सांद्रता को संतुलित रासायनिक समीकरण से उसके स्टोइकियोमेट्रिक गुणांक की शक्ति तक बढ़ाया जाता है।
When to use: यह समीकरण तब उपयोग किया जाता है जब एक प्रतिवर्ती रासायनिक अभिक्रिया स्थिर तापमान पर एक बंद प्रणाली में गतिशील साम्य तक पहुँच गई हो। यह विलयनों में विलेय या गैसों पर लागू होता है, बशर्ते उनकी सांद्रता मोलरता (mol/L) में व्यक्त की जाती हो।
Why it matters: Kc का मान अभिक्रिया की सीमा को इंगित करता है; एक बड़ा Kc उत्पादों का पक्षधर है, जबकि एक छोटा Kc अभिकर्मकों का पक्षधर है। यह औद्योगिक रसायनज्ञों के लिए सैद्धांतिक उपज की गणना करने और अधिकतम दक्षता के लिए अभिक्रिया की स्थितियों को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक है।
Symbols
Variables
ratio = Equilibrium Ratio, = Equilibrium Constant
Walkthrough
Derivation
सूत्र: साम्य स्थिरांक (Kc)
उत्पादों के सांद्रता का अभिकारकों के सांद्रता से अनुपात देता है, प्रत्येक को उनके स्टोइकोमेट्रिक गुणांकों तक उठाया जाता है।
- सिस्टम एक बंद प्रणाली में गतिशील संतुलन पर है।
- सांद्रता को गतिविधियों के अनुमान के रूप में उपयोग किया जाता है (ए-लेवल उपचार)।
एक सामान्य प्रतिक्रिया लिखें:
छोटे गुणांक a, b, c, d संतुलित समीकरण से आते हैं।
Kc व्यंजक बताएं:
एक निश्चित तापमान पर, Kc प्रतिक्रिया के लिए स्थिर होता है।
Note: शुद्ध ठोस और शुद्ध तरल पदार्थ छोड़े जाते हैं क्योंकि उनकी सांद्रता प्रभावी रूप से स्थिर होती है।
Result
Source: AQA A-Level Chemistry — Equilibria
Free formulas
Rearrangements
Solve for ratio
अनुपात को विषय बनायें
संतुलन पर उत्पादों और अभिकारकों का अनुपात संतुलन स्थिरांक Kc है।
Difficulty: 1/5
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Why it behaves this way
Intuition
A dynamic balance where molecules continuously interconvert between reactants and products, but the overall macroscopic concentrations remain constant, like a two-way street with equal traffic flow in both directions
Signs and relationships
- Exponents c, d, a, b: The concentrations are raised to the power of their stoichiometric coefficients because, according to the Law of Mass Action, the rate of an elementary reaction step is proportional to the product of reactant
- Division (products in numerator, reactants in denominator): This ratio structure defines Kc as a measure of the extent of reaction. A higher concentration of products (numerator) relative to reactants (denominator)
Free study cues
Insight
Canonical usage
Units for Kc are derived by substituting the concentration units (typically mol dm^-3) into the equilibrium expression and simplifying based on the stoichiometric coefficients of the balanced equation.
Dimension note
Kc is dimensionless only when the sum of the stoichiometric coefficients of the products equals the sum of the stoichiometric coefficients of the reactants.
One free problem
Practice Problem
प्रतिवर्ती अभिक्रिया N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) में, एक रसायनज्ञ साम्य मोलरता को मापता है और पाता है कि व्यंजक [NO₂]² / [N₂O₄] का मान 0.00463 आता है। इस अभिक्रिया के लिए Kc साम्य स्थिरांक की गणना करें।
Hint: साम्य पर, साम्य स्थिरांक Kc अभिकर्मकों के सापेक्ष उत्पादों की सांद्रता के अनुपात के बराबर होता है।
The full worked solution stays in the interactive walkthrough.
Where it shows up
Real-World Context
साम्य पर हेबर प्रक्रिया के लिए Kc की गणना। के संदर्भ में, साम्य स्थिरांक मापों को ऐसी मान में बदलने के लिए इस्तेमाल होता है जिसे समझा जा सके। परिणाम इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह मापी गई मात्राओं को सांद्रता, उपज, ऊर्जा परिवर्तन, अभिक्रिया दर या संतुलन से जोड़ने में मदद करता है।
Study smarter
Tips
- शुद्ध ठोस और शुद्ध तरल पदार्थों को 1 की गतिविधि सौंपी जाती है और व्यंजक से छोड़ दिया जाता है।
- Kc का मान एक विशिष्ट तापमान पर एक विशिष्ट अभिक्रिया के लिए स्थिर होता है और सांद्रता या दबाव के साथ नहीं बदलता है।
- प्रत्येक प्रजाति के लिए स्टोइकियोमेट्रिक घातांकों को सही ढंग से पहचानने के लिए रासायनिक समीकरण पूरी तरह से संतुलित है, यह सुनिश्चित करें।
Avoid these traps
Common Mistakes
- ठोस या शुद्ध तरल पदार्थों को शामिल करना।
- साम्य सांद्रता का उपयोग करना भूल जाना।
Common questions
Frequently Asked Questions
उत्पादों के सांद्रता का अभिकारकों के सांद्रता से अनुपात देता है, प्रत्येक को उनके स्टोइकोमेट्रिक गुणांकों तक उठाया जाता है।
यह समीकरण तब उपयोग किया जाता है जब एक प्रतिवर्ती रासायनिक अभिक्रिया स्थिर तापमान पर एक बंद प्रणाली में गतिशील साम्य तक पहुँच गई हो। यह विलयनों में विलेय या गैसों पर लागू होता है, बशर्ते उनकी सांद्रता मोलरता (mol/L) में व्यक्त की जाती हो।
Kc का मान अभिक्रिया की सीमा को इंगित करता है; एक बड़ा Kc उत्पादों का पक्षधर है, जबकि एक छोटा Kc अभिकर्मकों का पक्षधर है। यह औद्योगिक रसायनज्ञों के लिए सैद्धांतिक उपज की गणना करने और अधिकतम दक्षता के लिए अभिक्रिया की स्थितियों को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक है।
ठोस या शुद्ध तरल पदार्थों को शामिल करना। साम्य सांद्रता का उपयोग करना भूल जाना।
साम्य पर हेबर प्रक्रिया के लिए Kc की गणना। के संदर्भ में, साम्य स्थिरांक मापों को ऐसी मान में बदलने के लिए इस्तेमाल होता है जिसे समझा जा सके। परिणाम इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह मापी गई मात्राओं को सांद्रता, उपज, ऊर्जा परिवर्तन, अभिक्रिया दर या संतुलन से जोड़ने में मदद करता है।
शुद्ध ठोस और शुद्ध तरल पदार्थों को 1 की गतिविधि सौंपी जाती है और व्यंजक से छोड़ दिया जाता है। Kc का मान एक विशिष्ट तापमान पर एक विशिष्ट अभिक्रिया के लिए स्थिर होता है और सांद्रता या दबाव के साथ नहीं बदलता है। प्रत्येक प्रजाति के लिए स्टोइकियोमेट्रिक घातांकों को सही ढंग से पहचानने के लिए रासायनिक समीकरण पूरी तरह से संतुलित है, यह सुनिश्चित करें।
References
Sources
- Atkins' Physical Chemistry
- IUPAC Gold Book: Equilibrium constant, Kc
- Wikipedia: Equilibrium constant
- IUPAC Gold Book
- NIST Chemistry WebBook
- Atkins' Physical Chemistry, 11th Edition
- IUPAC Gold Book (Compendium of Chemical Terminology)
- Chemistry by Raymond Chang, 12th Edition