धडा १२: रासायनिक समतोल | राज्य मंडळ · इयत्ता 11 · रसायनशास्त्र

उत्क्रमणीय अभिक्रिया आणि गतिक साम्यावस्था

९-१०वी शी जोड : ९-१०वी मध्ये अभिक्रिया एका दिशेने जाते असे शिकलात; येथे दोन्ही दिशांनी चालणारी अभिक्रिया पाहतो.

रोजच्या जीवनातून

दोन मजली इमारतीत लोक वर-खाली जातात, पण प्रत्येक मजल्यावरील लोकांची संख्या तीच राहते; हे गतिक साम्य.

सोपी व्याख्या

उत्क्रमणीय अभिक्रिया दोन्ही दिशांनी चालते (⇌). साम्यावस्था : पुढील दर = मागील दर; मोजता येणारे गुणधर्म (सांद्रता, दाब, रंग) स्थिर. अभिक्रिया थांबत नाही, म्हणून गतिक.

आकृतीत : दर आणि सांद्रता साम्यावस्थेला स्थिर.

आकृतीत : भौतिक साम्यावस्थांचे प्रकार.

नियम 1 : साम्यावस्थेची वैशिष्ट्ये — बंद भांड्यातच साधली जाते; दोन्ही बाजूंनी तीच अवस्था मिळते; उत्प्रेरक साम्यावस्था लवकर आणतो पण स्थान बदलत नाही.

सोपे : H₂ + I₂ ⇌ 2HI — दोन्ही बाजूंनी सुरू केले तरी तीच मिश्रण-संरचना.
मध्यम : N₂O₄ (रंगहीन) ⇌ 2NO₂ (तपकिरी) : रंग स्थिर झाला की साम्य.
परीक्षेसाठी : उघड्या भांड्यात CaCO₃ → CaO + CO₂ पूर्ण होते, साम्य नाही.

नियम 2 : भौतिक साम्यावस्था — घन ⇌ द्रव (बर्फ/पाणी 273 K); द्रव ⇌ बाष्प (बाष्पदाब स्थिर); घन ⇌ बाष्प; द्रावण (संपृक्त).

सोपे : बंद बाटलीतील सोडा : CO₂(g) ⇌ CO₂(aq).
मध्यम : बाटली उघडताच फेस — साम्य बिघडले.
परीक्षेसाठी : संपृक्त साखर द्रावणात ताज्या स्फटिकांचे वजन तसेच राहते.

नियम 3 : रासायनिक साम्यावस्था — दोन्ही दर समान, एकूण रासायनिक बदल दिसत नाही. K ची किंमत मोठी ⇒ उत्पाद जास्त; लहान ⇒ अभिकारक जास्त.

सोपे : N₂ + O₂ ⇌ 2NO : K लहान (≈ 10⁻³⁰ at 298 K), उत्पाद नगण्य.
मध्यम : K > 10³ ⇒ जवळजवळ पूर्ण.
परीक्षेसाठी : K = 1 जवळ ⇒ दोन्हींचे लक्षणीय प्रमाण.

कारण : साम्यावस्थेला दर समान का?

पायरी 1 : सुरुवातीला अभिकारक जास्त ⇒ पुढील दर जास्त.
पायरी 2 : उत्पाद वाढतात ⇒ मागील दर वाढतो; अभिकारक घटतात ⇒ पुढील दर घटतो.
पायरी 3 : दोन्ही दर भेटतात ⇒ सांद्रता स्थिर.

CET स्तर (MCQ)

CET 1) साम्यावस्थेत? 1) अभिक्रिया थांबते 2) पुढील दर = मागील दर 3) अभिकारक संपतात 4) उत्पाद संपतात — उत्तर : 2).
CET 2) उत्प्रेरक काय करतो? 1) K वाढवतो 2) स्थान बदलतो 3) साम्य लवकर आणतो 4) उत्पाद वाढवतो — उत्तर : 3).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: अमोनिया, सल्फ्यूरिक आम्ल उद्योग; रक्तातील O₂ वहन (Hb + O₂ ⇌ HbO₂).

लक्षात ठेवा

⇌ = दोन्ही दिशा; दर समान; सांद्रता स्थिर; बंद भांडे; उत्प्रेरक स्थान बदलत नाही.

सामान्य चूक

साम्यावस्थेत सांद्रता समान असते असे लिहिणे; ती स्थिर असते, समान नव्हे.

CET सापळा

'साम्यावस्थेत अभिक्रिया थांबते' हा पर्याय चुकीचा; ती गतिक असते.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "दर समान, सांद्रता स्थिर".

फरक ओळखा

प्रकार	उदाहरण	स्थिर गुणधर्म
घन ⇌ द्रव	बर्फ/पाणी	273 K
द्रव ⇌ बाष्प	पाणी/वाफ	बाष्पदाब
रासायनिक	N₂O₄ ⇌ 2NO₂	रंग

सरावासाठी प्रश्न

सोपे

1उत्क्रमणीय अभिक्रिया म्हणजे काय?
2साम्यावस्थेला 'गतिक' का म्हणतात?
3उत्प्रेरकाचा साम्यावस्थेवर परिणाम?

मध्यम

4N₂O₄ ⇌ 2NO₂ मध्ये साम्य कसे ओळखाल?
5बंद भांडे का आवश्यक?
6K ची किंमत खूप लहान असल्यास काय?

आव्हानात्मक

7भौतिक साम्यावस्थेचे दोन प्रकार सांगा.
8CaCO₃ चे विघटन उघड्या/बंद भांड्यात फरक.

उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)

1दोन्ही दिशांनी चालणारी अभिक्रिया.
2दोन्ही दर चालू असतात.
3फक्त वेग वाढतो; स्थान तेच.
4तपकिरी रंग स्थिर झाल्यावर.
5पदार्थ बाहेर जाऊ नयेत.
6उत्पाद नगण्य.
7घन ⇌ द्रव, द्रव ⇌ बाष्प.
8बंद : साम्य; उघड्या : पूर्ण विघटन.

द्रव्यक्रिया नियम, Kc आणि Kp

रोजच्या जीवनातून

स्वयंपाकात मीठ-तिखट प्रमाणाशी जुळले की चव स्थिर; तसे साम्यावस्थेत सांद्रतांचे गुणोत्तर K स्थिर.

सोपी व्याख्या

aA + bB ⇌ cC + dD साठी Kc = [C]ᶜ[D]ᵈ / ([A]ᵃ[B]ᵇ) (mol/L मध्ये). वायूंसाठी Kp हा आंशिक दाबांनी. Kp = Kc (RT)^Δn, Δn = वायुरूप उत्पाद mol − अभिकारक mol.

आकृतीत : N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ चे Kc आणि Kp.

Live आकृती

द्रव्यक्रिया नियम, Kc आणि Kp

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

नियम 1 : Kc लिहिण्याचे नियम — घन आणि शुद्ध द्रव सूत्रात नाहीत; सह-गुणांक घाताक होतात; K फक्त तापमानावर अवलंबून.

सोपे : N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ : Kc = [NH₃]² / ([N₂][H₂]³).
मध्यम : CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g) : Kc = [CO₂], Kp = p(CO₂).
परीक्षेसाठी : Kc चे एकक N₂ + 3H₂ साठी (mol/L)⁻².

नियम 2 : Kp आणि Kc संबंध — Kp = Kc (RT)^Δn, R = 0.0821 L atm K⁻¹ mol⁻¹ (दाब atm मध्ये). Δn = 0 ⇒ Kp = Kc.

सोपे : H₂ + I₂ ⇌ 2HI : Δn = 0 ⇒ Kp = Kc.
मध्यम : Kc = 4, Δn = 1, 300 K : Kp = 4 × 24.63 = 98.5.
परीक्षेसाठी : Kc = 0.36 (500 K), Δn = −2 : Kp = 0.36 × (41.05)⁻² = 2.14 × 10⁻⁴.

नियम 3 : K च्या हाताळणी — अभिक्रिया उलटी : K' = 1/K; सह-गुणांक × n : K' = Kⁿ; दोन अभिक्रिया जोडल्यास K = K₁ × K₂.

सोपे : K = 50 (H₂ + I₂ ⇌ 2HI); उलटी : 1/50 = 0.02.
मध्यम : ½H₂ + ½I₂ ⇌ HI : K' = √50 = 7.07.
परीक्षेसाठी : A ⇌ B (K₁ = 4), B ⇌ C (K₂ = 5) ⇒ A ⇌ C : K = 20.

गणना : Kp = Kc(RT)^Δn चे उगमन (आदर्श वायू)

पायरी 1 : pV = nRT ⇒ p = (n/V)RT = CRT, म्हणजे pᵢ = [i]RT.
पायरी 2 : Kp = (pC)ᶜ(pD)ᵈ / ((pA)ᵃ(pB)ᵇ) मध्ये pᵢ = [i]RT टाका.
पायरी 3 : RT चा घाताक (c + d) − (a + b) = Δn ⇒ Kp = Kc (RT)^Δn.

CET स्तर (MCQ)

CET 1) कोणत्या अभिक्रियेत Kp = Kc? 1) N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ 2) PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂ 3) H₂ + I₂ ⇌ 2HI 4) 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ — उत्तर : 3). (Δn = 0.)
CET 2) K = 50 असल्यास उलट अभिक्रियेचे K? 1) 50 2) 25 3) 0.02 4) 100 — उत्तर : 3).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: औद्योगिक अभिक्रियेसाठी K वरून उत्पादन ठरवणे.

लक्षात ठेवा

घन/द्रव सूत्रात नाहीत; Kp = Kc(RT)^Δn; उलटी ⇒ 1/K; बेरीज ⇒ गुणाकार.

सामान्य चूक

Δn मध्ये द्रव/घन मोजणे; फक्त वायूंचे mol घ्या.

CET सापळा

R चे मूल्य दाबाच्या एककाशी जुळवा : 0.0821 (atm) किंवा 8.314 (SI).

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "उत्पाद वर, अभिकारक खाली".

फरक ओळखा

बाब	Kc	Kp
एकक	mol/L	atm
वापर	द्रावण/वायू	फक्त वायू
अवलंबित्व	T	T

सरावासाठी प्रश्न

सोपे

1Kc चे सूत्र लिहा : 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃.
2Kp आणि Kc कधी समान?
3CaCO₃ ⇌ CaO + CO₂ चे Kc.

मध्यम

4Kc = 4, Δn = 1, 300 K : Kp काढा.
5K साठी तापमान आवश्यक का?
6A ⇌ B (K = 4) उलटी : K?

आव्हानात्मक

7½N₂ + 3/2 H₂ ⇌ NH₃ चे K' = ? (K = 0.36)
8K₁ = 4, K₂ = 5 : एकत्रित K?

उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)

1Kc = [SO₃]² / ([SO₂]²[O₂]).
2Δn = 0 असताना.
3Kc = [CO₂].
498.5.
5K तापमानावर अवलंबून.
60.25.
7√0.36 = 0.6.
820.

साम्य गणना आणि Q ची तुलना

रोजच्या जीवनातून

दुकानात माल आणि ग्राहक यांचे गुणोत्तर पाहून दुकानदार ठरवतो माल मागवायचा की नाही; तसेच Q वरून दिशा ठरते.

सोपी व्याख्या

अभिक्रिया गुणांक Q : कोणत्याही क्षणी K सारखेच सूत्र. Q < K ⇒ पुढे; Q > K ⇒ मागे; Q = K ⇒ साम्य.

आकृतीत : Q आणि K वरून अभिक्रियेची दिशा.

नियम 1 : ICE तक्ता — Initial, Change, Equilibrium — x ने बदल दाखवा, K सूत्रात साम्य सांद्रता टाका.

सोपे : H₂ + I₂ ⇌ 2HI : (1 − x), (1 − x), 2x.
मध्यम : K = 50 ⇒ 2x/(1 − x) = √50 = 7.071.
परीक्षेसाठी : x = 7.071/9.071 = 0.7795 ⇒ [HI] = 1.559 M.

नियम 2 : Q ने दिशा — Q काढा, K शी तुलना करा.

सोपे : [H₂] = [I₂] = 1, [HI] = 5 ⇒ Q = 25 < 50 ⇒ पुढे.
मध्यम : [HI] = 10 ⇒ Q = 100 > 50 ⇒ मागे.
परीक्षेसाठी : [HI] = 7.07 ⇒ Q = 50 ⇒ साम्य.

नियम 3 : K चे परिमाण — K > 10³ : जवळपास पूर्ण; K < 10⁻³ : क्वचित; मधला : दोन्ही.

सोपे : H₂ + Cl₂ ⇌ 2HCl : K खूप मोठा.
मध्यम : N₂ + O₂ ⇌ 2NO : K अति लहान.
परीक्षेसाठी : K = 50 : उत्पाद प्रबळ.

गणना : H₂ + I₂ ⇌ 2HI (K = 50), प्रत्येकी 1 M पासून

पायरी 1 : K = (2x)² / (1 − x)² = 50.
पायरी 2 : दोन्ही बाजूंचे वर्गमूळ : 2x/(1 − x) = 7.071.
पायरी 3 : x = 0.7795; [H₂] = [I₂] = 0.2205 M, [HI] = 1.559 M.

CET स्तर (MCQ)

CET 1) Q > K असल्यास? 1) पुढे 2) मागे 3) साम्य 4) काही नाही — उत्तर : 2).
CET 2) H₂ + I₂ ⇌ 2HI (Kc = 50), [H₂] = [I₂] = 1, [HI] = 5 : Q? 1) 5 2) 10 3) 25 4) 50 — उत्तर : 3).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: औद्योगिक अभिक्रिया वळवणे; औषधांच्या बंधनाचे K.

लक्षात ठेवा

Q < K पुढे; Q > K मागे; ICE; वर्गमूळ युक्ती.

सामान्य चूक

Q आणि K ची गल्लत : Q साठी सध्याच्या सांद्रता, K साठी फक्त साम्य सांद्रता.

CET सापळा

परिपूर्ण वर्ग असल्यास वर्गमूळ घ्या; नाहीतर द्विघात सूत्र.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "Q लहान तर पुढे".

फरक ओळखा

तुलना	दिशा
Q < K	पुढे
Q = K	साम्य
Q > K	मागे

सरावासाठी प्रश्न

सोपे

1Q आणि K मधील फरक?
2Q = 25, K = 50 : दिशा?
3ICE चे पूर्ण रूप लिहा.

मध्यम

4[HI] = 10 असताना Q काढा.
5साम्य सांद्रता काढा : 1 M पासून, K = 50.
6K = 10⁻³⁰ चा अर्थ?

आव्हानात्मक

7Q = K असल्यास काय?
8वर्गमूळ युक्ती केव्हा चालते?

उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)

1Q कोणत्याही क्षणी, K साम्यावर.
2पुढे.
3Initial, Change, Equilibrium.
4100.
5[H₂] = [I₂] = 0.2205 M; [HI] = 1.559 M.
6उत्पाद नगण्य.
7साम्य आहे.
8दोन्ही बाजू परिपूर्ण वर्ग असताना.

ले-शातेलिए तत्त्व

रोजच्या जीवनातून

सायकल चालवताना वारा आडवा आला की तुम्ही पुढे झुकता; तसेच साम्यावस्था बदल कमी करण्याकडे सरकते.

सोपी व्याख्या

तत्त्व : साम्यावस्थेवर बदल केला (सांद्रता, दाब, तापमान) की ती बदल कमी होईल त्या दिशेने सरकते. फक्त तापमान K बदलते.

आकृतीत : N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ वरील परिणाम.

Live आकृती

ले-शातेलिए तत्त्व

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

नियम 1 : सांद्रता आणि दाब — पदार्थ जोडा ⇒ तो वापरणाऱ्या बाजूला; काढा ⇒ तो बनणाऱ्या बाजूला. दाब वाढवा ⇒ कमी mol वायूच्या बाजूला; Δn = 0 ⇒ परिणाम नाही.

सोपे : N₂ जोडा ⇒ पुढे.
मध्यम : दाब वाढवा ⇒ NH₃ वाढतो (4 → 2 mol).
परीक्षेसाठी : H₂ + I₂ ⇌ 2HI : दाबाचा परिणाम नाही.

नियम 2 : तापमान — उष्मादायी (ΔH < 0) : T वाढवा ⇒ मागे, K घटतो. उष्माशोषक : T वाढवा ⇒ पुढे, K वाढतो.

सोपे : N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃, ΔH = −92 kJ : उच्च T ने NH₃ कमी.
मध्यम : N₂O₄ ⇌ 2NO₂, ΔH > 0 : गरम केल्यास तपकिरी वाढते.
परीक्षेसाठी : बर्फ ⇌ पाणी : T वाढवा ⇒ पाणी.

नियम 3 : उत्प्रेरक आणि निष्क्रिय वायू — उत्प्रेरक : साम्य लवकर, स्थान तेच. स्थिर आकारमानात निष्क्रिय वायू : परिणाम नाही; स्थिर दाबाला : Δn च्या दिशेने सरकते.

सोपे : Fe उत्प्रेरक K बदलत नाही.
मध्यम : स्थिर V वर Ar जोडा ⇒ आंशिक दाब तेच.
परीक्षेसाठी : स्थिर P वर Ar ⇒ V वाढतो ⇒ जास्त mol कडे.

कारण : दाब वाढल्यावर कमी mol कडे का?

पायरी 1 : आकारमान निम्मे केले ⇒ सर्व सांद्रता दुप्पट.
पायरी 2 : N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ मध्ये Q = [NH₃]²/([N₂][H₂]³) चा अंश ×4, छेद ×16 ⇒ Q = K/4.
पायरी 3 : Q < K ⇒ पुढे, म्हणजे NH₃ वाढतो.

CET स्तर (MCQ)

CET 1) कोणत्या अभिक्रियेवर दाबाचा परिणाम नाही? 1) N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ 2) H₂ + I₂ ⇌ 2HI 3) 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ 4) PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂ — उत्तर : 2).
CET 2) कोणता घटक K बदलतो? 1) दाब 2) सांद्रता 3) तापमान 4) उत्प्रेरक — उत्तर : 3).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: अमोनिया आणि SO₃ चे जास्त उत्पादन; खोल पाण्यात मासे; उंचीवर श्वास (Hb + O₂ ⇌ HbO₂).

लक्षात ठेवा

ΔH < 0 : T वाढवा ⇒ मागे; दाब वाढवा ⇒ कमी mol; उत्प्रेरक ⇒ स्थान तेच; फक्त T K बदलतो.

सामान्य चूक

सांद्रता बदलल्याने K बदलतो असे लिहिणे; K तोच, साम्य सरकते.

CET सापळा

स्थिर V वर निष्क्रिय वायू जोडल्यास काहीही सरकत नाही.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "उष्मादायी : गरम केलं तर मागे".

फरक ओळखा

बदल	सरकणे	K
सांद्रता	विरुद्ध दिशा	तोच
दाब	कमी mol	तोच
तापमान	ΔH नुसार	बदलतो

सरावासाठी प्रश्न

सोपे

1ले-शातेलिए तत्त्व लिहा.
2N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ मध्ये दाब वाढवल्यास?
3उत्प्रेरक K बदलतो का?

मध्यम

4N₂O₄ ⇌ 2NO₂ गरम केल्यास रंग?
5H₂ + I₂ ⇌ 2HI वर दाबाचा परिणाम का नाही?
6NH₃ काढत राहिल्यास?

आव्हानात्मक

7Ar वायू स्थिर V वर जोडा : परिणाम?
8दाब दुप्पट केल्यावर Q = K/4 कसे?

उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)

1बदल कमी करण्याकडे साम्य सरकते.
2NH₃ वाढतो.
3नाही.
4गडद तपकिरी.
5दोन्ही बाजूंना 2 mol वायू.
6साम्य पुढे सरकते.
7काही नाही.
8अंश ×4, छेद ×16.

औद्योगिक उपयोग : हेबर आणि संपर्क पद्धत

रोजच्या जीवनातून

शेतीची खते बनवण्यासाठी अमोनिया लागतो आणि साबण/बॅटरीसाठी H₂SO₄; दोन्ही साम्यावस्थेचा हुशार वापर.

सोपी व्याख्या

हेबर : N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃, ΔH = −92 kJ. संपर्क : 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃, ΔH = −196 kJ. थोडक्यात : जास्त उत्पादन आणि वाजवी वेग यांचा समतोल.

आकृतीत : तापमान आणि दाबानुसार NH₃ चे प्रमाण.

नियम 1 : हेबर पद्धतीच्या अटी — दाब ≈ 200–250 atm (कमी mol); T ≈ 700–773 K (तडजोड); Fe उत्प्रेरक + Mo प्रवर्तक; NH₃ द्रवरूपात काढतात.

सोपे : कमी T ⇒ उत्पाद जास्त पण वेग कमी.
मध्यम : उच्च दाब ⇒ NH₃ जास्त.
परीक्षेसाठी : N₂ + 3H₂ चे 1 : 3 प्रमाण.

नियम 2 : संपर्क पद्धतीच्या अटी — V₂O₅ उत्प्रेरक, T ≈ 720 K, दाब ≈ 2 bar; SO₃ ला H₂SO₄ मध्ये विरघळवून oleum बनवतात.

सोपे : SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇ (oleum).
मध्यम : H₂S₂O₇ + H₂O → 2H₂SO₄.
परीक्षेसाठी : अत्युच्च दाब नको; आधीच जास्त रूपांतर.

नियम 3 : तडजोड — ΔH < 0 म्हणजे कमी T साठी चांगले, पण वेग कमी; म्हणून मध्यम T + उत्प्रेरक. K फक्त तापमानावर अवलंबून.

सोपे : T वाढवा ⇒ K घटतो (उष्मादायी अभिक्रिया).
मध्यम : उत्प्रेरक वेग वाढवतो, उत्पादन नाही.
परीक्षेसाठी : आर्थिक : उच्च दाब महाग, म्हणून मध्यम.

तर्क : हेबर अटी कशा ठरल्या?

पायरी 1 : Δn = −2 ⇒ उच्च दाब पुढे नेतो.
पायरी 2 : ΔH < 0 ⇒ कमी T चांगले, पण अभिक्रिया अतिमंद.
पायरी 3 : मध्यम T (≈ 700 K) + Fe उत्प्रेरक ⇒ वाजवी वेग.

CET स्तर (MCQ)

CET 1) हेबर पद्धतीचा उत्प्रेरक? 1) V₂O₅ 2) Fe 3) Pt 4) Ni — उत्तर : 2).
CET 2) संपर्क पद्धतीत SO₃ कशात शोषतात? 1) पाणी 2) conc. H₂SO₄ 3) NaOH 4) HCl — उत्तर : 2).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: खत उद्योग, स्फोटके, बॅटरी आम्ल.

लक्षात ठेवा

हेबर Fe (+Mo), ≈ 773 K, 200–250 atm; संपर्क V₂O₅, 720 K, 2 bar; oleum.

सामान्य चूक

SO₃ थेट पाण्यात शोषणे (धुके तयार होते); oleum द्वारे.

CET सापळा

दोन्ही उष्मादायी; तरी अतिशय कमी T वापरत नाहीत.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "हेबर = लोखंड, संपर्क = व्हॅनेडियम".

फरक ओळखा

बाब	हेबर	संपर्क
उत्पाद	NH₃	SO₃ → H₂SO₄
उत्प्रेरक	Fe	V₂O₅
T	700–773 K	720 K
P	200–250 atm	2 bar

सरावासाठी प्रश्न

सोपे

1हेबर अभिक्रिया लिहा.
2उच्च दाब का वापरतात?
3संपर्क पद्धतीचा उत्प्रेरक?

मध्यम

4तडजोडीचे तापमान का?
5oleum म्हणजे काय?
6Mo ची भूमिका?

आव्हानात्मक

7NH₃ द्रव करून काढल्याने काय होते?
8संपर्क पद्धतीत 2 bar पुरेसा का?

उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)

1N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃.
24 → 2 mol वायू.
3V₂O₅.
4कमी T ने वेग कमी, उच्च T ने K कमी.
5H₂S₂O₇.
6प्रवर्तक (Fe ची कार्यक्षमता वाढवतो).
7साम्य पुढे सरकते.
8रूपांतर आधीच जास्त.

विघटनाची मात्रा आणि साम्य गणना

रोजच्या जीवनातून

वर्गात 10 पैकी 2 विद्यार्थी बाहेर गेले तर 20 % गैरहजर; तसेच α = विघटित भाग.

सोपी व्याख्या

α = विघटित mol ÷ सुरुवातीचे mol. N₂O₄ ⇌ 2NO₂ : Kp = 4α²P/(1 − α²); PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂ : Kp = α²P/(1 − α²).

आकृतीत : दोन अभिक्रियांचे α आणि Kp.

नियम 1 : N₂O₄ चे विघटन — 1 mol N₂O₄ पासून : N₂O₄ (1 − α), NO₂ 2α, एकूण 1 + α. Kp = (2α/(1 + α) × P)² / ((1 − α)/(1 + α) × P) = 4α²P/(1 − α²).

सोपे : α = 0.2, P = 1 atm : Kp = 4 × 0.04 ÷ 0.96 = 0.1667.
मध्यम : एकूण mol = 1.2.
परीक्षेसाठी : NO₂ चा अंश = 0.4 ÷ 1.2 = 1/3.

नियम 2 : PCl₅ चे विघटन — PCl₅ (1 − α), PCl₃ α, Cl₂ α; एकूण 1 + α. Kp = α²P/(1 − α²).

सोपे : α = 0.5, P = 2 atm : Kp = 0.25 × 2 ÷ 0.75 = 0.667.
मध्यम : एकूण mol = 1.5.
परीक्षेसाठी : Cl₂ चा अंश = 0.5 ÷ 1.5 = 1/3.

नियम 3 : दाबाचा परिणाम — Kp स्थिर ⇒ P वाढल्यास α घटतो, कारण mol वाढणाऱ्या अभिक्रियेला दाब विरोध करतो.

सोपे : N₂O₄ : α ∝ 1/√P (लहान α).
मध्यम : P चौपट ⇒ α निम्मा.
परीक्षेसाठी : PCl₅ मध्ये Cl₂ जोडा ⇒ α घटतो (समान आयन परिणामासारखे).

उगमन : N₂O₄ साठी Kp आणि α

पायरी 1 : N₂O₄ = (1 − α), NO₂ = 2α, एकूण = 1 + α.
पायरी 2 : p(NO₂) = 2αP/(1 + α), p(N₂O₄) = (1 − α)P/(1 + α).
पायरी 3 : Kp = p(NO₂)²/p(N₂O₄) = 4α²P/((1 + α)(1 − α)) = 4α²P/(1 − α²).

CET स्तर (MCQ)

CET 1) α = 0.2, P = 1 atm : N₂O₄ चे Kp? 1) 0.1667 2) 0.2 3) 0.4 4) 1.0 — उत्तर : 1).
CET 2) PCl₅ च्या विघटनात (α = 0.5) एकूण mol? 1) 1 2) 1.5 3) 2 4) 2.5 — उत्तर : 2).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: वायू मिश्रणाचे सरासरी रेणुभार ठरवणे.

लक्षात ठेवा

α = विघटित ÷ सुरुवातीचे; एकूण = 1 + α; N₂O₄ : 4α²P/(1 − α²).

सामान्य चूक

एकूण mol 1 − α असे लिहिणे; ते 1 + α.

CET सापळा

N₂O₄ मध्ये गुणक 4 आहे, PCl₅ मध्ये नाही.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "N₂O₄ : चार; PCl₅ : एक".

फरक ओळखा

अभिक्रिया	Kp	एकूण mol
N₂O₄ ⇌ 2NO₂	4α²P/(1 − α²)	1 + α
PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂	α²P/(1 − α²)	1 + α

सरावासाठी प्रश्न

सोपे

1α ची व्याख्या लिहा.
2N₂O₄ चे Kp सूत्र लिहा.
3α = 0.2, P = 1 atm : Kp?

मध्यम

4PCl₅ साठी α = 0.5, P = 2 atm : Kp?
5P वाढल्यास α का घटतो?
6एकूण mol 1 + α का?

आव्हानात्मक

7PCl₅ मध्ये Cl₂ जोडल्यास α?
8N₂O₄ मध्ये 4 कुठून आला?

उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)

1विघटित mol ÷ सुरुवातीचे mol.
24α²P/(1 − α²).
30.1667.
40.667.
5दाब mol वाढण्याला विरोध करतो.
61 − α + 2α = 1 + α.
7α घटतो.
8(2α)² मधून.

साम्यावस्थेचे इतर प्रकार आणि अनुप्रयोग

रोजच्या जीवनातून

रक्तात O₂ चे वहन, गोड पाण्यात साखरेचा थर — सर्वत्र साम्यावस्था.

सोपी व्याख्या

विद्राव्यता साम्य, बाष्पदाब, हेन्रीचा नियम (वायूची द्रवातील विद्राव्यता दाबाशी समानुपाती). K वरून अभिक्रियेचे उत्पादन ठरते.

नियम 1 : हेन्रीचा नियम — S = kH × p; दाब वाढल्यास विद्राव्यता वाढते.

सोपे : सोडा बाटलीत उच्च दाबाखाली CO₂.
मध्यम : बाटली उघडताच फेस.
परीक्षेसाठी : खोल पाण्यातील गोताखोरांना 'बेंड्स'.

नियम 2 : तापमानानुसार विद्राव्यता — वायूची विद्राव्यता T वाढल्यास घटते; बहुतेक घन पदार्थांची वाढते (उष्माशोषक विरघळणे).

सोपे : गरम पाण्यात ऑक्सिजन कमी.
मध्यम : KNO₃ गरम पाण्यात जास्त विरघळतो.
परीक्षेसाठी : तलाव गरम झाल्यास मासे त्रस्त.

नियम 3 : K वरून उत्पन्न — K मोठा ⇒ रूपांतर मोठे; K लहान ⇒ कमी.

सोपे : H₂ + Cl₂ ⇌ 2HCl : K ≫ 1.
मध्यम : N₂ + O₂ ⇌ 2NO : K ≪ 1 (वीज चमकल्यावरच).
परीक्षेसाठी : Hb + O₂ ⇌ HbO₂ : फुफ्फुसात पुढे, ऊतींत मागे.

तर्क : उंचीवर श्वास का जड जातो?

पायरी 1 : उंचीवर O₂ चा आंशिक दाब कमी.
पायरी 2 : Hb + O₂ ⇌ HbO₂ मागे सरकते.
पायरी 3 : HbO₂ कमी ⇒ थकवा.

CET स्तर (MCQ)

CET 1) हेन्रीचा नियम कशाशी संबंधित? 1) घन 2) वायूची विद्राव्यता 3) pH 4) उकळणे — उत्तर : 2).
CET 2) तापमान वाढल्यास वायूची विद्राव्यता? 1) वाढते 2) घटते 3) तीच 4) शून्य — उत्तर : 2).

प्रत्यक्ष जीवनातील उपयोग: सोडा, रक्तातील वायू, जलजीवन.

लक्षात ठेवा

हेन्री : S ∝ p; गरम ⇒ वायू कमी; K मोठा ⇒ उत्पाद.

सामान्य चूक

सर्व पदार्थांची विद्राव्यता T बरोबर वाढते असे लिहिणे.

CET सापळा

हेन्रीचा नियम तेव्हाच जेव्हा वायू द्रवाशी अभिक्रिया करत नाही.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "दाब वाढ, वायू वाढ".

फरक ओळखा

बदल	वायू विद्राव्यता
दाब ↑	वाढते
तापमान ↑	घटते

सरावासाठी प्रश्न

सोपे

1हेन्रीचा नियम लिहा.
2सोडा उघडल्यावर फेस का?
3गरम पाण्यात O₂ कमी का?

मध्यम

4गोताखोरांना 'बेंड्स' का?
5उंचीवर श्वास कठीण का?
6K ≪ 1 चा अर्थ?

आव्हानात्मक

7Hb + O₂ ⇌ HbO₂ फुफ्फुसात कुठे सरकते?
8घन KNO₃ ची विद्राव्यता T बरोबर?

उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)

1S ∝ p.
2दाब कमी होऊन CO₂ बाहेर.
3गरम ⇒ वायू विद्राव्यता कमी.
4दाब कमी होताच N₂ बुडबुडे.
5O₂ आंशिक दाब कमी.
6उत्पाद नगण्य.
7पुढे.
8वाढते.

संपूर्ण धड्याची झटपट उजळणी

संकल्पना	महत्त्वाचे सूत्र / तथ्य
साम्य	दर समान; सांद्रता स्थिर
Kc	उत्पाद ÷ अभिकारक (घाताकांसह)
Kp	Kp = Kc(RT)^Δn
Q	Q < K पुढे; Q > K मागे
ले-शातेलिए	बदल कमी करण्याकडे
हेबर	Fe (+Mo), ≈ 773 K, 200–250 atm
संपर्क	V₂O₅, 720 K, 2 bar
α	N₂O₄ : 4α²P/(1 − α²)

Live आकृती

🚀 संपूर्ण धड्याची झटपट उजळणी

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

🎯 परीक्षेसाठी सर्वाधिक महत्त्वाचे मुद्दे

उत्क्रमणीय अभिक्रिया आणि गतिक साम्य.
Kc, Kp आणि त्यांचा संबंध.
Q ची तुलना आणि ICE गणना.
ले-शातेलिए तत्त्व.
हेबर आणि संपर्क पद्धती.
विघटनाची मात्रा α.
हेन्रीचा नियम आणि अनुप्रयोग.

अभ्यासाचा मंत्र

आधी संकल्पना समजा → सूत्र लक्षात ठेवा → उदाहरण सोडवा → स्वतः प्रश्न सोडवा.