2012 का प्रश्न संख्या 17 – अभिक्रिया की दिशा से संबंधित।
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17. प्राकृतिक गैस को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके अमोनिया उत्पन्न करने हेतु, इस गैस को आदर्श गैस माना जाता है। मीथेन वाष्प का रूपांतरण निम्नलिखित तरह होता है: CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g)। यह एक विपरीत-चरण वाली अभिक्रिया है। यदि जलवाष्प की मात्रा बढ़ा दी जाए, तो अभिक्रिया की दिशा कैसे बदलेगी? A. अभिकारकों की दिशा में परिवर्तन होता है।B. कोई प्रभाव नहीं पड़ता।
C. उत्पादों की दिशा में परिवर्तन होता है।
D. निर्णय नहीं लिया जा सकता।
पुराने प्रश्नों को फिर से उठाने से स्थिति और भी जटिल हो जाती है। यदि जलवाष्प के मिलने के कारण सिस्टम का दबाव बढ़ जाता है, तो दबाव कम होने की दिशा में ही परिवर्तन होना चाहिए, अर्थात् अभिकारकों की दिशा में। लेकिन जलवाष्प तो एक अभिकारक ही है, क्या वह फिर से उत्पादों की ओर नहीं जाता? क्या उत्तर D है… यानी कि इसका निर्णय नहीं लिया जा सकता?
अभी-अभी सूत्र लिखा गया है; ऐसा लगता है कि “B” का कोई प्रभाव नहीं है।
अभिक्रिया की दिशा निर्धारित करने हेतु, मुख्य रूप से विभिन्न घटकों की सांद्रता में होने वाले परिवर्तनों पर ध्यान दिया जाता है। यदि आयतन स्थिर रहे, तो जलवाष्प के मिलने से पानी की सांद्रता में परिवर्तन हो जाता है; अन्य सब कुछ स्थिर रहता है। ऐसी स्थिति में अभिक्रिया दाईं ओर ही होगी। चूँकि सभी शर्तें पूरी नहीं हैं, इसलिए निर्णय नहीं लिया जा सकता। अतः उत्तर D है।
ऐसा लगता है कि इस प्रश्न में आवश्यक जानकारियाँ पूरी नहीं हैं। दबाव या सांद्रता के आधार पर निर्णय लेने हेतु, यह नहीं बताया गया है कि आयतन स्थिर है या नहीं।
ऐसा लगता है कि इस प्रश्न में आवश्यक जानकारियाँ पूरी नहीं हैं। दबाव या सांद्रता के आधार पर निर्णय लेने हेतु, यह नहीं बताया गया है कि आयतन स्थिर है या नहीं।
विचार 1: उत्पादन प्रक्रिया, रिएक्टर के अंदर ही होती है; इसे स्थिर-आयतन प्रक्रिया माना जाता है।； जब जलवाष्प मिलता है, तो संतुलन कम दबाव वाली दिशा में चला जाता है; अर्थात् यह प्रतिक्रिया-पदार्थों की दिशा में होता ह ； जब जलवाष्प मिल जाता है, तो अभिकारकों की सांद्रता बढ़ जाती है। गतिकीय दृष्टिकोण से देखें तो, इससे धनात्मक अभिक्रिया की गति भी बढ़ जाती है। ； इसी प्रकार, विपरीत अभिक्रिया की गति भी बढ़ जाती है। ； लेकिन अंतिम परिणाम यह है कि अभिक्रिया की गति, धनात्मक अभिक्रिया की गति से अधिक होती है। विचार 2: उत्पादन प्रक्रिया, रिएक्टर के अंदर ही होती है; इसे स्थिर-आयतन प्रक्रिया माना जाता है। ； उत्पादन प्रक्रिया में आमतौर पर दबाव को नियंत्रित किया जाता है, एवं स्थिर दबाव को ； स्थिर आयतन एवं स्थिर दबाव की स्थिति में, जब जलवाष्प में वृद्धि होती है, तो निश्चित रूप से मीथेन की मात्रा कम हो जाती है, या तापमान घट ； चूँकि प्रश्न में मीथेन को कम करने की बात नहीं कही गई है, इसलिए निश्चित रूप से उस प्रणाली का तापमान कम होने की प्रवृत्ति होगी। ； जैसे-जैसे तापमान कम होता है, अभिक्रिया अवश्य ही ऊष्मा-निर्माणकारी दिशा में आ ； धनात्मक अभिक्रिया में ऊष्मा शोषित होती है, जबकि ऋणात ； इसलिए, संतुलन भी बाईं ओर खिसक जाता है! !
इस प्रश्न को इस तरह समझना चाहिए: मीथेन एवं जलवाष्प दोनों ही अभिकारक हैं। यदि अभिकारकों की मात्रा बढ़ा दी जाए, जबकि अन्य मापदंड स्थिर रहें, तो अवश्य ही अभिक्रिया उसी दिशा में होगी जिसमें सामान्य रूप से अभिक्रिया होती है। मीथेन के मामले में, इसकी अभिक्रिया और भी पूर्ण होती है; इस अर्थ में, अवश्य ही अभिक्रिया उत्पादों की ओर ही होगी। अर्थात्, उत्तर C सही है। पोस्ट करने वाले व्यक्ति ने बहुत ही जटिल बातें स
शुद्ध ठोसों एवं शुद्ध तरल पदार्थों के मामले में, अभिकारकों की मात्रा बढ़ाने से उनकी सांद्रता में कोई परिवर्तन नहीं होता; अर्थात् पानी की सांद्रता में कोई बदलाव नहीं आता। इस दृष्टिकोण से देखें तो संतुलन में कोई परिवर्तन नहीं होगा।； लेकिन जलवाष्प की मात्रा में वृद्धि से सिस्टम का दबाव बढ़ जाता है, जिससे संतुलन आयतन में कमी की दिशा में चला जाता है।
विकल्प C चुनें; ऐसा करने से अभिकारकों की मात्रा बढ़ जाती है, जिससे संतुलन दाईं ओर खिसक जाता ह