state law of mass action

state law of mass action|द्रव्यमान क्रिया का नियम (Law of Mass Action) कहता है कि किसी रासायनिक प्रतिक्रिया की प्रतिक्रिया दर (reaction rate) सीधे प्रतिक्रिया में शामिल अभिकारकों (reactants) की सांद्रता के गुणनफल पर निर्भर करती है, प्रत्येक सांद्रता को उनके संतुलन समीकरण में मौजूद स्टोइकोमेट्रिक गुणांक से गुणा किया जाता है।

state law of mass action

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सामान्य प्रतिक्रिया

मान लीजिए, एक सामान्य रासायनिक प्रतिक्रिया है:

 

$$aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$$

 

अभिकारक और उत्पाद:

• 
  $A$ 

  और $B$ 

  : अभिकारक (Reactants)

• 
  $C$ 

  और $D$ 

  : उत्पाद (Products)

• 
  $a, b, c, d$ 

  : स्टोइकोमेट्रिक गुणांक।

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प्रतिक्रिया दर

आगे की प्रतिक्रिया (Forward Reaction):

आगे की प्रतिक्रिया की दर (

$r_f$

) होगी:

 

$$r_f = k_f [A]^a [B]^b$$

 

जहाँ:

• 
  $k_f$ 

  ​: आगे की प्रतिक्रिया का दर स्थिरांक (Rate constant)।

• 
  $[A]$ 

  , $[B]$ 

  : $A$ 

  और $B$ 

  की सांद्रता।

• 
  $a$ 

  , $b$ 

  $b$: स्टोइकोमेट्रिक गुणांक।

उलटी प्रतिक्रिया (Backward Reaction):

उलटी प्रतिक्रिया की दर (

$r_b$

) होगी:

 

$$r_b = k_b [C]^c [D]^d$$

 

जहाँ:

• 
  $k_b$ 

  ​: उलटी प्रतिक्रिया का दर स्थिरांक।

• 
  $[C]$ 

  $]$, $[D]$ 

  : $C$ 

  और $D$ 

  की सांद्रता।

• 
  $c$ 

  , $d$ 

  : स्टोइकोमेट्रिक गुणांक।

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संतुलन स्थिति

रासायनिक संतुलन तब प्राप्त होता है जब:

 

$$r_f = r_b$$

​

अर्थात,

 

$$k_f [A]^a [B]^b = k_b [C]^c [D]^d$$

 

संतुलन स्थिरांक ( $K_c$

 

Kc​)

 

$$K_c = \frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}$$

​

जहाँ

$K_c$

संतुलन स्थिति में उत्पादों और अभिकारकों की सांद्रताओं का अनुपात है।

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रासायनिक संतुलन समीकरण में भूमिका

• प्रतिक्रिया दर: संतुलन स्थिति पर प्रतिक्रिया दर को परिभाषित करता है।
• संतुलन स्थिरांक: यह दर्शाता है कि प्रतिक्रिया संतुलन में उत्पादों और अभिकारकों की सांद्रता का अनुपात कैसा होगा।
• थर्मोडायनेमिक्स:
  $K_c$ 

  को $\Delta G = -RT \ln K_c$ 

  ​ के माध्यम से गिब्स मुक्त ऊर्जा से जोड़ा जा सकता है।

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उदाहरण: Haber प्रक्रिया (Haber Process)

रासायनिक प्रतिक्रिया:

 

$$N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$$

 

आगे और उलटी प्रतिक्रिया की दरें:

 

$$r_f = k_f [N_2][H_2]^3$$

 

$$r_b = k_b [NH_3]^2$$

 

संतुलन स्थिति:

 

$$k_f [N_2][H_2]^3 = k_b [NH_3]^2$$

 

$$K_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}$$

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