UP Board class 12 Chemistry Chapter 4. रासायनिक बलगतिकी Hindi Medium Notes - PDF

अध्याय 4: रासायनिक बलगतिकी (Chemical Kinetics)

रासायनिक बलगतिकी रसायन विज्ञान की वह शाखा है जो रासायनिक अभिक्रियाओं की दर (Rate) तथा उनको प्रभावित करने वाले कारकों का अध्ययन करती है।

रासायनिक अभिक्रिया की दर (Rate of a Chemical Reaction)

• किसी अभिक्रिया की दर अभिकारकों के उपभोग (Consumption) या उत्पादों के निर्माण (Formation) की दर है।
• इसे किसी एक अभिकारक या उत्पाद की सांद्रता में परिवर्तन के रूप में समय के सापेक्ष व्यक्त किया जाता है।
• औसत दर (Average Rate): सांद्रता में परिवर्तन (Δ[R] या Δ[P]) को समय अंतराल (Δt) से विभाजित करने पर प्राप्त होती है।
• तात्क्षणिक दर (Instantaneous Rate): किसी विशेष क्षण पर अभिक्रिया की दर। इसे समय-सांद्रता ग्राफ पर स्पर्श रेखा की ढाल के रूप में प्राप्त किया जा सकता है।

दर नियम और वेग स्थिरांक (Rate Law and Rate Constant)

• दर नियम (Rate Law): किसी अभिक्रिया की दर तथा अभिकारकों की सांद्रता के बीच संबंध को व्यक्त करता है।
• एक सामान्य अभिक्रिया aA + bB → उत्पाद के लिए, दर नियम है: दर = k [A]^x [B]^y
• k = वेग स्थिरांक (Rate Constant) या विशिष्ट दर स्थिरांक। यह ताप पर निर्भर करता है।
• अभिक्रिया की कोटि (Order of Reaction): दर नियम में घातांकों (x, y) का योग। (x+y) कुल कोटि है।
• आण्विकता (Molecularity): अभिक्रिया के प्राथमिक चरण (Elementary Step) में भाग लेने वाले अणुओं, परमाणुओं या आयनों की संख्या। यह सदैव एक धनात्मक पूर्णांक (1, 2, 3) होती है।

अभिक्रिया की कोटि (Order of Reaction)

• शून्य कोटि अभिक्रिया (Zero Order Reaction): दर अभिकारकों की सांद्रता पर निर्भर नहीं करती। दर = k
• प्रथम कोटि अभिक्रिया (First Order Reaction): दर एक अभिकारक की सांद्रता के समानुपाती होती है। दर = k [A]
• द्वितीय कोटि अभिक्रिया (Second Order Reaction): दर दो अभिकारकों की सांद्रता के गुणनफल के समानुपाती होती है या एक अभिकारक की सांद्रता के वर्ग के समानुपाती होती है। दर = k [A]² या दर = k [A][B]

अर्ध-आयु काल (Half-Life)

• वह समय अंतराल जिसमें किसी अभिकारक की सांद्रता प्रारंभिक सांद्रता की आधी रह जाती है।
• प्रथम कोटि अभिक्रिया के लिए: t_1/2 = 0.693/k (यह प्रारंभिक सांद्रता पर निर्भर नहीं करता)
• शून्य कोटि अभिक्रिया के लिए: t_1/2 = [A]₀/2k (प्रारंभिक सांद्रता के समानुपाती)
• द्वितीय कोटि अभिक्रिया के लिए: t_1/2 = 1/(k [A]₀) (प्रारंभिक सांद्रता के व्युत्क्रमानुपाती)

ताप का प्रभाव: आरेनियस समीकरण (Effect of Temperature: Arrhenius Equation)

• ताप बढ़ने पर अधिकांश अभिक्रियाओं की दर बढ़ जाती है।
• आरेनियस समीकरण: k = A e^(-Ea/RT)
  • k = वेग स्थिरांक
  • A = आवृत्ति कारक (Frequency Factor) या अभिगमन कारक (Pre-exponential factor)
  • Ea = सक्रियण ऊर्जा (Activation Energy)
  • R = गैस स्थिरांक
  • T = ताप (केल्विन में)
• सक्रियण ऊर्जा (Ea) वह न्यूनतम ऊर्जा है जिसकी आवश्यकता अभिकारक अणुओं को टकराकर उत्पाद बनाने के लिए होती है।

अभिक्रिया का तंत्र (Reaction Mechanism)

• अभिक्रिया के पूरे होने के लिए घटित होने वाले प्राथमिक चरणों (Elementary Steps) के क्रम को अभिक्रिया का तंत्र कहते हैं।
• सबसे धीमे चरण को दर निर्धारक चरण (Rate Determining Step - RDS) कहते हैं। सम्पूर्ण अभिक्रिया की दर इसी चरण द्वारा निर्धारित होती है।

उत्प्रेरक (Catalyst)

• एक पदार्थ जो अभिक्रिया की दर को बढ़ा देता है लेकिन स्वयं अभिक्रिया के अंत में रासायनिक रूप से अपरिवर्तित रहता है।
• यह सक्रियण ऊर्जा (Ea) का मान कम करके अभिक्रिया का वैकल्पिक पथ (Alternative Path) प्रदान करता है।