अभिक्रिया दर नियम
एक दर नियम यह व्यक्त करता है कि किसी अभिक्रिया की गति उसके अभिकारकों की सांद्रता पर कैसे निर्भर करती है, और इसका समाकलित रूप यह अनुमान लगाता है कि वे सांद्रताएँ समय के साथ कैसे विकसित होती हैं।
Definition
एक अभिक्रिया दर नियम एक अनुभवजन्य समीकरण है जो किसी अभिक्रिया की तात्कालिक दर को अभिकारकों की सांद्रता से संबंधित करता है, प्रत्येक को एक घात तक बढ़ाया जाता है जो उसकी कोटि को परिभाषित करता है, जिसमें एक तापमान-निर्भर दर स्थिरांक होता है।
Scope
यह विषय दर नियमों के अनुभवजन्य निर्धारण को शामिल करता है: अभिक्रिया दर की परिभाषा, कोटि और आणविकता की अवधारणाएँ, दर स्थिरांक, और कोटि ज्ञात करने के लिए प्रारंभिक दरों और पृथक्करण जैसी विधियाँ। यह शून्य-कोटि, प्रथम-कोटि और द्वितीय-कोटि अभिक्रियाओं के लिए समाकलित दर समीकरणों, संबंधित अर्ध-आयु, और उत्क्रमणीय, समानांतर और अनुक्रमिक अभिक्रियाओं के विश्लेषण को विकसित करता है। दर नियमों से क्रियाविधियों का पुनर्निर्माण और दर स्थिरांकों की सैद्धांतिक उत्पत्ति को अलग-अलग विषयों में वर्णित किया गया है।
Core questions
- सांद्रता-समय डेटा से अभिक्रिया कोटि को प्रयोगात्मक रूप से कैसे निर्धारित किया जाता है?
- सामान्य अभिक्रिया कोटियों के लिए समाकलित दर समीकरण और अर्ध-आयु क्या हैं?
- आणविकता और कोटि में क्या अंतर है, और वे क्यों मेल नहीं खा सकते हैं?
- समानांतर और अनुक्रमिक अभिक्रियाओं का गतिकीय रूप से विश्लेषण कैसे किया जाता है?
Key concepts
- अभिक्रिया दर और दर स्थिरांक
- कोटि और आणविकता
- समाकलित दर समीकरण
- अर्ध-आयु और विशिष्ट समय
- प्रारंभिक दरों और पृथक्करण की विधि
Key theories
- समाकलित दर नियम
- किसी दी गई कोटि के लिए अवकल दर नियम को समाकलित करने से स्पष्ट सांद्रता-समय संबंध, कोटि की पहचान करने वाले रेखीय आलेख, और विशिष्ट अर्ध-आयु प्राप्त होती है जो प्रथम-कोटि अभिक्रियाओं के लिए स्थिर होती है लेकिन अन्यथा सांद्रता-निर्भर होती है।
- पृथक्करण और प्रारंभिक दरों द्वारा कोटि का निर्धारण
- एक अभिकारक को छोड़कर सभी को अत्यधिक मात्रा में रखकर, या उत्पादों के जमा होने से पहले बहुत शुरुआत में दरों को मापकर, प्रत्येक अभिकारक पर निर्भरता को अलग किया जा सकता है और समग्र दर नियम को इकट्ठा किया जा सकता है।
Clinical relevance
दर नियम रासायनिक रिएक्टरों के लिए डिज़ाइन समीकरण निर्धारित करते हैं, दवाओं और अभिकर्मकों के अपघटन और शेल्फ जीवन का अनुमान लगाते हैं, फार्माकोकाइनेटिक्स में खुराक और निकासी के समय को नियंत्रित करते हैं, और पर्यावरणीय प्रणालियों में प्रदूषकों की दृढ़ता को निर्धारित करते हैं।
History
सुक्रोज के प्रतिलोमन पर विल्हेल्मी का 1850 का अध्ययन पहला मात्रात्मक दर नियम था; 1860 के दशक में गुल्डबर्ग और वागे के द्रव्यमान क्रिया के नियम ने दरों को सांद्रता से जोड़ा, और वैन 'टी हॉफ ने रासायनिक गतिकी के अपने 1884 के अध्ययनों में कोटि और आणविकता को व्यवस्थित किया।
Key figures
- Ludwig Wilhelmy
- Cato Maximilian Guldberg
- Peter Waage
Related topics
Seminal works
- atkins2018
- laidler1987
Frequently asked questions
- क्या किसी अभिक्रिया की भिन्नात्मक या शून्य कोटि हो सकती है?
- हाँ। भिन्नात्मक कोटि अक्सर जटिल बहु-चरणीय क्रियाविधियों से उत्पन्न होती है, और शून्य कोटि तब होती है जब दर अभिकारक सांद्रता के अलावा किसी और चीज़ से सीमित होती है, जैसे कि एक संतृप्त उत्प्रेरक सतह, इसलिए दर तब तक स्थिर रहती है जब तक कि एक अभिकारक लगभग समाप्त नहीं हो जाता।
- प्रथम-कोटि अभिक्रिया की अर्ध-आयु सांद्रता से स्वतंत्र क्यों होती है?
- प्रथम-कोटि गतिकी के लिए दर सीधे सांद्रता के समानुपाती होती है, इसलिए प्रति इकाई समय में भिन्नात्मक कमी स्थिर होती है; इसलिए आधा होने में लगने वाला समय प्रारंभिक मात्रा की परवाह किए बिना समान होता है, यही कारण है कि रेडियोधर्मी क्षय की एक निश्चित अर्ध-आयु होती है।