ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಗಣಕ

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಕ ಮತ್ತು ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ನಮೂದಿಸುವ ಮೂಲಕ ಯಾವುದೇ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (K) ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳು, ಶಿಕ್ಷಕರು ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಆದರ್ಶವಾಗಿದೆ.

ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಕಗಳು

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಕಗಳ ಸಂಖ್ಯಾ

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಕ 1

ಕೇಂದ್ರಿತತೆ (mol/L)

ಗುಣಾಂಕ

ಉತ್ಪನ್ನಗಳು

ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಸಂಖ್ಯಾ

ಉತ್ಪನ್ನ 1

ಕೇಂದ್ರಿತತೆ (mol/L)

ಗುಣಾಂಕ

ಸೂತ್ರ

[P1]

[R1]

ಫಲಿತಾಂಶ

ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (K)

1.0000

ನಕಲಿಸಿ

ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದೃಶ್ಯೀಕರಣ

R1(1 mol/L)

⇌

P1(1 mol/L)

ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (K): K = 1.0000

📚

ದಸ್ತಾವೇಜನೆಯು

संतुलन स्थिरांक कैलकुलेटर: रासायनिक अभिक्रिया संतुलन निर्धारित करें

संतुलन स्थिरांकों का परिचय

संतुलन स्थिरांक (K) रसायन विज्ञान में एक मौलिक अवधारणा है जो संतुलन पर उलटने योग्य रासायनिक अभिक्रिया में अभिकारकों और उत्पादों के बीच संतुलन को मापती है। यह संतुलन स्थिरांक कैलकुलेटर किसी भी रासायनिक अभिक्रिया के लिए संतुलन स्थिरांक निर्धारित करने का एक सरल, सटीक तरीका प्रदान करता है जब आपको संतुलन पर अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रता ज्ञात हो। चाहे आप रासायनिक संतुलन के बारे में सीख रहे छात्र हों, संतुलन के सिद्धांतों को प्रदर्शित करने वाले शिक्षक हों, या अभिक्रिया की गतिशीलता का विश्लेषण करने वाले शोधकर्ता हों, यह कैलकुलेटर जटिल मैनुअल गणनाओं के बिना संतुलन स्थिरांक की गणना करने के लिए एक सीधा समाधान प्रदान करता है।

रासायनिक संतुलन एक ऐसी स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है जहां आगे और पीछे की अभिक्रियाओं की दरें समान होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप समय के साथ अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रता में कोई शुद्ध परिवर्तन नहीं होता है। संतुलन स्थिरांक इस संतुलन की स्थिति का मात्रात्मक माप प्रदान करता है—एक बड़ा K मान इंगित करता है कि अभिक्रिया उत्पादों की ओर झुकी हुई है, जबकि एक छोटा K मान सुझाव देता है कि संतुलन पर अभिकारक प्राथमिकता में हैं।

हमारा कैलकुलेटर कई अभिकारकों और उत्पादों वाली अभिक्रियाओं को संभालता है, जिससे आप सांद्रता मान और स्टॉइचियोमेट्रिक गुणांक दर्ज कर सकते हैं ताकि तुरंत सटीक संतुलन स्थिरांक मान प्राप्त किया जा सके। परिणाम स्पष्ट, समझने में आसान प्रारूप में प्रस्तुत किए जाते हैं, जिससे जटिल संतुलन गणनाएँ सभी के लिए सुलभ हो जाती हैं।

संतुलन स्थिरांक सूत्र को समझना

एक सामान्य रासायनिक अभिक्रिया के लिए संतुलन स्थिरांक (K) निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है:

$K = \frac{[उत्पाद]^{गुणांक}}{[अभिकर्ता]^{गुणांक}}$

एक रासायनिक अभिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया गया है:

$aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$

जहाँ:

A, B अभिकर्ता हैं
C, D उत्पाद हैं
a, b, c, d स्टॉइचियोमेट्रिक गुणांक हैं

संतुलन स्थिरांक की गणना इस प्रकार की जाती है:

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

जहाँ:

[A], [B], [C], और [D] संतुलन पर प्रत्येक प्रजाति की मोलर सांद्रता (mol/L में) का प्रतिनिधित्व करते हैं
घातांक a, b, c, और d संतुलित रासायनिक समीकरण से स्टॉइचियोमेट्रिक गुणांक हैं

महत्वपूर्ण विचार:

इकाइयाँ: संतुलन स्थिरांक आमतौर पर तब बिना इकाई के होता है जब सभी सांद्रताएँ mol/L (Kc के लिए) में व्यक्त की जाती हैं या जब आंशिक दबाव वायुमंडलों में होते हैं (Kp के लिए)।
शुद्ध ठोस और तरल: शुद्ध ठोस और तरल संतुलन अभिव्यक्ति में शामिल नहीं होते हैं क्योंकि उनकी सांद्रता स्थिर रहती है।
तापमान पर निर्भरता: संतुलन स्थिरांक तापमान के साथ बदलता है, जो वैन 'ट हॉफ समीकरण के अनुसार होता है। हमारा कैलकुलेटर एक विशिष्ट तापमान पर K मान प्रदान करता है।
सांद्रता सीमा: कैलकुलेटर बहुत छोटी (10^-6 mol/L) से लेकर बहुत बड़ी (10^6 mol/L) सांद्रता मानों को संभालता है, जब उपयुक्त हो, परिणाम वैज्ञानिक नोटेशन में प्रदर्शित करता है।

संतुलन स्थिरांक की गणना कैसे करें

संतुलन स्थिरांक की गणना निम्नलिखित गणितीय चरणों का पालन करती है:

अभिकर्ताओं और उत्पादों की पहचान करें: संतुलित रासायनिक समीकरण में कौन सी प्रजातियाँ अभिकर्ता हैं और कौन सी उत्पाद हैं, यह निर्धारित करें।
गुणांक निर्धारित करें: संतुलित समीकरण से प्रत्येक प्रजाति के लिए स्टॉइचियोमेट्रिक गुणांक की पहचान करें।
सांद्रताओं को घातों में उठाएँ: प्रत्येक सांद्रता को उसके गुणांक की शक्ति में उठाएँ।
उत्पाद सांद्रताओं को गुणा करें: सभी उत्पाद सांद्रता पदों (उनके संबंधित शक्तियों में उठाए गए) को गुणा करें।
अभिकर्ता सांद्रताओं को गुणा करें: सभी अभिकर्ता सांद्रता पदों (उनके संबंधित शक्तियों में उठाए गए) को गुणा करें।
उत्पादों को अभिकर्ताओं से विभाजित करें: उत्पाद सांद्रताओं के गुणनफल को अभिकर्ता सांद्रताओं के गुणनफल से विभाजित करें।

उदाहरण के लिए, अभिक्रिया N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ के लिए:

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

यदि [NH₃] = 0.25 mol/L, [N₂] = 0.11 mol/L, और [H₂] = 0.03 mol/L:

$K = \frac{(0.25)^2}{(0.11) \times (0.03)^3} = \frac{0.0625}{0.11 \times 0.000027} = \frac{0.0625}{0.00000297} \approx 21,043$

यह बड़ा K मान संकेत करता है कि संतुलन पर अमोनिया के निर्माण को मजबूत प्राथमिकता दी जाती है।

संतुलन स्थिरांक कैलकुलेटर का उपयोग करने के लिए चरण-दर-चरण मार्गदर्शिका

हमारा कैलकुलेटर संतुलन स्थिरांक निर्धारित करने की प्रक्रिया को सरल बनाता है। इसे प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए इन चरणों का पालन करें:

1. अभिकर्ताओं और उत्पादों की संख्या दर्ज करें

पहले, ड्रॉपडाउन मेनू का उपयोग करके अपनी रासायनिक अभिक्रिया में अभिकर्ताओं और उत्पादों की संख्या का चयन करें। कैलकुलेटर 5 अभिकर्ताओं और 5 उत्पादों तक की अभिक्रियाओं का समर्थन करता है, जो अधिकांश सामान्य रासायनिक अभिक्रियाओं को समायोजित करता है।

2. सांद्रता मान दर्ज करें

प्रत्येक अभिकर्ता और उत्पाद के लिए, दर्ज करें:

सांद्रता: संतुलन पर मोलर सांद्रता (mol/L में)
गुणांक: संतुलित रासायनिक समीकरण से स्टॉइचियोमेट्रिक गुणांक

सुनिश्चित करें कि सभी सांद्रता मान सकारात्मक संख्याएँ हैं। यदि नकारात्मक या शून्य मान दर्ज किए जाते हैं, तो कैलकुलेटर एक त्रुटि संदेश प्रदर्शित करेगा।

3. परिणाम देखें

जैसे ही आप मान दर्ज करते हैं, संतुलन स्थिरांक (K) स्वचालित रूप से गणना की जाती है। परिणाम "परिणाम" अनुभाग में प्रमुखता से प्रदर्शित होता है।

बहुत बड़े या बहुत छोटे K मानों के लिए, कैलकुलेटर स्पष्टता के लिए परिणाम को वैज्ञानिक नोटेशन में प्रदर्शित करता है (जैसे, 1.234 × 10^5 के बजाय 123400)।

4. परिणाम कॉपी करें (वैकल्पिक)

यदि आपको गणना किए गए K मान का कहीं और उपयोग करने की आवश्यकता है, तो परिणाम को अपने क्लिपबोर्ड पर कॉपी करने के लिए "कॉपी" बटन पर क्लिक करें।

5. आवश्यकतानुसार मान समायोजित करें

आप किसी भी इनपुट मान को संशोधित कर सकते हैं ताकि संतुलन स्थिरांक को तुरंत पुनर्गणना किया जा सके। यह सुविधा निम्नलिखित के लिए उपयोगी है:

विभिन्न अभिक्रियाओं के लिए K मानों की तुलना करना
यह विश्लेषण करना कि सांद्रता में परिवर्तन संतुलन स्थिति को कैसे प्रभावित करता है
K मानों पर स्टॉइचियोमेट्रिक गुणांकों के प्रभाव का अन्वेषण करना

व्यावहारिक उदाहरण

उदाहरण 1: सरल अभिक्रिया

अभिक्रिया के लिए: H₂ + I₂ ⇌ 2HI

दिया गया:

[H₂] = 0.2 mol/L
[I₂] = 0.1 mol/L
[HI] = 0.4 mol/L

गणना: $K = \frac{[HI]^2}{[H_2] \times [I_2]} = \frac{(0.4)^2}{0.2 \times 0.1} = \frac{0.16}{0.02} = 8.0$

उदाहरण 2: कई अभिकर्ता और उत्पाद

अभिक्रिया के लिए: 2NO₂ ⇌ N₂O₄

दिया गया:

[NO₂] = 0.04 mol/L
[N₂O₄] = 0.16 mol/L

गणना: $K = \frac{[N_2O_4]}{[NO_2]^2} = \frac{0.16}{(0.04)^2} = \frac{0.16}{0.0016} = 100$

उदाहरण 3: विभिन्न गुणांकों के साथ अभिक्रिया

अभिक्रिया के लिए: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃

दिया गया:

[N₂] = 0.1 mol/L
[H₂] = 0.2 mol/L
[NH₃] = 0.3 mol/L

गणना: $K = \frac{[NH_3]^2}{[N_2] \times [H_2]^3} = \frac{(0.3)^2}{0.1 \times (0.2)^3} = \frac{0.09}{0.1 \times 0.008} = \frac{0.09}{0.0008} = 112.5$

अनुप्रयोग और उपयोग के मामले

संतुलन स्थिरांक रसायन विज्ञान में एक शक्तिशाली उपकरण है जिसके कई अनुप्रयोग हैं:

1. अभिक्रिया दिशा का पूर्वानुमान

रसायनज्ञ संतुलन स्थिरांक (K) के साथ अभिक्रिया गुणांक (Q) की तुलना करके यह पूर्वानुमान कर सकते हैं कि अभिक्रिया उत्पादों या अभिकर्ताओं की ओर बढ़ेगी:

यदि Q < K: अभिक्रिया उत्पादों की ओर बढ़ेगी
यदि Q > K: अभिक्रिया अभिकर्ताओं की ओर बढ़ेगी
यदि Q = K: अभिक्रिया संतुलन पर है

2. अभिक्रिया स्थितियों का अनुकूलन

औद्योगिक प्रक्रियाओं जैसे कि अमोनिया उत्पादन के हैबर प्रक्रिया में, संतुलन स्थिरांकों को समझना अभिक्रिया स्थितियों को अनुकूलित करने में मदद करता है ताकि उपज अधिकतम हो सके।

3. औषधीय अनुसंधान

औषधि डिजाइनर यह समझने के लिए संतुलन स्थिरांकों का उपयोग करते हैं कि औषधियाँ रिसेप्टर्स से कैसे बंधती हैं और औषधि फॉर्मूलेशन को अनुकूलित करती हैं।

4. पर्यावरणीय रसायन विज्ञान

संतुलन स्थिरांक प्रदूषकों के प्राकृतिक प्रणालियों में व्यवहार की भविष्यवाणी करने में मदद करते हैं, जिसमें उनके जल, वायु, और मिट्टी के चरणों के बीच वितरण शामिल है।

5. जैव रासायनिक प्रणालियाँ

जैव रसायन में, संतुलन स्थिरांक एंजाइम-उपसर्ग इंटरैक्शन और चयापचय पथ की गतिशीलता का वर्णन करते हैं।

6. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान

संतुलन स्थिरांक अम्ल-क्षार टाइट्रेशन, घुलनशीलता, और जटिल गठन को समझने के लिए आवश्यक हैं।

संतुलन स्थिरांक के विकल्प

हालांकि संतुलन स्थिरांक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, कई संबंधित अवधारणाएँ रासायनिक संतुलन का विश्लेषण करने के वैकल्पिक तरीके प्रदान करती हैं:

1. गिब्स मुक्त ऊर्जा (ΔG)

K और ΔG के बीच संबंध इस प्रकार है: $\Delta G = -RT\ln K$

जहाँ:

ΔG गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन है
R गैस स्थिरांक है
T केल्विन में तापमान है
ln K संतुलन स्थिरांक का प्राकृतिक लॉगरिदम है

2. अभिक्रिया गुणांक (Q)

अभिक्रिया गुणांक K के समान रूप में होता है लेकिन असंतुलन सांद्रताओं का उपयोग करता है। यह यह निर्धारित करने में मदद करता है कि संतुलन तक पहुँचने के लिए अभिक्रिया किस दिशा में बढ़ेगी।

3. विभिन्न अभिक्रिया प्रकारों के लिए संतुलन स्थिरांक अभिव्यक्तियाँ

Kc: मोलर सांद्रताओं के आधार पर (जो हमारा कैलकुलेटर गणना करता है)
Kp: आंशिक दबावों के आधार पर (गैस-चरण अभिक्रियाओं के लिए)
Ka, Kb: अम्ल और क्षार विघटन स्थिरांक
Ksp: लवणों के घुलनशीलता उत्पाद स्थिरांक
Kf: जटिल आयनों के लिए निर्माण स्थिरांक

संतुलन स्थिरांक का ऐतिहासिक विकास

रासायनिक संतुलन और संतुलन स्थिरांक की अवधारणा पिछले दो शताब्दियों में महत्वपूर्ण रूप से विकसित हुई है:

प्रारंभिक विकास (1800 के दशक)

रासायनिक संतुलन की नींव क्लॉड लुईस बर्थोलेट द्वारा 1803 में रखी गई थी जब उन्होंने देखा कि रासायनिक अभिक्रियाएँ उलटने योग्य हो सकती हैं। उन्होंने यह नोट किया कि रासायनिक अभिक्रियाओं की दिशा केवल पदार्थों की प्रतिक्रियाशीलता पर निर्भर नहीं करती है, बल्कि उनकी मात्राओं पर भी निर्भर करती है।

द्रव्यमान क्रिया का नियम (1864)

नॉर्वेजियन वैज्ञानिक कातो मैक्सिमिलियन गुल्डबर्ग और पीटर वाग ने 1864 में द्रव्यमान क्रिया का नियम तैयार किया, जिसने रासायनिक संतुलन का गणितीय वर्णन किया। उन्होंने प्रस्तावित किया कि रासायनिक अभिक्रिया की दर अभिकर्ताओं के सांद्रताओं के गुणनफल के समानुपाती होती है, प्रत्येक को उनके स्टॉइचियोमेट्रिक गुणांकों की शक्ति में उठाया जाता है।

थर्मोडायनामिक आधार (19वीं सदी के अंत)

जे. विलार्ड गिब्स और जैकोबस हेन्स वैन 'ट हॉफ ने 19वीं सदी के अंत में रासायनिक संतुलन का थर्मोडायनामिक आधार विकसित किया। वैन 'ट हॉफ का संतुलन स्थिरांकों के तापमान पर निर्भरता पर काम (वैन 'ट हॉफ समीकरण) विशेष रूप से महत्वपूर्ण था।

आधुनिक समझ (20वीं सदी)

20वीं सदी में संतुलन स्थिरांकों को सांख्यिकी यांत्रिकी और क्वांटम यांत्रिकी के साथ एकीकृत किया गया, जिससे यह समझने में गहराई आई कि रासायनिक संतुलन क्यों मौजूद हैं और वे आणविक गुणों से कैसे संबंधित हैं।

संगणकीय दृष्टिकोण (वर्तमान दिन)

आज, संगणकीय रसायन विज्ञान पहली सिद्धांतों से संतुलन स्थिरांकों की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है, प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा को निर्धारित करने के लिए क्वांटम यांत्रिक गणनाओं का उपयोग करता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

संतुलन स्थिरांक क्या है?

संतुलन स्थिरांक (K) एक संख्यात्मक मान है जो रासायनिक संतुलन पर उत्पादों और अभिकर्ताओं के बीच संबंध को व्यक्त करता है। यह इस बात का संकेत देता है कि रासायनिक अभिक्रिया कितनी दूर तक पूर्णता की ओर बढ़ती है। एक बड़ा K मान (K > 1) इंगित करता है कि उत्पाद संतुलन पर प्राथमिकता में हैं, जबकि एक छोटा K मान (K < 1) संकेत करता है कि अभिकर्ता प्राथमिकता में हैं।

तापमान संतुलन स्थिरांक को कैसे प्रभावित करता है?

तापमान संतुलन स्थिरांक को ले शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। उष्माक्षेपी अभिक्रियाओं (जो गर्मी छोड़ती हैं) के लिए, K तापमान बढ़ने पर घटता है। उष्माग्राही अभिक्रियाओं (जो गर्मी अवशोषित करती हैं) के लिए, K तापमान बढ़ने पर बढ़ता है। यह संबंध मात्रात्मक रूप से वैन 'ट हॉफ समीकरण द्वारा वर्णित होता है।

क्या संतुलन स्थिरांकों की इकाइयाँ हो सकती हैं?

कठोर थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण में, संतुलन स्थिरांक बिना आयाम के होते हैं। हालाँकि, जब सांद्रताओं के साथ काम करते हैं, तो संतुलन स्थिरांक में इकाइयाँ दिखाई दे सकती हैं। ये इकाइयाँ तब समाप्त हो जाती हैं जब सभी सांद्रताएँ मानक इकाइयों (आम तौर पर mol/L के लिए Kc) में व्यक्त की जाती हैं और जब अभिक्रिया संतुलित होती है।

शुद्ध ठोस और तरल संतुलन स्थिरांक अभिव्यक्तियों से क्यों बाहर होते हैं?

शुद्ध ठोस और तरल संतुलन स्थिरांक अभिव्यक्तियों से बाहर होते हैं क्योंकि उनकी सांद्रता (अधिक सटीकता से, उनकी गतिविधियाँ) स्थिर रहती हैं चाहे कितनी भी मात्रा मौजूद हो। इसका कारण यह है कि शुद्ध पदार्थ की सांद्रता उसकी घनत्व और मोलर द्रव्यमान द्वारा निर्धारित होती है, जो निश्चित गुण होते हैं।

K और Kp के बीच क्या अंतर है?

Kc मोलर सांद्रताओं के आधार पर संतुलन स्थिरांक है, जबकि Kp आंशिक दबावों के आधार पर संतुलन स्थिरांक है (आम तौर पर वायुमंडल या बार में)। गैस-चरण अभिक्रियाओं के लिए, वे इस समीकरण द्वारा संबंधित होते हैं: Kp = Kc(RT)^Δn, जहाँ Δn अभिकर्ताओं से उत्पादों की संख्या में परिवर्तन है।

मैं कैसे जानूँ कि मेरा गणना किया गया K मान उचित है?

संतुलन स्थिरांक आमतौर पर बहुत छोटे (10^-50) से लेकर बहुत बड़े (10^50) के बीच होते हैं, जो अभिक्रिया पर निर्भर करते हैं। एक उचित K मान को अभिक्रिया के प्रयोगात्मक अवलोकनों के साथ संगत होना चाहिए। अच्छी तरह से अध्ययन की गई अभिक्रियाओं के लिए, आप अपने गणना किए गए मान की तुलना साहित्यिक मानों से कर सकते हैं।

क्या संतुलन स्थिरांक नकारात्मक हो सकते हैं?

नहीं, संतुलन स्थिरांक नकारात्मक नहीं हो सकते। क्योंकि K सांद्रताओं के गुणनफल के अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है, यह हमेशा सकारात्मक होना चाहिए। नकारात्मक K मौलिक थर्मोडायनामिक सिद्धांतों का उल्लंघन करेगा।

दबाव संतुलन स्थिरांक को कैसे प्रभावित करता है?

केवल संकुचित चरणों (तरल और ठोस) वाली अभिक्रियाओं के लिए, दबाव संतुलन स्थिरांक पर नगण्य प्रभाव डालता है। गैसों वाली अभिक्रियाओं के लिए, संतुलन स्थिरांक Kc (सांद्रताओं के आधार पर) दबाव परिवर्तनों से प्रभावित नहीं होता है, लेकिन संतुलन स्थिति ले शातेलिए के सिद्धांत के अनुसार बदल सकती है।

जब मैं अभिक्रिया को उलटता हूँ तो K का क्या होता है?

जब अभिक्रिया को उलटा किया जाता है, तो नया संतुलन स्थिरांक (K') मूल संतुलन स्थिरांक का व्युत्क्रम होता है: K' = 1/K। यह इस तथ्य को दर्शाता है कि जो उत्पाद थे, वे अब अभिकर्ता हैं, और इसके विपरीत।

उत्प्रेरक संतुलन स्थिरांक को कैसे प्रभावित करते हैं?

उत्प्रेरक संतुलन स्थिरांक या संतुलन स्थिति को प्रभावित नहीं करते हैं। वे केवल संतुलन तक पहुँचने की दर को बढ़ाते हैं, दोनों आगे और पीछे की अभिक्रियाओं के लिए सक्रियण ऊर्जा को समान रूप से कम करके।

कोड उदाहरण संतुलन स्थिरांक की गणना के लिए

Python

1def calculate_equilibrium_constant(reactants, products):
2    """
3    Calculate the equilibrium constant for a chemical reaction.
4    
5    Parameters:
6    reactants -- list of tuples (concentration, coefficient)
7    products -- list of tuples (concentration, coefficient)
8    
9    Returns:
10    float -- the equilibrium constant K
11    """
12    numerator = 1.0
13    denominator = 1.0
14    
15    # Calculate product of [Products]^coefficients
16    for concentration, coefficient in products:
17        numerator *= concentration ** coefficient
18    
19    # Calculate product of [Reactants]^coefficients
20    for concentration, coefficient in reactants:
21        denominator *= concentration ** coefficient
22    
23    # K = [Products]^coefficients / [Reactants]^coefficients
24    return numerator / denominator
25
26# Example: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃
27reactants = [(0.1, 1), (0.2, 3)]  # [(N₂ concentration, coefficient), (H₂ concentration, coefficient)]
28products = [(0.3, 2)]  # [(NH₃ concentration, coefficient)]
29
30K = calculate_equilibrium_constant(reactants, products)
31print(f"Equilibrium Constant (K): {K:.4f}")
32

JavaScript

1function calculateEquilibriumConstant(reactants, products) {
2  /**
3   * Calculate the equilibrium constant for a chemical reaction.
4   * 
5   * @param {Array} reactants - Array of [concentration, coefficient] pairs
6   * @param {Array} products - Array of [concentration, coefficient] pairs
7   * @return {Number} The equilibrium constant K
8   */
9  let numerator = 1.0;
10  let denominator = 1.0;
11  
12  // Calculate product of [Products]^coefficients
13  for (const [concentration, coefficient] of products) {
14    numerator *= Math.pow(concentration, coefficient);
15  }
16  
17  // Calculate product of [Reactants]^coefficients
18  for (const [concentration, coefficient] of reactants) {
19    denominator *= Math.pow(concentration, coefficient);
20  }
21  
22  // K = [Products]^coefficients / [Reactants]^coefficients
23  return numerator / denominator;
24}
25
26// Example: H₂ + I₂ ⇌ 2HI
27const reactants = [[0.2, 1], [0.1, 1]]; // [[H₂ concentration, coefficient], [I₂ concentration, coefficient]]
28const products = [[0.4, 2]]; // [[HI concentration, coefficient]]
29
30const K = calculateEquilibriumConstant(reactants, products);
31console.log(`Equilibrium Constant (K): ${K.toFixed(4)}`);
32

Excel

1' Excel VBA Function for Equilibrium Constant Calculation
2Function EquilibriumConstant(reactantConc As Range, reactantCoef As Range, productConc As Range, productCoef As Range) As Double
3    Dim numerator As Double
4    Dim denominator As Double
5    Dim i As Integer
6    
7    numerator = 1
8    denominator = 1
9    
10    ' Calculate product of [Products]^coefficients
11    For i = 1 To productConc.Count
12        numerator = numerator * (productConc(i) ^ productCoef(i))
13    Next i
14    
15    ' Calculate product of [Reactants]^coefficients
16    For i = 1 To reactantConc.Count
17        denominator = denominator * (reactantConc(i) ^ reactantCoef(i))
18    Next i
19    
20    ' K = [Products]^coefficients / [Reactants]^coefficients
21    EquilibriumConstant = numerator / denominator
22End Function
23
24' Usage in Excel:
25' =EquilibriumConstant(A1:A2, B1:B2, C1, D1)
26' Where A1:A2 contain reactant concentrations, B1:B2 contain reactant coefficients,
27' C1 contains product concentration, and D1 contains product coefficient
28

Java

1public class EquilibriumConstantCalculator {
2    /**
3     * Calculate the equilibrium constant for a chemical reaction.
4     * 
5     * @param reactants Array of [concentration, coefficient] pairs
6     * @param products Array of [concentration, coefficient] pairs
7     * @return The equilibrium constant K
8     */
9    public static double calculateEquilibriumConstant(double[][] reactants, double[][] products) {
10        double numerator = 1.0;
11        double denominator = 1.0;
12        
13        // Calculate product of [Products]^coefficients
14        for (double[] product : products) {
15            double concentration = product[0];
16            double coefficient = product[1];
17            numerator *= Math.pow(concentration, coefficient);
18        }
19        
20        // Calculate product of [Reactants]^coefficients
21        for (double[] reactant : reactants) {
22            double concentration = reactant[0];
23            double coefficient = reactant[1];
24            denominator *= Math.pow(concentration, coefficient);
25        }
26        
27        // K = [Products]^coefficients / [Reactants]^coefficients
28        return numerator / denominator;
29    }
30    
31    public static void main(String[] args) {
32        // Example: 2NO₂ ⇌ N₂O₄
33        double[][] reactants = {{0.04, 2}}; // {{NO₂ concentration, coefficient}}
34        double[][] products = {{0.16, 1}}; // {{N₂O₄ concentration, coefficient}}
35        
36        double K = calculateEquilibriumConstant(reactants, products);
37        System.out.printf("Equilibrium Constant (K): %.4f%n", K);
38    }
39}
40

C++

1#include <iostream>
2#include <vector>
3#include <cmath>
4
5/**
6 * Calculate the equilibrium constant for a chemical reaction.
7 * 
8 * @param reactants Vector of (concentration, coefficient) pairs
9 * @param products Vector of (concentration, coefficient) pairs
10 * @return The equilibrium constant K
11 */
12double calculateEquilibriumConstant(
13    const std::vector<std::pair<double, double>>& reactants,
14    const std::vector<std::pair<double, double>>& products) {
15    
16    double numerator = 1.0;
17    double denominator = 1.0;
18    
19    // Calculate product of [Products]^coefficients
20    for (const auto& product : products) {
21        double concentration = product.first;
22        double coefficient = product.second;
23        numerator *= std::pow(concentration, coefficient);
24    }
25    
26    // Calculate product of [Reactants]^coefficients
27    for (const auto& reactant : reactants) {
28        double concentration = reactant.first;
29        double coefficient = reactant.second;
30        denominator *= std::pow(concentration, coefficient);
31    }
32    
33    // K = [Products]^coefficients / [Reactants]^coefficients
34    return numerator / denominator;
35}
36
37int main() {
38    // Example: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃
39    std::vector<std::pair<double, double>> reactants = {
40        {0.1, 1}, // {N₂ concentration, coefficient}
41        {0.2, 3}  // {H₂ concentration, coefficient}
42    };
43    
44    std::vector<std::pair<double, double>> products = {
45        {0.3, 2}  // {NH₃ concentration, coefficient}
46    };
47    
48    double K = calculateEquilibriumConstant(reactants, products);
49    std::cout << "Equilibrium Constant (K): " << K << std::endl;
50    
51    return 0;
52}
53

संदर्भ

एटकिंस, पी. डब्ल्यू., & डी पाउला, जे. (2014). एटकिंस' भौतिक रसायन (10वाँ संस्करण)। ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस।
चांग, आर., & गोल्ड्सबी, के. ए. (2015). रसायन विज्ञान (12वाँ संस्करण)। मैकग्रा-हिल शिक्षा।
सिल्बरबर्ग, एम. एस., & अमाटीस, पी. (2018). रसायन विज्ञान: पदार्थ और परिवर्तन की आणविक प्रकृति (8वाँ संस्करण)। मैकग्रा-हिल शिक्षा।
लैइडलर, के. जे., & मेइज़र, जे. एच. (1982). भौतिक रसायन। बेनजामिन/कमिंग्स पब्लिशिंग कंपनी।
पेत्रुसी, आर. एच., हेरिंग, एफ. जी., मादुरा, जे. डी., & बिसोननेट, सी. (2016). सामान्य रसायन: सिद्धांत और आधुनिक अनुप्रयोग (11वाँ संस्करण)। पियर्सन।
ज़ुंडाल, एस. एस., & ज़ुंडाल, एस. ए. (2013). रसायन विज्ञान (9वाँ संस्करण)। सेंजेज लर्निंग।
गुल्डबर्ग, सी. एम., & वाग, पी. (1864). "संबंधित अध्ययन" (फॉरहैंडलिंगर आई विडेंसकाब्स-सेल्सकैबेट आई क्रिश्चियनिया)।
वैन 'ट हॉफ, जे. एच. (1884). एट्यूड्स डी डायनामिक किमिक (रासायनिक गतिशीलता का अध्ययन)।

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व्यावहारिक उदाहरण

उदाहरण 1: सरल अभिक्रिया

उदाहरण 2: कई अभिकर्ता और उत्पाद

उदाहरण 3: विभिन्न गुणांकों के साथ अभिक्रिया

अनुप्रयोग और उपयोग के मामले

1. अभिक्रिया दिशा का पूर्वानुमान

2. अभिक्रिया स्थितियों का अनुकूलन

3. औषधीय अनुसंधान

4. पर्यावरणीय रसायन विज्ञान

5. जैव रासायनिक प्रणालियाँ

6. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान

संतुलन स्थिरांक के विकल्प

1. गिब्स मुक्त ऊर्जा (ΔG)

2. अभिक्रिया गुणांक (Q)

3. विभिन्न अभिक्रिया प्रकारों के लिए संतुलन स्थिरांक अभिव्यक्तियाँ

संतुलन स्थिरांक का ऐतिहासिक विकास

प्रारंभिक विकास (1800 के दशक)

द्रव्यमान क्रिया का नियम (1864)

थर्मोडायनामिक आधार (19वीं सदी के अंत)

आधुनिक समझ (20वीं सदी)

संगणकीय दृष्टिकोण (वर्तमान दिन)

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

संतुलन स्थिरांक क्या है?

तापमान संतुलन स्थिरांक को कैसे प्रभावित करता है?

क्या संतुलन स्थिरांकों की इकाइयाँ हो सकती हैं?

शुद्ध ठोस और तरल संतुलन स्थिरांक अभिव्यक्तियों से क्यों बाहर होते हैं?

K और Kp के बीच क्या अंतर है?

मैं कैसे जानूँ कि मेरा गणना किया गया K मान उचित है?

क्या संतुलन स्थिरांक नकारात्मक हो सकते हैं?

दबाव संतुलन स्थिरांक को कैसे प्रभावित करता है?

जब मैं अभिक्रिया को उलटता हूँ तो K का क्या होता है?

उत्प्रेरक संतुलन स्थिरांक को कैसे प्रभावित करते हैं?

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