เครื่องคำนวณค่าคงที่สมดุลสำหรับปฏิกิริยาเคมี

คำนวณค่าคงที่สมดุล (K) สำหรับปฏิกิริยาเคมีใด ๆ โดยการป้อนความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ เหมาะสำหรับนักเรียน นักสอน และนักวิจัยด้านเคมี

เครื่องคำนวณค่าคงที่สมดุล

สารตั้งต้น

จำนวนสารตั้งต้น

สารตั้งต้น 1

ความเข้มข้น (mol/L)

สัมประสิทธิ์

ผลิตภัณฑ์

จำนวนผลิตภัณฑ์

ผลิตภัณฑ์ 1

ความเข้มข้น (mol/L)

สัมประสิทธิ์

สูตร

[P1]

[R1]

ผลลัพธ์

ค่าคงที่สมดุล (K)

1.0000

คัดลอก

การแสดงภาพปฏิกิริยา

R1(1 mol/L)

⇌

P1(1 mol/L)

ค่าคงที่สมดุล (K): K = 1.0000

📚

เอกสารประกอบการใช้งาน

संतुलन स्थिरांक कैलकुलेटर: रासायनिक प्रतिक्रिया संतुलन निर्धारित करें

संतुलन स्थिरांकों का परिचय

संतुलन स्थिरांक (K) रसायन विज्ञान में एक मौलिक अवधारणा है जो संतुलन पर उलटने योग्य रासायनिक प्रतिक्रिया में अभिकारकों और उत्पादों के बीच संतुलन को मापता है। यह संतुलन स्थिरांक कैलकुलेटर किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए संतुलन स्थिरांक निर्धारित करने का एक सरल, सटीक तरीका प्रदान करता है जब आप संतुलन पर अभिकारकों और उत्पादों के सांद्रण को जानते हैं। चाहे आप रासायनिक संतुलन के बारे में सीख रहे छात्र हों, संतुलन सिद्धांतों को प्रदर्शित करने वाले शिक्षक हों, या प्रतिक्रिया 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 प्रतिक्रिया दरें समान होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप समय के साथ अभिकारकों और उत्पादों के सांद्रण में कोई शुद्ध परिवर्तन नहीं होता है। संतुलन स्थिरांक इस संतुलन की स्थिति का मात्रात्मक माप प्रदान करता है—एक बड़ा K मान यह दर्शाता है कि प्रतिक्रिया उत्पादों को प्राथमिकता देती है, जबकि एक छोटा K मान यह सुझाव देता है कि संतुलन पर अभिकारक प्राथमिकता प्राप्त करते हैं।

हमारा कैलकुलेटर कई अभिकारकों और उत्पादों वाली प्रतिक्रियाओं को संभालता है, जिससे आप सांद्रण मान और स्टॉइकियोमेट्रिक गुणांक दर्ज कर सकते हैं ताकि तुरंत सटीक संतुलन स्थिरांक मान प्राप्त कर सकें। परिणाम स्पष्ट, समझने में आसान प्रारूप में प्रस्तुत किए जाते हैं, जिससे जटिल संतुलन गणनाएँ सभी के लिए सुलभ होती हैं।

संतुलन स्थिरांक सूत्र को समझना

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

$K = \frac{[Products]^{coefficients}}{[Reactants]^{coefficients}}$

एक रासायनिक प्रतिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया गया है:

$aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$

जहाँ:

A, B अभिकारक हैं
C, D उत्पाद हैं
a, b, c, d स्टॉइकियोमेट्रिक 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 के मोलर सांद्रण (mol/L में) का प्रतिनिधित्व करते हैं
घातांक a, b, c, और d संतुलित रासायनिक समीकरण से स्टॉइकियोमेट्रिक गुणांक हैं

महत्वपूर्ण विचार:

इकाइयाँ: संतुलन स्थिरांक आमतौर पर यूनिटलेस होता है जब सभी सांद्रणों को mol/L (Kc के लिए) में 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 उनके सांद्रण स्थिर रहते हैं।
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।
सांद्रण सीमा: कैलकुलेटर बहुत छोटे (10^-6 mol/L) से लेकर बहुत बड़े (10^6 mol/L) सांद्रण मानों को संभालता है, जब उपयुक्त हो तो परिणामों को वैज्ञानिक संकेतन में प्रदर्शित करता है।

संतुलन स्थिरांक की गणना कैसे करें

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

अभिकारकों और उत्पादों की पहचान करें: निर्धारित करें कि संतुलित रासायनिक समीकरण में कौन सी प्रजातियाँ अभिकारक हैं और कौन सी उत्पाद हैं।
गुणांक निर्धारित करें: संतुलित समीकरण से प्रत्येक प्रजाति के लिए स्टॉइकियोमेट्रिक गुणांक की पहचान करें।
सांद्रणों को घातांक में उठाएं: प्रत्येक सांद्रण को उसके गुणांक की शक्ति में उठाएं।
उत्पाद सांद्रणों को गुणा करें: सभी उत्पाद सांद्रण शब्दों (उनके संबंधित शक्तियों में उठाए गए) को गुणा करें।
अभिकारक सांद्रणों को गुणा करें: सभी अभिकारक सांद्रण शब्दों (उनके संबंधित शक्तियों में उठाए गए) को गुणा करें।
उत्पादों को अभिकारकों से विभाजित करें: उत्पाद सांद्रणों के गुणनफल को अभिकारक सांद्रणों के गुणनफल से विभाजित करें।

उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया 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 यह दर्शाता है कि संतुलन पर अमोनिया के निर्माण की प्रतिक्रिया को मजबूती से प्राथमिकता दी जाती है।

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

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. अभिकारकों और उत्पादों की संख्या दर्ज करें

पहले, ड्रॉपडाउन मेनू का उपयोग करके अपने रासायनिक प्रतिक्रिया में अभिकारकों और उत्पादों की संख्या चुनें। कैलकुलेटर 5 अभिकारकों और 5 उत्पादों तक की प्रतिक्रियाओं का समर्थन करता है, जो अधिकांश सामान्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं को समायोजित करता है।

2. सांद्रण मान दर्ज करें

प्रत्येक अभिकारक और उत्पाद के लिए, दर्ज करें:

सांद्रण: संतुलन पर मोलर सांद्रण (mol/L में)
गुणांक: संतुलित रासायनिक समीकरण से स्टॉइकियोमेट्रिक गुणांक

सुनिश्चित करें कि सभी सांद्रण 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 स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया जाता है।

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

4. परिणाम की प्रतिलिपि (वैकल्पिक)

यदि आपको कहीं और गणना किए गए K मान का उपयोग करने की आवश्यकता है, तो परिणाम को आपके 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 तुरंत संतुलन स्थिरांक की पुनर्गणना की जा सके। यह सुविधा उपयोगी है:

विभिन्न प्रतिक्रियाओं के लिए K मानों की तुलना करने के लिए
यह विश्लेषण करने के लिए कि सांद्रण में परिवर्तन संतुलन स्थिति को कैसे प्रभावित करते हैं
K मानों पर स्टॉइकियोमेट्रिक गुणांकों के प्रभाव का अन्वेषण करने के लिए

व्यावहारिक उदाहरण

उदाहरण 1: सरल प्रतिक्रिया

प्रतिक्रिया 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 अभिकारक और उत्पाद

प्रतिक्रिया 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 वाली प्रतिक्रिया

प्रतिक्रिया 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. प्रतिक्रिया दिशा की भविष्यवाणी करना

प्रतिक्रिया गुणांक (Q) की तुलना संतुलन स्थिरांक (K) के साथ करके रसायनज्ञ यह भविष्यवाणी कर सकते हैं कि प्रतिक्रिया उत्पादों या अभिकारकों की ओर बढ़ेगी:

यदि Q < K: प्रतिक्रिया उत्पादों की ओर बढ़ेगी
यदि Q > K: प्रतिक्रिया अभिकारकों की ओर बढ़ेगी
यदि Q = K: प्रतिक्रिया संतुलन पर है

2. प्रतिक्रिया की स्थितियों का अनुकूलन

औद्योगिक प्रक्रियाओं जैसे कि अमोनिया उत्पादन के लिए हैबर प्रक्रिया में, संतुलन स्थिरांकों को समझना प्रतिक्रिया की स्थितियों को अनुकूलित करने में मदद करता है ताकि उपज को अधिकतम किया जा 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. पर्यावरण रसायन विज्ञान

संतुलन स्थिरांक यह भविष्यवाणी करने में मदद करते हैं कि प्रदूषक प्राकृतिक प्रणालियों में कैसे व्यवहार करेंगे, जिसमें पानी, हवा और मिट्टी के चरणों के बीच उनका वितरण शामिल है।

5. जैव रासायनिक प्रणालियाँ

जैव रसायन में, संतुलन स्थिरांक एंजाइम-उपसर्ग इंटरैक्शन और चयापचय पथ 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 लिए 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 लघुगणक है

2. प्रतिक्रिया गुणांक (Q)

प्रतिक्रिया गुणांक K के समान रूप में है लेकिन गैर-संतुलन सांद्रणों का उपयोग करता है। यह यह निर्धारित करने में मदद करता है कि संतुलन प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रिया किस दिशा में बढ़ेगी।

3. विभिन्न प्रतिक्रिया प्रकारों के लिए संतुलन स्थिरांक अभिव्यक्तियाँ

Kc: मोलर सांद्रणों के आधार पर (जो हमारा कैलकुलेटर गणना करता है)
Kp: आंशिक दबावों के आधार पर (गैस-चरण प्रतिक्रियाओं के लिए)
Ka, Kb: अम्ल और क्षार विघटन स्थिरांक
Ksp: लवण 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 प्रतिक्रियाएँ उलटने योग्य हो सकती हैं। उन्होंने यह नोट किया कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दिशा केवल पदार्थों की प्रतिक्रियाशीलता पर निर्भर नहीं करती, बल्कि उनकी मात्राओं पर भी निर्भर करती है।

द्रव्यमान क्रिया का नियम (1864)

नॉर्वेजियन वैज्ञानिक कैटो 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 प्रतिक्रिया की दर अभिकारकों की सांद्रणों के गुणनफल के समानुपाती होती है, प्रत्येक को उनके स्टॉइकियोमेट्रिक गुणांकों की शक्ति में उठाया जाता है।

थर्मोडायनामिक आधार (19वीं शताब्दी के अंत)

जे. विलार्ड गिब्स और जैकोबस हेनरिकस वैन 'ट हॉफ ने 19वीं शताब्दी के अंत में रासायनिक संतुलन के थर्मोडायनामिक आधार का विकास 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 शताब्दी)

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

गणनात्मक दृष्टिकोण (वर्तमान दिन)

आज, गणनात्मक रसायन संतुलन स्थिरांकों की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है, पहले सिद्धांतों से, प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा को निर्धारित करने के लिए क्वांटम यांत्रिक गणनाओं का उपयोग करके।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

संतुलन स्थिरांक क्या है?

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

तापमान संतुलन स्थिरांक को कैसे प्रभावित करता है?

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

क्या संतुलन स्थिरांकों की इकाइयाँ हो सकती हैं?

कठोर थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण से, संतुलन स्थिरांक बिना आयाम के होते हैं। हालाँकि, सांद्रणों के साथ काम करते समय, संतुलन स्थिरांक में इकाइयाँ दिखाई दे सकती हैं। ये इकाइयाँ तब समाप्त हो जाती हैं जब सभी सांद्रणों को मानक इकाइयों (आमतौर पर Kc के लिए mol/L) में व्यक्त किया जाता है और जब प्रतिक्रिया संतुलित होती है।

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

शुद्ध ठोस और तरल संतुलन स्थिरांक अभिव्यक्तियों से बाहर होते हैं क्योंकि उनके सांद्रण (अधिक सटीक रूप से, उनके गतिविधियाँ) स्थिर रहती हैं चाहे कितनी भी मात्रा हो। इसका कारण यह है कि एक शुद्ध पदार्थ का सांद्रण उसकी घनत्व और मोलर द्रव्यमान द्वारा निर्धारित होता है, जो निश्चित गुण होते हैं।

Kc और Kp के बीच क्या अंतर है?

Kc मोलर सांद्रणों 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 प्रतिक्रियाओं के लिए, वे इस समीकरण द्वारा संबंधित होते हैं: Kp = Kc(RT)^Δn, जहाँ Δn प्रतिक्रियाओं से उत्पादों की संख्या में परिवर्तन है।

मुझे कैसे पता चलेगा कि मेरा गणना किया गया K मान उचित है?

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

क्या संतुलन स्थिरांक नकारात्मक हो सकते हैं?

नहीं, संतुलन स्थिरांक नकारात्मक नहीं हो सकते। चूंकि K सांद्रणों के गुणनफल के अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है, यह हमेशा सकारात्मक होना चाहिए। एक नकारात्मक K मौलिक थर्मोडायनामिक्स के सिद्धांतों का उल्लंघन करेगा।

दबाव संतुलन स्थिरांक को कैसे प्रभावित करता है?

केवल संकुचित चरणों (तरल और ठोस) वाली प्रतिक्रियाओं के लिए, दबाव का संतुलन स्थिरांक पर नगण्य प्रभाव होता है। गैसों में शामिल प्रतिक्रियाओं के लिए, संतुलन स्थिरांक Kc (सांद्रणों के आधार पर) दबाव परिवर्तनों से प्रभावित नहीं होता है, लेकिन संतुलन स्थिति ले चाटेलियर के सिद्धांत के अनुसार बदल सकती है।

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

जब एक प्रतिक्रिया 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 अभिकारक 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 प्रतिक्रियाओं के लिए सक्रियण ऊर्जा को समान रूप से कम करके।

कोड उदाहरण संतुलन स्थिरांक की गणना के लिए

पायथन

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

जावास्क्रिप्ट

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

एक्सेल

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

जावा

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' फिजिकल केमिस्ट्री (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।
लाइडर, के. जे., & मेइज़र, जे. एच. (1982). फिजिकल केमिस्ट्री। बेंजामिन/कमिंग्स पब्लिशिंग कंपनी।
पेट्रुसी, आर. एच., हेरिंग, एफ. जी., मदुरा, जे. डी., & बिस्सोनेट, सी. (2016). जनरल केमिस्ट्री: प्रिंसिपल्स एंड मॉडर्न एप्लिकेशंस (11वाँ संस्करण)। पियर्सन।
ज़ुमडहल, एस. एस., & ज़ुमडहल, एस. ए. (2013). रसायन विज्ञान (9वाँ संस्करण)। सेंजेज लर्निंग।
गुल्डबर्ग, सी. एम., & वाग, पी. (1864). "Affinity के संबंध में अध्ययन" (फॉरहैंडलिंगर आई विदेंसकैब्स-सेल्सकैबेट आई क्रिस्टियानिया)।
वैन 'ट हॉफ, जे. एच. (1884). Études de dynamique chimique (रासायनिक गतिशीलता के अध्ययन)।

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

1. अभिकारकों और उत्पादों की संख्या दर्ज करें

2. सांद्रण मान दर्ज करें

3. परिणाम देखें

4. परिणाम की प्रतिलिपि (वैकल्पिक)

5. आवश्यकतानुसार मान समायोजित करें

व्यावहारिक उदाहरण

उदाहरण 1: सरल प्रतिक्रिया

उदाहरण 2: कई अभिकारक और उत्पाद

उदाहरण 3: विभिन्न गुणांकों वाली प्रतिक्रिया

अनुप्रयोग और उपयोग के मामले

1. प्रतिक्रिया दिशा की भविष्यवाणी करना

2. प्रतिक्रिया की स्थितियों का अनुकूलन

3. औषधीय अनुसंधान

4. पर्यावरण रसायन विज्ञान

5. जैव रासायनिक प्रणालियाँ

6. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान

संतुलन स्थिरांक के विकल्प

1. गिब्स मुक्त ऊर्जा (ΔG)

2. प्रतिक्रिया गुणांक (Q)

3. विभिन्न प्रतिक्रिया प्रकारों के लिए संतुलन स्थिरांक अभिव्यक्तियाँ

संतुलन स्थिरांक का ऐतिहासिक विकास

प्रारंभिक विकास (1800 के दशक)

द्रव्यमान क्रिया का नियम (1864)

थर्मोडायनामिक आधार (19वीं शताब्दी के अंत)

आधुनिक समझ (20वीं शताब्दी)

गणनात्मक 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?

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

Kc और Kp के बीच क्या अंतर है?

मुझे कैसे पता चलेगा 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 एक प्रतिक्रिया को उलटता हूँ तो K का क्या होता है?

उत्प्रेरक संतुलन स्थिरांक को कैसे प्रभावित करते हैं?

कोड उदाहरण संतुलन स्थिरांक की गणना के लिए

पायथन

जावास्क्रिप्ट

एक्सेल

जावा

C++

संदर्भ

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