प्रतिभातरंग रसायन
पृष्ठ रसायनिक विज्ञान वह शाखा है जो पृष्ठों या संश्लेषणों पर होने वाली घटनाओं से संबंधित होती है, इस प्रकार की घटनाओं में संक्षारण, केटलाइसिस,क्रिसटलीकरण आदि शामिल होती हैं।
जोड़ना
असंतुलित आकर्षण बलों के कारण ठोस या तरल/द्रव में संयुक्त अव्यक्ति का सत्र मात्रिकों का सत्र के साथ तुलनात्मक बाधन कहा जाता है। अव्यक्ति सत्र पर संकुलित होते हैं, उसे जोड़वाने के लिए उत्पाद के सत्र कहलाता है जैसे कि।
(i) चारकोल के सत्र पर $O_2$, $H_2$, $C1_2$ गैस जुड़ते हैं।
(ii) सिलिका जेल आकाश से पानी के अवरोध को जुड़ती है। चारकोल, सिलिका जेल, निकेल, कॉपर, सिल्वर, प्लेटिन, कोलॉयड आदि कुछ जोड़क उत्पाद हैं।
जोड़ने की महत्वपूर्ण विशेषताएं
-
यह विशेष और चयनात्मक प्रकृति में होता है।
-
जोड़ना स्वेच्छा-प्रक्रिया है, इसलिए मुक्त ऊर्जा के मेंढ़वाने ($\Delta G$) में परिवर्तन नकारात्मक होता है।
$\Delta G$ = $\Delta H $– $T\Delta S$
$\Delta G$ के नकारात्मक मूल्य के लिए, जिस में अनुक्रमितता कम होती है, $\Delta H$ नकारात्मक होना चाहिए। इसलिए, जोड़ना हमेशा उत्क्षेपण होता है।
प्लैटिन के ऊपर हाइड्रोजन का जोड़ना आक्यूलीजन कहलाता है।
विसर्जन
जिस प्रक्रिया में जोड़वाने वाले पदार्थ को उस पर होने वाले आवासीय पदार्थ से हटाने की प्रक्रिया कही जाती है, वह संयुक्ति ज्ञात होती है।
जोड़ना और रत्नीकरण के बीच अंतर
| जोड़ना | रत्नीकरण | |
|---|---|---|
| 1. | इसमें मात्रिकों का बहुवितरण द्रव में और सत्र पर असमान वितरण होता है। | इसमें मात्रिकों का वितरण द्रव के लगभग समान वितरण होता है। |
| 2. | यह एक सत्र की प्राकृतिक होती है। | इसे पदार्थ के सभी भागों में होता है। |
| 3. | यह आरंभ में तेज होती है। | यह एक समानित दर पर होता है। |
संयोजन
जोड़ना और रत्नीकरण दोनों के साथ परस्पर संयुक्ति होती है, यह शब्द सामान्यतः उपयोग किया जाता है।
सकारात्मक और नकारात्मक जोड़ना
जब जोड़क पदार्थ की आवासीय द्रव में सत्र पर उससे अधिक क्रमण होती है, तो इसे सकारात्मक जोड़ना कहा जाता है।
दूसरी ओर, अगर आवासीय द्रव के संबंध में जोड़क पदार्थ की आवासीय द्रव में से कम है, तो इसे नकारात्मक जोड़ना कहा जाता है, जैसे कि, जब एक तंतु की पतली विलयन ओशनियों से हिलाई जाती है, तो यह नकारात्मक जोड़ना दिखाता है।
फिजिसोर्प्शन और केमिसोर्प्शन के बीच अंतर
| फिजिसोर्प्शन | केमिसोर्प्शन |
|---|
| 1. | यह उत्पन्न होता है जब एड्सोरेबेट मोलेक्यूल एड्सोरबेंट की सतह पर हल्के वैन देर वाल्स के कारण संचयित होते हैं। | यह उत्पन्न होता है जब एड्सोरेबेट मोलेक्यूल एड्सोरबेंट की सतह पर रासायनिक बंधों के कारण संचयित होते हैं। | | 2 | यह निम्न तापमान पर होता है। | यह उच्च तापमान पर होता है। | | 3 | एड्सोर्प्शन का गर्मी हलकी होती है और यह $20-40 \mathrm{~के \IUP{kJ}} / \mathrm{मोल}$ दरम्यान होती है। | एड्सोर्प्शन का गर्मी उच्च होती है और यह $80-240 \mathrm{~के \IUP{kJ}} / \mathrm{मोल}$ दरम्यान होती है। | | 4 | यह एक परावर्तनशील प्रक्रिया है। | यह एक अपरावर्तनशील प्रक्रिया है। | | 5. | बहुवर्ती एड्सोर्प्शन और इसके कारण, एड्सोरब्ड स्तर कई मोलेक्यूलों का मोटा होता है। | मोनोलेयर एड्सोर्प्शन। इसलिए, एड्सोर्बड स्तर केवल एकमोलेक्यूलर मोटाई में होता है। |
प्रभावित करके कारक
(क) एड्सोर्बेंट की प्रकृति - एड्सोर्बेंट पर एक ही गैस विभिन्न मापों पर विभाजित हो सकता है।
(ख) एड्सोर्बेंट का सतह क्षेत्र - सतह क्षेत्र बड़ा होने पर, संचयन की सीमा अधिक होती है।
(ग) एड्सोर्ब की प्रकृति - एड्सोर्ब का सांक्रामिक तापमान बढ़ने पर वैन देर वाल्स की आकर्षण शक्ति बढ़ती है और इसलिए, एड्सोर्प्शन भी अधिक होती है।
(घ) तापमान - एड्सोर्प्शन एक अतीतिगा प्रक्रिया है जिसमें संतुलन शामिल है:
गैस (एड्सोरेबेट) + ठोस (एड्सोरबेंट) ⇔ ठोस पर एड्सोर्ब्ड गैस + उत्पादन
ले चेटेलियर का सिद्धांत लागू करते हुए, तापमान की वृद्धि संचयन को घटाती है और उल्टे-वर्तमान में।
(ङ) दबाव - स्थिर तापमान पर दबाव के साथ एड्सोर्प्शन बढ़ती है। प्रभाव बड़ा होता है यदि तापमान को कम मान पर स्थिर रखा गया है।
(च) ठोस एड्सोर्बेंट के सक्रिय होने - सक्रिय होना यानी ठोस एड्सोर्बेंट की एड्सोर्पिंग शक्ति को बढ़ाना। इसे ठोस एड्सोर्बेंट को सबविभाजित करके या पारदर्शी भाप गुजारते हुए पहले से ही एड्सोर्ब किए गए गैसों को हटाकर किया जा सकता है।
एड्सोर्प्शन आइसोथर्म
यह निर्धारित तापमान पर स्थिर दबाव में एड्सोर्बेंट प्रति ग्राम विज्ञापित गैस की मात्रा का चित्रण है (x / m)।
फ्रैंडलिच एड्सोर्प्शन आइसोथर्म
इसने एक प्रायोगिक संबंध दिया है जो सक्रिय होने वाले ठोस एड्सोर्बेंट और विशेष तापमान पर एकीकृत ठोस एड्सोर्बेंट के मात्रा की और दबाव के बीच गैस विज्ञापित करने के पहले। इसे मस्स एड्सोर्बेंट पर गैस के मास पर निर्भर करने वाली मात्रा के संबंध के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।
(i) कम दाब पर, ग्राफ लगभग सीधी रेखा होती है जो इसका मतलब है कि x/m दाब के प्रतीकात्मक अनुपात पर सीधे निर्भर होता है। इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है: $\frac{x}{m} \propto p$ या $\frac{x}{m}= p$
(ii) उच्च दाब पर, ग्राफ लगभग स्थिर होता है जिसका मतलब है कि x/m दाब के निर्भरता से स्वतः निर्धारित होता है। इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
$\frac{x}{m} $= स्थिर या $\frac{x}{m} = p^0$
$p^0$= 1 (शून्य के सतहों को बढ़ाने का बाध्यकारी शक्ति = 1)
(iii) दबाव के मध्यम सीमा में, x/m दबाव की शक्ति पर निर्भर करेगा जो 0 और 1 के बीच होता है, अर्थात दबाव की भिन्नात्मक शक्ति। इसे निम्न रूप में व्यक्त किया जा सकता है
$\frac{x}{m} \propto p^{1 / n} ; \frac{x}{m}=k p^{1 / n}$
लंगम्युर अवशोषण ताप-समता
लंगम्युर के अनुसार, अवशोषण का गुणांक सीधे प्रतीक्षित रूप में ई के प्रतिशत के समान होता है, अर्थात सतह क्षेत्र का अंश।
$\frac{x}{m} \propto \theta = k\theta$
$$ \begin{aligned} & \theta=\frac{K_1 P}{K_2+K_1 P} \ & \theta=\frac{\left(K_1 P\right) K_2}{\left(K_2+K_1 P\right) K_2} \ & \theta=\frac{b p}{1+b p}, \text { जहां } \mathrm{b}=\frac{K_1}{K_2} \end{aligned} $$
विज्ञापित होने के लिए विज्ञापित युग्मन के माप की राशि के साथ धराए गए गैस की मात्रा $\theta$ के प्रतिशत के समान होता है। $$ \begin{aligned} \frac{x}{m} & =\theta \ \frac{x}{m} & =\mathrm{K}_3 \theta …….(iv) \end{aligned} $$
परिवर्तन शक्ति (iii) के मान परिवर्तित करने के लिए, हमको मिले $$ \frac{x}{m}=\mathrm{K}_3 \frac{b p}{1+b p} $$ $\frac{x}{m}=\frac{a p}{1+b p} \ldots$ (v), यहां $\mathrm{a}=\mathrm{K}_3 \mathrm{~b}$ निरंतर है।
इस प्रकार, समीकरण (v) आवश्यक लंगम्युर समीकरण है, और एवं बी लंगम्युर स्थिर हैं।
पारदादी
कैटलिस्ट एक रासायनिक पदार्थ है जो एक प्रतिक्रिया की दर को बिना प्रतिष्ठान किए बदल सकता है और यह प्रक्रिया कैटलिसिस के रूप में जानी जाती है
| प्रक्रिया | कैटलिस्ट |
|---|---|
| 1. $\mathrm{NH}_3$ की हेबर प्रक्रिया | धूलित $\mathrm{Fe}$ (Mo प्रोत्साहनकारी के रूप में कार्य करता है) |
| 2. नाईट्रिक अम्ल के निर्माण के लिए ओस्टवाल्ड की प्रक्रिया | Platinized asbestos |
| 3. $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ के लिए संपर्क प्रक्रिया | Platinized asbestos या $\mathrm{V}_2 \mathrm{O}_5$ |
| 4. $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ के लिए लीड चैम्बर प्रक्रिया | नाइट्रिक ऑक्साइड |
| 5. डायकन की प्रक्रिया | $\mathrm{CuCl}$ |
एक कैटलिस्ट सकारात्मक (यानी, प्रतिक्रिया की दर बढ़ाने वाला) या नकारात्मक (यानी, प्रतिक्रिया की दर को कम करने वाला) हो सकता है।
कैटलिसिस के प्रकार
(a) समकक्ष कैटलिसिस इस कैटलिसिस में, और कैटलिस्ट युक्तियाँ एक ही भौतिक अवस्था [अवस्था] में होती हैं, जेसे,
$2SO_2(g) +O_2(g) \xrightarrow {NO_2(g)} 2SO_2(g)$
(b) विषमकक्ष कैटलिसिस विषमकक्ष कैटलिसिस में, कैटलिस्ट परिसंचालित होता है जो प्रतिक्रियाकर्ता के उत्पादन के भारी के विपरीत अवस्था में मौजूद होता है, जैसे,
$2KClO_3(s) +O_2(g) \xrightarrow {MnO_2(g)} 2KCl + O_2(g)$
(c) आप्रतीक्षितकक्ष जब कैटलिसिस किसी प्रतिक्रिया के उत्पाद के रूप में कार्य करता है, तो प्रक्रिया को आप्रतीक्षितकक्ष कहते हैं।
विषमकक्ष संघटन का अवशोषण सिद्धांत
चरण इस प्रक्रिया में शामिल होते हैं:
(i) प्रतिक्रियाकर्ता की सतह पर विचरण
(ii) द्रव्यकों के जड़ पर विजित्ता अभिक्रीयांतरण।
(iii) निमलिका के जरिए कैमिकल प्रतिक्रिया की घटिका में घटित होना।
(iv) प्रतिक्रिया उत्पादों का के जड़ से विजित्ता।
(v) प्रतिक्रिया उत्पादों की जलवायु के अलग होने।
ठोस कैटलिस्टों की महत्वपूर्ण विशेषताएँ
(i) कार्यक्षमता एक कैटलिस्ट की कार्यक्षमता अधिकांश रूप से एक्सचेंज तापनामै शक्ति पर निर्भर करती है। विजित्ता सामान्य रूप से सुंदर होनी चाहिए, लेकिन इतनी मजबूत नहीं होनी चाहिए कि वे अचल हो जाएं और अन्य प्रतिक्रियाओं के लिए कोई स्थान उपलब्ध न हो।
(ii) चयन एक कैटलिस्ट की चयनता उसकी योग्यता है कि वह एक विशेष उत्पाद को प्राप्त करने की क्षमता है, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन और कार्बन मोनोक्साइड का उपयोग करके विभिन्न कैटलिस्ट का उपयोग करके, हम विभिन्न उत्पाद प्राप्त करते हैं।
आकार-चयनात्मक कैटलिसिज़म जो उत्पादक और प्रतिउत्पादक का धातु संरचना पर निर्भर करता है, उसे आकार-चयनात्मक कैटलिसिज़म कहा जाता है।
जीवमंदिर पेट्रोलियम उद्योग में उपयोग होने वाला एक महत्वपूर्ण जीओलाइट कैटलिस्ट ZSM-S है। यह एल्कोहल को सीधे गैसोलीन में परिवर्तित करता है।
एंजाइम कैटलिसिज़म
एंजाइम जीवित पौधों और जीवित जानवरों द्वारा उत्पन्न जटिल नाइट्रोजन युक्त आर्गेनिक संयंत्र हैं। वे मौलिक रूप से प्रोटीन मोलेक्यूल हैं और पानी में कोलॉइडल समाधान बनाते हैं।
उन्हें जीवरसायनिक कैटलिस्म के रूप में भी जाना जाता है।
एंजाइम कैटलिसिज़म का मेकेनिज्म
एंजाइम कैटलिसिज़म की विशेषताएं
-
उच्च कुशलता: एक एंजाइम मोलेक्यूल एक मिलियन रिअक्टेंट मोलेक्यूल को प्रति मिनट बदल सकती है।
-
अत्यंत विशेष भावना प्रत्येक एंजाइम कैटलिस्ट एक रिएक्शन से अधिक क्षेत्र नहीं कर सकते हैं।
-
श्रेष्ठ तापमान: एंजाइम कैटलिस्ट श्रेष्ठ तापमान पर अधिक प्राप्त करते हैं, अर्थात 298-310 K पर। मानव शरीर का तापमान, अर्थात 310 K प्राकृति में एंजाइम की प्रतिक्रिया में उच्च क्षेत्र होता है।
-
उच्च pH: एंजाइम कैटलिसिस्ट की रेट श्रेणी श्रेष्ठ pH सीमा 5 से 7 तक होती है।
-
सक्रियीकरण: $Na^+,Ca^{2+}, Mn^{2+}$ जैसे आयन सक्रियण में मदद करते हैं, जो अपने अपने शक्ति पर कार्य नहीं कर सकते हैं।
-
सह-एंजाइम: सह-एंजाइम अपने द्रव्यगुण जैसा होने वाले पदार्थ होते हैं और उनकी मौजूदगी एंजाइम क्रिया को बढ़ाती है। अधिकांश विटामिन योग्य घातकों के रूप में कार्य करते हैं।
-
विरोधकों का प्रभाव: विरोधक एंजाइमतिक प्रतिक्रिया की दर को धीमा करते हैं। बहुत सारी दवाओं का उपयोग उन द्रव्यों की एंजाइम विरोधन कार्रवाई पर आधारित होता है जो शरीर में होते हैं।
इलेक्ट्रोफोरेसिस
यह प्रक्रिया में कई उदाहरणों को देखा जाता है:
(i) ठोस कणों पर चार्ज की प्रकृति का तय करना।
(ii) इलेक्ट्रोकाइनेटिक धारा की प्रकटि तय करना।
(iii) जमाव
जब कोलोयडीय पर्यावरण में इलेक्ट्रोलाइट जोड़ा जाता है, तो पर्यावरण के कण विपरीत चार्जयुक्त आयनों को सुलभ करते हैं और इस प्रकार, वे शांत हो जाते हैं। इसके बाद, शांत कण नजदीक आते हैं और बड़े कण बनाने के लिए जमा होते हैं जो नीचे बैठ जाते हैं। इसलिए, गंधनिषेध को प्रकाशित किए गए अधिकतम इलेक्ट्रोलाइट के साथ कोलोयडीय पर्यावरण का निःस्वार्थ करने वाली प्रक्रिया के रूप में परिभाषित किया जाता है।
आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु
यह वह बिंदु है जहां कोलोयडीय कण चार्ज नहीं रखते हैं और न्यूनतम स्थायित्व रखते हैं।
चार्ज का वितरण
एक विद्युत पोटेंशियल अंतर को उत्पन्न करने वाला प्रभृत चार्जयुक्त परतों के सतह बीच में संपर्क में होता है, उसे वैद्युतकीय चालक पोटेंशियल या जेटा पोटेंशियल के रूप में जाना जाता है।
