Consider a hypothetical reaction, assuming that the volume of the system remains constant.
R→P
One mole of the reactant R produces one mole of the product P. If [R]1 and [P]1 are the concentrations of R and P respectively at time t1 and [R]2 and [P]2 are their concentrations at time t2 then,
एक काल्पनिक प्रतिक्रिया पर विचार करें, मानते हैं कि प्रणाली का आयतन स्थिर रहता है।
R→P
प्रतिक्रियाशीलता का एक मोल R उत्पाद P का एक मोल उत्पन्न करता है। यदि [R]1 और [P]1 क्रमशः समय t1 पर R और P की संघटनाएं हैं और [R]2 और [P]2 उनकी संघटनाएं समय t2 पर हैं, तो,
Δt Δ[R] Δ[P]=t2−t1=[R]2−[R]1=[P]2−[P]1
The square brackets in the above expressions are used to express molar concentration.
Δt Δ[R] Δ[P]=t2−t1=[R]2−[R]1=[P]2−[P]1
उपरोक्त अभिव्यक्तियों में वर्ग कोष्ठकों का उपयोग मोलर संघटना व्यक्त करने के लिए किया जाता है।
Rate of disappearance of R = Time taken Decrease in concentration of R=−ΔtΔ[R]
Rate of appearance of P = Time taken Increase in concentration of P=+ΔtΔ[P]
Since, Δ[R] is a negative quantity (as concentration of reactants is decreasing), it is multiplied with -1 to make the rate of the reaction a positive quantity.
R की अदृश्यता की दर = लिए गया समय R की संघटना में घटाव =−ΔtΔ[R]
P की उपस्थिति की दर = लिए गया समय P की संघटना में वृद्धि =+ΔtΔ[P]
चूंकि, Δ[R] एक नकारात्मक मात्रा है (क्योंकि प्रतिक्रियाशीलताओं की संघटना घट रही है), इसे -1 से गुणा किया जाता है ताकि प्रतिक्रिया की दर एक सकारात्मक मात्रा बन जाए।
Consider a reaction
Hg(l)+Cl2(g)→HgCl2(s)
Where stoichiometric coefficients of the reactants and products are same, then rate of the reaction is given as
Rate of reaction =−ΔtΔ[Hg]=−ΔtΔ[Cl2]=ΔtΔ[HgCl2]
Rate of disappearance of any of the reactants is same as the rate of appearance of the products.
एक अभिक्रिया पर विचार करें
Hg(l)+Cl2(g)→HgCl2(s)
जहां प्रतिक्रियाओं और उत्पादों के स्टोइचियोमेट्रिक सहगुणक समान होते हैं, तब अभिक्रिया की दर निम्नलिखित रूप में दी जाती है
अभिक्रिया की दर =−ΔtΔ[Hg]=−ΔtΔ[Cl2]=ΔtΔ[HgCl2]
किसी भी प्रतिक्रियाशील पदार्थ की अदृश्यता की दर उत्पादों की उपस्थिति की दर के समान होती है।
(i) Nature of reaction
(ii) Effect of concentration
(iii) Temperature
(iv) Catalyst(A substance that increase the rate of reaction without changing its concentration.)
(i) प्रतिक्रिया का स्वरूप
(ii) संचारण का प्रभाव
(iii) तापमान
(iv) उत्प्रेरक (एक पदार्थ जो प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है बिना इसकी संचायन को बदले।)
| reaction | catalyst |
|---|---|
| Decomposition of hydrogen peroxide | concentrated sulfuric acid |
| Nitration of benzene | iron |
| Manufacture of ammonia by the Haber Process | vanadium(V) oxide, V2O5 |
| Conversion of SO2 into SO3 during the Contact Process to make sulfuric acid | nickel |
| Hydrogenation of a C=C double bond |
| प्रतिक्रिया | कैटलिस्ट |
|---|---|
| हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन | संकेंद्रित सल्फ्यूरिक अम्ल |
| बेंजीन का नाइट्रेशन | लोहा |
| Haber Process द्वारा अमोनिया का निर्माण | वनाडियम(V) ऑक्साइड, V2O5 |
| Contact Process के दौरान SO2 को SO3 में परिवर्तन करके सल्फ्यूरिक अम्ल बनाना | निकेल |
| एक C=C डबल बंध का हाइड्रोजनीकरण |
The results in Table clearly show that rate of a reaction decreases with the passage of time as the concentration of reactants decrease.
Conversely, rates generally increase when reactant concentrations increase.
So, rate of a reaction depends upon the concentration of reactants.
The representation of rate of reaction in terms of concentration of the reactants is known as Rate law.
It is also called as rate equation or rate expression.
तालिका में दिए गए परिणाम स्पष्ट रूप से दिखाते हैं कि समय के साथ प्रतिक्रियाकारियों की संचाय कम होने के कारण प्रतिक्रिया की दर कम हो जाती है।
उल्टा, प्रतिक्रियाकारियों के संचाय बढ़ने पर दरें आमतौर पर बढ़ जाती हैं।
इसलिए, प्रतिक्रिया की दर प्रतिक्रियाकारियों के संचाय पर निर्भर करती है।
प्रतिक्रिया की दर का प्रतिनिधित्व प्रतिक्रियाकारियों के संचाय के संदर्भ में दर कानून के रूप में जाना जाता है।
इसे दर समीकरण या दर अभिव्यक्ति भी कहा जाता है।
Rate law is the expression in which reaction rate is given in terms of molar concentration of reactants with each term raised to some power, which may or may not be same as the stoichiometric coefficient of the reacting species in a balanced chemical equation.
Consider a general reaction
aA+bB→cC+dD
where a,b,c and d are the stoichiometric coefficients of reactants and products.
The rate expression for this reaction is: Rate ∝[A]x[B]y
दर कानून वह अभिव्यक्ति है जिसमें प्रतिक्रिया दर अभिकारकों की दाढ़ सांद्रता के संदर्भ में दी जाती है, जिसमें प्रत्येक पद को कुछ शक्ति तक बढ़ाया जाता है, जो संतुलित रासायनिक समीकरण में प्रतिक्रियाशील प्रजातियों के स्टोइकोमेट्रिक गुणांक के समान हो भी सकता है और नहीं भी।
सामान्य प्रतिक्रिया पर विचार करें
aA+bB→cC+dD
जहां a,b,c और d अभिकारकों और उत्पादों के स्टोइकोमेट्रिक गुणांक हैं।
इस प्रतिक्रिया के लिए दर अभिव्यक्ति है: दर ∝[A]x[B]y
where exponents x and y may or may not be equal to the stoichiometric coefficients ( a and b) of the reactants.
Rate =k[A]x[B]y−dtd[R]=k[A]x[B]y
जहां घातांक x और y अभिकारकों के स्टोइकोमेट्रिक गुणांक ( a और b ) के बराबर हो भी सकते हैं और नहीं भी।
Rate =k[A]x[B]y−dtd[R]=k[A]x[B]y
Consider a reaction:
2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)
एक प्रतिक्रिया पर विचार करें:
2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)
Rate =k[NO2[O2]
Some other examples are given below:
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl Rate =k[CHCl3][Cl2]1/2
CH3COOC2H5+H2O→CH3COOH+C2H5OH Rate =k[CH3COOC2H5]1[H2O]0
कुछ अन्य उदाहरण नीचे दिये गये हैं:
1। दर =k[CHCl3][Cl2]1/2
In these reactions, the exponents of the concentration terms are not the same as their stoichiometric coefficients. Thus, we can say that:
Rate law for any reaction cannot be predicted by merely looking at the balanced chemical equation, i.e., theoretically but must be determined experimentally.
इन प्रतिक्रियाओं में, सांद्रता पदों के घातांक उनके स्टोइकोमेट्रिक गुणांक के समान नहीं होते हैं। इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि:
किसी भी प्रतिक्रिया के लिए दर कानून की भविष्यवाणी केवल संतुलित रासायनिक समीकरण को देखकर नहीं की जा सकती है, अर्थात, सैद्धांतिक रूप से, लेकिन इसे प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए।
Rate =k[A]x[B]y
दर =k[A]x[B]y
(a) Rate, r=−d[A]/dt=k0
∴ Units of k0= units of t units of [A]=smoldm−3=molddm −3s−1
(b) Rate, r=−d[A]/dt=kt[A] or ki=−[A]1×dtd[A]
∴ Units of ⋅k1=moldm−31×smoldm−3=s−1
(a) दर, r=−d[A]/dt=k0
∴ k0= की इकाइयाँ t की इकाइयाँ [A]=smoldmकीइकाइयाँ−3=molddm −3s−1
(b)
दर, r=−d[A]/dt=kt[A] या ki=−[A]1×dtd[A]
∴ की इकाइयाँ ⋅k1=moldm−31×smoldm−3=s−1
(c) (i)Rate, r=−a[A]/dt=k2[A]2 or k2=−[A]21×dtd[A]
∴ Units of k2=(moldm−3)21×smoldm−3=dm3mol−1s−1
(ii) Rate, r=−d[A]/dt=k2[A][B] or k2=−[A][B]1×dtd[A]
(c) (i)Rate, r=−a[A]/dt=k2[A]2 or k2=−[A]21×dtd[A]
∴ Units of k2=(moldm−3)21×smoldm−3=dm3mol−1s−1
(ii) Rate, r=−d[A]/dt=k2[A][B] or k2=−[A][B]1×dtd[A]
∴ Units of k2=(moldm−3)21×smoldm−3=dm3mol−1s−1
(d) Rate, r=−d[A]/dt=k3[A]3 or k3=−[A]31×dtd[A]
∴ Units of k3=(moldm−3)31×smoldm−3=dm6mol−2s−1
∴ Units of k2=(moldm−3)21×smoldm−3=dm3mol−1s−1
(d) Rate, r=−d[A]/dt=k3[A]3 or k3=−[A]31×dtd[A]
∴ की इकाइयाँ k3=(moldm−3)31×smoldm−3=dm6mol−2s−1
Suppose n is the order of reaction, then the rate law can written as
Rate = k[An]
∴ k = AnRate
∴ Unit of k = mol1−nLn−1s−1
| Order of Reaction | Unit |
|---|---|
| Zeroth Order | molL−1s−1 |
| First Order | s−1 |
| nth Order | mol1−nLn−1s−1 |
मान लीजिए n प्रतिक्रिया का क्रम है, तो दर कानून को इस प्रकार लिखा जा सकता है
दर = k[An]
∴ k = AnRate
∴ k की इकाई = mol1−nLn−1s−1
| प्रतिक्रिया का क्रम | इकाई |
|---|---|
| जीरोथ ऑर्डर | molL−1s−1 |
| पहला ऑर्डर | s−1 |
| nवें आदेश | mol1−nLn−1s−1 |
The number of reacting species (atoms, ions or molecules) taking part in an elementary reaction, which must collide simultaneously in order to bring about a chemical reaction is called molecularity of a reaction.
एक मौलिक अभिक्रिया में भाग लेने वाले प्रतिक्रियात्मक प्रजातियों (परमाणु, आयन या अणु) की संख्या, जो एक रासायनिक अभिक्रिया को लाने के लिए एक साथ टकराना चाहिए, को अभिक्रिया का अणुत्व कहा जाता है।
Elementary reaction
NH4NO2→N2+2H2O
2HI→H2+I2
2NO+O2→2NO2
मौलिक प्रतिक्रिया
NH4NO2→N2+2H2O
2HI→H2+I2
2NO+O2→2NO2
Complex Reaction
2H2O2I− Alkaline medium 2H2O+O2RDS
(1) H2O2+I−→H2O+IO−
(2) H2O2+IO−→H2O+I−+O2
जटिल प्रतिक्रिया
2H2O2I− अल्कलाईन माध्यम 2H2O+O2RDS
(1) H2O2+I−→H2O+IO−
(2) H2O2+IO−→H2O+I−+O2
Rate law for any reaction cannot be predicted by merely looking at the balanced chemical equation, i.e., theoretically but must be determined experimentally.
KClO3+6FeSO4+3H2SO4→KCl+3Fe2(SO4)3+3H2O
किसी भी प्रतिक्रिया के लिए दर नियम को केवल संतुलित रासायनिक समीकरण को देखकर, अर्थात् सैद्धांतिक रूप से नहीं अनुमानित किया जा सकता है, बल्कि इसे प्रयोगिक रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए।
KClO3+6FeSO4+3H2SO4→KCl+3Fe2(SO4)3+3H2O
This reaction which apparently seems to be of tenth order
But it is a second order reaction.
The overall rate of the reaction is controlled by the slowest step in a reaction called the rate determining step.
For example, chances to win the relay race competition by a team depend upon the slowest person in the team.
यह प्रतिक्रिया जो प्रतीत होती है दसवीं क्रम की होती है
लेकिन यह द्वितीय क्रम की प्रतिक्रिया है।
प्रतिक्रिया की समग्र दर को प्रतिक्रिया में सबसे धीमे कदम द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिसे दर निर्धारित कदम कहा जाता है।
उदाहरण के लिए, टीम द्वारा रिले रेस प्रतियोगिता जीतने के मौके टीम में सबसे धीमे व्यक्ति पर निर्भर करते हैं।
| Order of Reaction | Molecularity |
|---|---|
| Represents the sum of the exponents of the concentration terms in the rate equation | Represents the number of reactant particles involved in an elementary reaction |
| Can be determined experimentally | Can be determined theoretically |
| Can be zero, fractional, or whole number | Can only be a whole number |
| Order is applicable to elementary as well as complex reactions | Molecularity is applicable only for elementary reactions, For complex reaction molecularity has no meaning. |
| प्रतिक्रिया का आदेश | मोलक्युलरिटी |
|---|---|
| यह दर समीकरण में संघटक शब्दों के घातांकों का योग प्रतिष्ठापित करता है | यह एक मौलिक प्रतिक्रिया में शामिल प्रतिक्रियाशील कणों की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है |
| यह प्रयोगिक रूप से निर्धारित किया जा सकता है | यह सैद्धांतिक रूप से निर्धारित किया जा सकता है |
| यह शून्य, भिन्न, या पूर्ण संख्या हो सकता है | यह केवल एक पूर्ण संख्या हो सकता है |
| आदेश मौलिक और जटिल प्रतिक्रियाओं के लिए लागू होता है | मोलक्युलरिटी केवल मौलिक प्रतिक्रियाओं के लिए लागू होती है, जटिल प्रतिक्रिया के लिए मोलक्युलरिटी का कोई अर्थ नहीं है |
Consider an elementary reaction: A + B → C
Order :
Molecularity:
एक मौलिक प्रतिक्रिया पर विचार करें: A + B → C
क्रम :
अणुत्व:
Consider a complex reaction: A + B + C → D
Step 1: A+B→X (rate-determining step)
Step 2: X→D
Order:
Molecularity:
Step 1: 2
Step 2: 1
एक जटिल प्रतिक्रिया पर विचार करें: A + B + C → D
चरण 1: A+B→X (दर-निर्धारक चरण)
चरण 2: X→D
क्रम:
अणुत्व:
चरण 1: 2
चरण 2: 1
Question:
Calculate the overall order of a reaction which has the rate expression
(a) Rate =k[A]1/2[B]3/2
(b) Rate =k[A]3/2[B]−1
सवाल:
किसी प्रतिक्रिया के समग्र क्रम की गणना करें जिसमें दर अभिव्यक्ति हो
(a) Rate =k[A]1/2[B]3/2
(b) Rate =k[A]3/2[B]−1
Answer:
(a) Rate =k[A]x[B]y order =x+y
So order =1/2+3/2=2, i.e., second order
(b) order =3/2+(−1)=1/2, i.e., half order.
उत्तर:
(a)
दर =k[A]x[B]y आदेश =x+y
तो ऑर्डर =1/2+3/2=2, यानी, दूसरा ऑर्डर
(b) ऑर्डर =3/2+(−1)=1/2, यानी, आधा ऑर्डर।
Question:
Identify the reaction order from each of the following rate constants.
(i) k=2.3×10−5Lmol−1s−1
(ii) k=3×10−4s−1
सवाल:
निम्नलिखित दर स्थिरांकों में से प्रत्येक से प्रतिक्रिया क्रम को पहचानें।
(i) k=2.3×10−5Lmol−1s−1
(ii) k=3×10−4s−1
Answer:
(i) The unit of second order rate constant is Lmol−1s−1, therefore k=2.3×10−5Lmol−1s−1 represents a second order reaction.
(ii) The unit of a first order rate constant is s−1 therefore k=3×10−4s−1 represents a first order reaction.
उत्तर:
(i) दूसरे क्रम की दर स्थिरांक की इकाई Lmol−1s−1 है, इसलिए k=2.3×10−;5Lmol−1s−1 दूसरे क्रम की प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है।
(ii) प्रथम क्रम दर स्थिरांक की इकाई s−1 है इसलिए k=3×10−4s−1 एक का प्रतिनिधित्व करता है प्रथम कोटि की प्रतिक्रिया.
Question:
For a reaction, A+B→ Product; the rate law is given by, r=k[A]1/2[B]2. What is the order of the reaction?
सवाल:
एक प्रतिक्रिया के लिए, A+B→ उत्पाद; दर कानून r=k[A]1/2[B]2 द्वारा दिया गया है। प्रतिक्रिया का क्रम क्या है?
Answer :
The order of the reaction =21+2
=221 =2.5
उत्तर :
प्रतिक्रिया का क्रम =21+2
=221 और=2.5
Question:
The conversion of molecules X to Y follows second order kinetics. If concentration of X is increased to three times how will it affect the rate of formation of Y?
सवाल:
अणुओं का X से Y में रूपांतरण दूसरे क्रम की गतिकी का अनुसरण करता है। यदि X की सांद्रता को तीन गुना तक बढ़ा दिया जाए तो यह Y के निर्माण की दर को कैसे प्रभावित करेगा?
Answer :
The reaction X→Y follows second order kinetics. Therefore, the rate equation for this reaction will be: Rate =k[X]2(1)
Let [X]=a mol L−1, then equation (1) can be written as: Rate 1=k.(a)2 =ka2
उत्तर :
प्रतिक्रिया X→Y दूसरे क्रम की गतिकी का अनुसरण करती है। इसलिए, इस प्रतिक्रिया के लिए दर समीकरण होगा: दर =k[X]2(1)
मान लीजिए [X]=a mol L−1, तो समीकरण (1) को इस प्रकार लिखा जा सकता है: दर 1=k.(a)2 =ka2
If the concentration of X is increased to three times, then [X]=3amolL−1
Now, the rate equation will be:
Rate =k(3a)2 =9(ka2)
Hence, the rate of formation will increase by 9 times.
यदि X की सांद्रता तीन गुना तक बढ़ा दी जाए, तो [X]=3amolL−1
अब, दर समीकरण होगा:
दर =k(3a)2 =9(ka2)
अत: गठन की दर 9 गुना बढ़ जाएगी।
