ప్రశ్నలు - జ‌వాబులు
4 మార్కుల ప్రశ్నలు :
1. రసాయన సమతాస్థితి అభిలాక్షణిక ధర్మాలను తెలపండి.
జవాబు: రసాయన సమతాస్థితి లక్షణాలు
* సమతాస్థితి ఏ దిశ నుంచైనా చేరవచ్చు.
* రసాయన సమతాస్థితి గతిక స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
* సమతాస్థితి వద్ద పురోగామి, తిరోగామి చర్యలు రెండూ జరుగుతాయి.
* పురోగామి చర్యా వేగం = తిరోగామి చర్యా వేగం
* ఉత్ప్రేరకాన్ని చేర్చడం వల్ల సమతాస్థితి స్థానం మారదు కానీ చర్య సమతాస్థితిని తొందరగా చేరుకోవడానికి దోహదపడుతుంది.
* సమతాస్థితి వద్ద రంగు, సాంద్రత, గాఢత, పీడనం ఇవన్నీ మారకుండా స్థిరంగా ఉంటాయి.
* ఉష్ణోగ్రత, పీడనాలు మారనంత వరకు సమతాస్థితి స్థానం మారదు.
2. ద్రవ్యరాశి క్రియానియమాన్ని తెలపండి.
xA + yB 
mC + nD సమతాస్థితికి Kcని రాబట్టండి
జవాబు: ద్రవ్యరాశి క్రియానియమం: ఈ నియమాన్ని గుల్డ్‌బర్గ్, వాగే ప్రతిపాదించారు. ఈ నియమం ప్రకారం ''ఒక స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద చర్య రేటు, క్రియాజనకాల క్రియాశీల ద్రవ్యరాశుల లబ్ధానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.''
xA + yB mC + nD అనే చర్యలో
పురోగామి చర్యలో: rf ∝ [A]x [B]y rf = పురోగామి చర్య వేగం
rf = Kf [A]x [B]y kf = పురోగామి చర్య రేటు స్థిరాంకం
తిరోగామి చర్యలో: rb ∝ [C]m [D]n rb = తిరోగామి చర్య వేగం
rb = Kb [C]m [D]n kb = తిరోగామి చర్య రేటు స్థిరాంకం
సమతాస్థితి వద్ద rf = rb
Kc = గాఢత సమతాస్థితి స్థిరాంకం.
3. Kc, Kp మధ్య సంబంధాన్ని రాయండి. కింది చర్యలకు ఈ సంబంధాన్ని తెలపండి.
a) N2 (వా) + 3 H2 (వా) 2 NH3 (వా)
b) 2 NOCl (వా) 2 NO (వా) + Cl2 (వా)
c) H2 (వా) + I2 2 HI (వా)
జవాబు: Kp = Kc (RT)Δn
a) Kp = Kc (RT)-2 Kp > Kc
b) Kp = Kc (RT)1 Kp< Kc
c) Kp = Kc (RT)0 Kp = Kc
4. Q , Kలను పోల్చడం వల్ల ప్రయోజనం ఏమిటి?
a) Q = K b) Q < K c) Q > K అయ్యే సందర్భాలు దేన్ని సూచిస్తాయి?
జవాబు: Q(Qc లేదా Qp )ను K (Kc లేదా Kp) తో పోల్చి చర్యా దిశను ఊహించవచ్చు.
a) Q = K అయినప్పుడు చర్య సమతాస్థితిలో ఉంటుంది.
b) Q < K అయినప్పుడు పురోగామి చర్య జరుగుతుంది
c) Q > K అయినప్పుడు తిరోగామి చర్య జరుగుతుంది.
5. లీషాట్లియర్ నియమాన్ని తెలపండి. SO3 సంశ్లేషణలో పీడనం, ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం ఏమిటి?
జవాబు: సమతాస్థితిలో ఉండే వ్యవస్థను ప్రభావితం చేసే పీడనం, ఉష్ణోగ్రత, గాఢతలను మార్పు చేస్తే ఆ మార్పును తగ్గించే లేదా రద్దు చేసే వైపు సమతాస్థితి జరుగుతుంది.
పీడన ప్రభావం: లీషాట్లియర్ నియమం ప్రకారం అధిక పీడనం పురోగామి చర్యను ప్రోత్సహిస్తుంది. కానీ ఈ విధానంలో ఉపయోగించే శిఖరాలు SO3కు ఉండే ఆమ్ల స్వభావం వల్ల తుప్పు పడతాయి. అందుకే తగిన పీడనం 1.5 నుంచి 1.7 అట్మాస్ఫియర్లను వాడతారు.
ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం: ఇది ఉష్ణమోచక చర్య కావడం వల్ల ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించాలి. కానీ తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద చర్యా రేటు తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల తగిన ఉష్ణోగ్రత 673 K ఉపయోగించి అధిక SO3 పొందవచ్చు.
8 మార్కులు
1. లీషాట్లియర్ సూత్రాన్ని వివరించి, కింది సమతాస్థితికి అనువర్తించండి.
N2 (వా) + 3 H2 (వా) 2 NH3 (వా) + ఉష్ణం
జవాబు: లీషాట్లియర్ సూత్రం: సమతాస్థితిలో ఉండే వ్యవస్థను ప్రభావితం చేసే పీడనం, ఉష్ణోగ్రత, గాఢతలను మార్పు చేస్తే సమతాస్థితి ఆ మార్పును తగ్గించే లేదా రద్దు చేసే వైపునకు జరుగుతుంది.
ఉష్ణోగ్రతా ప్రభావం:
* వ్యవస్థపై ఉష్ణోగ్రతను పెంచడం ద్వారా ఉష్ణగ్రాహక చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
* వ్యవస్థపై ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడం ద్వారా ఉష్ణమోచక చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
పీడన ప్రభావం:
* వ్యవస్థపై పీడనాన్ని పెంచితే ఘనపరిమాణం (అణువుల సంఖ్య) తగ్గే దిశలో చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
* వ్యవస్థపై పీడనాన్ని తగ్గిస్తే పెంచితే ఘనపరిమాణం (అణువుల సంఖ్య) పెరిగే దిశలో చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
గాఢత ప్రభావం:
* వ్యవస్థకు క్రియాజనకాలను కలిపి పురోగామి చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
* వ్యవస్థ నుంచి క్రియాజనకాలను తొలగించి తిరోగామి చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
* వ్యవస్థకు క్రియాజన్యాలను కలిపి తిరోగామి చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
* వ్యవస్థ నుంచి క్రియాజన్యాలను తొలగించి పురోగామి చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
1. హేబర్ పద్ధతిలో అమ్మోనియా పారిశ్రామిక సంశ్లేషణం:
N2 (వా) + 3 H2 (వా) 
2 NH3 (వా) ∆ H = - 92 కి.జౌ.
ఉష్ణోగ్రతా ప్రభావం:
ఇది ఉష్ణమోచక చర్య. లీషాట్లియర్ సూత్రం ప్రకారం ఉష్ణోగ్రతను తగ్గిస్తే పురోగామి చర్య ప్రోత్సహించబడుతుంది. కానీ, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద చర్య నెమ్మదిగా జరుగుతుంది. కనీస ఉష్ణోగ్రత (725 - 775 K) వద్ద Fe ఉత్ప్రేరకాన్ని, Mo ప్రవర్ధకాన్ని ఉపయోగించి చర్యావేగాన్ని పెంచి అధికమొత్తంలో NH3 ని పొందవచ్చు.
పీడన ప్రభావం: 1 మోల్ N2, 3 మోల్‌ల H2 తో చర్య జరిపి 2 మోల్‌ల NH3 ని ఏర్పరుస్తాయి. అధికపీడనం (200 అట్మాస్ఫియర్లు) వద్ద పురోగామి చర్యను (అంటే అణువుల సంఖ్య తగ్గే దిశలో) ప్రోత్సహించడం వల్ల NH3 అధిక మొత్తంలో ఏర్పడుతుంది.
గాఢత ప్రభావం: వ్యవస్థకు N2 ను కలిపినా, H2 ని కలిపినా, వ్యవస్థ నుంచి NH3 ని తొలగించినా అణువుల సంఖ్య తగ్గే దిశలో అంటే పురోగామి చర్యను ప్రోత్సహించడం వల్ల NH3 దిగుబడి అధికంగా వస్తుంది.
అనుకూల పరిస్థితులు:
ఉష్ణోగ్రత: కనీస ఉష్ణోగ్రత (725 - 775 K)
పీడనం: అధిక పీడనం (200 అట్మాస్ఫియర్లు)
ఉత్ప్రేరకం : చూర్ణస్థితిలో ఉన్న Fe
ప్రవర్ధకం: Mo
గాఢత: N2, H2లను 1:3 లో కలపడం లేదా NH3 ని వ్యవస్థ నుంచి తొలగించడం.
2. లీషాట్లియర్ సూత్రాన్ని వివరించి కింది సమతాస్థితికి అనువర్తించండి.
2 SO2 (వా) + O2 (వా) 2 SO3 (వా)
జవాబు: లీషాట్లియర్ సూత్రం: సమతాస్థితిలో ఉండే వ్యవస్థను ప్రభావితం చేసే పీడనం, ఉష్ణోగ్రత, గాఢతలను మార్పు చేస్తే సమతాస్థితి ఆ మార్పును తగ్గించే లేదా రద్దు చేసే వైపునకు జరుగుతుంది.
ఉష్ణోగ్రతా ప్రభావం:
¤ వ్యవస్థపై ఉష్ణోగ్రతను పెంచడం ద్వారా ఉష్ణగ్రాహక చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
¤ వ్యవస్థపై ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడం ద్వారా ఉష్ణమోచక చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
పీడన ప్రభావం:
* వ్యవస్థపై పీడనాన్ని పెంచితే ఘనపరిమాణం (అణువుల సంఖ్య) తగ్గే దిశలో చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
* వ్యవస్థపై పీడనాన్ని తగ్గిస్తే ఘనపరిమాణం (అణువుల సంఖ్య) పెరిగే దిశలో చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
గాఢత ప్రభావం:
* వ్యవస్థకు క్రియాజనకాలను కలిపి పురోగామి చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
* వ్యవస్థ నుంచి క్రియాజనకాలను తొలగించి తిరోగామి చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
* వ్యవస్థకు క్రియాజన్యాలను కలిపి తిరోగామి చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
* వ్యవస్థ నుంచి క్రియాజన్యాలను తొలగించి పురోగామి చర్యను ప్రోత్సహించవచ్చు.
(ii) స్పర్శా విధానంలో SO3 పారిశ్రామిక సంశ్లేషణం:
2 SO2 (వా) + O2 (వా) 
2 SO3 (వా ∆ H = - 189 కి.జౌ.
ఉష్ణోగ్రతా ప్రభావం: ఇది ఉష్ణమోచక చర్య. లీషాట్లియర్ సూత్రం ప్రకారం ఉష్ణోగ్రతను తగ్గిస్తే పురోగామి చర్య ప్రోత్సహించబడుతుంది. కానీ, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద చర్య నెమ్మదిగా జరుగుతుంది. కనీస ఉష్ణోగ్రత (673 K) వద్ద V2O5 ఉత్ప్రేరక సమక్షంలో చర్యావేగాన్ని పెంచి అధిక మొత్తంలో SO3 ని పొందవచ్చు.
పీడన ప్రభావం: 2 మోల్‌ల SO2 ఒక మోల్ O2 చర్య జరిపి రెండు మోల్‌ల SO3 ని ఏర్పరుస్తాయి. పీడనాన్ని పెంచితే అణువుల సంఖ్య తగ్గే దిశలో అంటే పురోగామి చర్య జరుగుతుంది. కానీ అధిక పీడనం వద్ద ఆమ్ల స్వభావం ఉండే SO3 వల్ల గోపురాలు (టవర్లు) లోహక్షయానికి గురవుతాయి. కాబట్టి, కనీస పీడనాన్ని (1.5 -1.7 అట్మాస్ఫియర్లు) మాత్రమే ఉపయోగించి అధిక SO3 ని పొందొచ్చు.
గాఢత ప్రభావం: వ్యవస్థకు SO2 ను కలిపినా, O2 ని కలిపినా, వ్యవస్థ నుంచి SO3 ని తొలగించినా, అణువుల సంఖ్య తగ్గే దిశలో అంటే పురోగామి చర్యను ప్రోత్సహించడం వల్ల SO3 అధికంగా వెలువడుతుంది.
అనుకూల పరిస్థితులు:
ఉష్ణోగ్రత: కనీస ఉష్ణోగ్రత (673 K)
పీడనం: కనీస పీడనం (1.5 - 1.7 అట్మాస్ఫియర్లు)
ఉత్ప్రేరకం: V2O5
గాఢత: SO2, O2లను కలపడం లేదా SO3 ని తొలగించడం.
గాఢత ప్రభావం: వ్యవస్థకు SO2 ను కలిపినా, O2 ని కలిపినా, వ్యవస్థ నుంచి SO3 ని తొలగించినా, అణువుల సంఖ్య తగ్గే దిశలో అంటే పురోగామి చర్యను ప్రోత్సహించడం వల్ల SO3 అధికంగా వెలువడుతుంది.
అనుకూల పరిస్థితులు:
ఉష్ణోగ్రత: కనీస ఉష్ణోగ్రత (673 K)
పీడనం: కనీస పీడనం (1.5 - 1.7 అట్మాస్ఫియర్లు)
ఉత్ప్రేరకం: V2O5
గాఢత: SO2, O2లను కలపడం లేదా SO3 ని తొలగించడం.
2 మార్కుల ప్రశ్నలు
1. సజాతీయ సమతాస్థితి అంటే ఏమిటి? ఒక ఉదాహరణ ఇవ్వండి.
జ: క్రియాజనకాలు, క్రియాజన్యాలు ఒకే ప్రావస్థలో ఉండే సమతాస్థితి.
ఉదా: N2 (వా) + 3 H2 (వా) 2 NH3 (వా)
2. విజాతీయ సమతాస్థితి అంటే ఏమిటి? ఒక ఉదాహరణ ఇవ్వండి.
జ: క్రియాజనకాలు, క్రియాజన్యాలు వేర్వేరు ప్రావస్థల్లో ఉండే సమతాస్థితి.
ఉదా: CaCO3 (ఘ) CaO (ఘ) + CO2 (వా)
3. నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద SO2 (వా) + NO2 (వా) SO3 (వా) + NO (వా) అనే చర్యకు Kc విలువ 16. ప్రారంభంలో 1 లీటరు పాత్రలో పై నాలుగు వాయువులను ఒక మోల్ చొప్పున తీసుకుంటే, సమతాస్థితి వద్ద NO, NO2 ల గాఢతలు ఎంత?
జ: SO2 (వా) + NO2 (వా) SO3 (వా) + NO (వా)
1 మోల్ 1 మోల్ 1 మోల్ 1 మోల్ (ప్రారంభ)
1 - x 1 - x 1 + x 1 + x (సమతాస్థితి)
సమతాస్థితి వద్ద NO గాఢత = 1 + x = 1 + 0.6 = 1.6 మోల్స్/ లీటరు
NO2 గాఢత = 1 - x = 1 - 0.6 = 0.4 మోల్స్/ లీటరు.
4. PCl5 (వా) PCl3 (వా) + Cl2 (వా) అనే చర్యలో ఒక లీటరు ఫ్లాస్కులో 0.4 మోల్‌ల PCl5, 0.2 మోల్‌ల PCl3, 0.6 మోల్‌ల Cl2ను తీసుకున్నారు. Kc = 0.2 అయితే చర్యా దిశను కనుక్కోండి.
జ:
Kc = 0.2 Qc > Kc కాబట్టి తిరోగామి చర్య జరుగుతుంది
