ప్ర‌శ్న‌లు - జ‌వాబులు

4 మార్కుల ప్రశ్నలు:
 

1. రసాయన సమతాస్థితి అభిలాక్షణిక ధర్మాలను తెలపండి.
జ: 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
జ:  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:
                  r_f  [A]^x [B]^y                  r_f = పురోగామి చర్య వేగం 
                  r_f = Kf [A]^x [B]^y           k_f = పురోగామి చర్య రేటు స్థిరాంకం
తిరోగామి చర్యలో:
               r_b   [C]^m [D]ⁿ                r_b = తిరోగామి చర్య వేగం            
                r_b = K_b [C]^m [D]ⁿ        k_b = తిరోగామి చర్య రేటు స్థిరాంకం
సమతాస్థితి వద్ద r_f = r_b

            
              K_c = గాఢత సమతాస్థితి స్థిరాంకం .

8 మార్కులు

1. లీషాట్లియర్ సూత్రాన్ని వివరించి, కింది సమతాస్థితికి అనువర్తించండి. 
         N₂ (వా)    +   3 H₂ (వా)     2 NH₃ (వా)  + ఉష్ణం
జ: 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.

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)
జ: 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.