ప్ర‌శ్న‌లు - జ‌వాబులు

 8 మార్కుల ప్రశ్నలు:      

1. రసాయన చర్యా రేటు అంటే ఏమిటి? చర్యా రేటును ప్రభావితంచేసే అంశాలను వివరించండి.
జ: ఏకాంక కాలంలో క్రియాజనకాల గాఢతలో తగ్గుదల లేదా క్రియాజన్యాల గాఢతలో పెరుగుదలను చర్యారేటు అంటారు. చర్యారేటు యూనిట్లు: మోల్స్ లీటరు^-1 సెకన్^-1.
         రేటు = 
           x P + y Q → mR + nS అనే చర్యలో రేట్ల సంబంధం

          
చర్యారేటును ప్రభావితం చేసే అంశాలు:
1. క్రియాజనకాల రసాయన స్వభావం: చర్యావేగం ప్రధానంగా క్రియాజనకాల స్వభావం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. అయానిక చర్యలు వేగంగా జరుగుతాయి.

ఉదాహరణ: ద్రావణస్థితిలో Ag⁺ అయాన్లు Cl^- అయాన్లతో కలసి తెల్లటి అవక్షేపాన్ని వెంటనే ఇస్తాయి.
          NaCl (జ. ద్రా.) + AgNO₃ (జ. ద్రా.)  →  AgCl ↓ + NaNO₃ (జ.ద్రా.) సమయోజనీయ చర్యలు నెమ్మదిగా జరుగుతాయి. ఎందుకంటే, క్రియాజనకాల అణువుల మధ్య ప్రస్తుతం ఉన్న బంధాలు విచ్ఛిత్తి చెందాలి, క్రియాజన్యాల అణువుల మధ్య కొత్త బంధాలు ఏర్పడాలి. ఇదంతా జరగడానికి సమయం తీసుకుంటుంది. హేబర్ విధానంలో NH₃  ఏర్పడటం దీనికి మంచి ఉదాహరణ.
                   N₂ (వా) + 3 H₂ (వా)      2 NH₃ (వా)
2. క్రియాజనకాల గాఢత: క్రియాజనకాల గాఢత పెరిగే కొద్దీ చర్యావేగం పెరుగుతుంది. క్రియాజనకాల గాఢత పెరిగితే, అణువుల సంఖ్య, వాటి మధ్య తాడనాల సంఖ్య కూడా పెరిగి చర్యావేగం పెరుగుతుంది. ఇదే విషయాన్ని ద్రవ్యరాశి క్రియానియమం ద్వారా గుల్డ్‌బర్గ్, వాగే తెలియజేశారు. ఈ నియమం ప్రకారం చర్యారేటు, క్రియాజనకాల మోలార్ గాఢతల లబ్ధానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
                        α  cⁿ    లేదా  

          k = రేటు స్థిరాంకం.
          c = క్రియాజనకాల గాఢత
          n = చర్యక్రమాంకం

3. ఉష్ణోగ్రత: ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే చర్యావేగం కూడా పెరుగుతుంది. అర్హీనియస్ సమీకరణం ప్రకారం ప్రతి 10ºC పెరుగుదలకు చర్యావేగం రెట్టింపు అవుతుంది.
       ఉష్ణోగ్రతా గుణకం =  
       అర్హీనియస్ సమీకరణం  

         
       A = అర్హీనియస్ పౌనఃపున్య కారణాంకం
       R = వాయు స్థిరాంకం
       Ea = ఉత్తేజిత శక్తి
       k₁, k₂ = T₁, T₂ ల వద్ద రేటు స్థిరాంకాలు.
       అణుతాడన సిద్ధాంతం ప్రకారం ఉష్ణోగ్రతను పెంచితే అణువుల మధ్య తాడనాల సంఖ్య పెరుగుతుంది. ఎక్కువ అణువులు ఉత్తేజితశక్తిని పొంది చర్యారేటును వృద్ధి చేస్తాయి.

4. ఉత్ప్రేరకం ప్రభావం: చర్యలో పాల్గొనకుండా చర్యావేగాన్ని మార్చే పదార్థాన్ని ఉత్ప్రేరకం అంటారు. ధన ఉత్ప్రేరకం చర్యామార్గాన్ని మార్చి, ఉత్తేజిత శక్తి తక్కువగా ఉండే మార్గంలో చర్యావేగాన్ని పెంచుతుంది.

ఉదా: 2 KClO₃

4 మార్కుల ప్రశ్నలు
1. చర్య 'క్రమాంకం', 'అణుత'ల మధ్య భేదాలను తెలపండి.
జ:

2. ప్రథమ చర్యారేటు స్థిరాంకం (k), అర్ధజీవితకాలం (t_1/2 ) కి మధ్య సంబంధాన్ని తెలపండి. ప్రథమ క్రమాంక చర్యారేటు స్థిరాంకం 0.693 సె^-1. అయితే దీని t_1/2 విలువ ఎంత?
జ: 

                
       = 1 సెకన్

3. ప్రథమ క్రమాంక చర్యకు సమాకలన సమీకరణాన్ని ఉత్పాదించండి.
జ: ప్రథమ క్రమాంక చర్యలు
చర్యారేటు సమీకరణంలో ''చర్యారేటు, ఘాతాంకం విలువ ఒకటి ఉండే క్రియాజనకాల గాఢతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటే ఆ చర్యను ప్రథమ క్రమాంక చర్య" అంటారు.
చర్యారేటు = k [క్రియాజనకాలు]¹
R = క్రియాజనకాలు, P = క్రియాజన్యాలు.
R  → P

రెండువైపులా సమాకలనం చేస్తే
ln R = -kt + I  → (1)
I = సమాకలన స్థిరాంకం.
t = 0 వద్ద R = [R]₀
R₀ = క్రియాజనకం ప్రారంభ గాఢత
ln [R]₀ = -k(0) + I
I = ln [R]₀  → (2)
(2)ను (1)లో ప్రతిక్షేపిస్తే

ఇక్కడ a = ప్రారంభ గాఢత
x = ఖర్చయిన క్రియాజనకం గాఢత

2 మార్కుల ప్రశ్నలు

1. కింది చర్యకు చర్యా రేటును వ్యక్తం చేయండి.
     5 Br^- (జల) + BrO₃- (జల) + 6 H⁺ (జల)  → 3 Br_² (జల) + 3 H₂O (ద్రవ)

2. సున్నా క్రమాంక చర్యలకు 2 ఉదాహరణలు ఇవ్వండి.

3.  ప్రథమ క్రమాంక చర్య 99.9% పూర్తవడానికి పట్టే కాలం 50% పూర్తవడానికి పట్టే కాలానికి 10 రెట్లుంటుందని రుజువు చేయండి.

4. అర్ధాయువు 3 గంటలు ఉండే సుక్రోజ్ వియోగ చర్య (ఆమ్ల సమక్షంలో)లో గ్లూకోజ్, ఫ్రక్టోజ్ ఏర్పడతాయి. అయితే 8 గంటల తర్వాత వియోగం చెందకుండా మిగిలి ఉండే సుక్రోజ్ భాగమెంత?

5. ప్రథమ క్రమాంకచర్య అర్ధాయువు రేటు స్థిరాంకం 5.5 × 10^-14 సె^-1. అయితే చర్య అర్ధాయువు ఎంత?

6. ప్రథమ క్రమాంక చర్యలో క్రియాజనకం గాఢత 5 నిమిషాల్లో 0.6 మోల్/ లీటర్ నుంచి 0.2 మోల్/ లీటర్‌కు తగ్గింది. చర్యా రేటు స్థిరాంకాన్ని లెక్కించండి.

7. చర్య ఉష్ణోగ్రతను 298 K నుంచి 308 K కు పెంచినప్పుడు రేటు స్థిరాంకం రెండు రెట్లయింది. చర్య ఉత్తేజిత శక్తిని లెక్కించండి.