Dependence of the Rate of a Reaction MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Dependence of the Rate of a Reaction - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सिद्धांत:

आर्रेनिअस समीकरण एक सूत्र है जो अभिक्रिया दर स्थिरांक (k) की तापमान (T) और सक्रियण ऊर्जा (E_a) पर निर्भरता देता है। आर्रेनिअस समीकरण का सामान्य रूप है:

\(k = A e^{-Ea/RT}\)

जहाँ: k दर स्थिरांक है, R सार्वत्रिक गैस स्थिरांक है, और T केल्विन में तापमान है और E_a सक्रियण ऊर्जा है।

व्याख्या:

आर्रेनिअस समीकरण से शुरू करते हुए:

\(k = A e^{-Ea/RT}\)

दोनों तरफ प्राकृतिक लघुगणक (ln या Log_e) लेने पर

\( \log _{\mathrm{e}} \mathrm{k}=\log _{\mathrm{e}} \mathrm{A}-\frac{\mathrm{E}}{\mathrm{RT}}\)

लघुगणक को आधार 10 (Log₁₀) में बदलने पर

\( \log _{\mathrm{10}} \mathrm{k}=\log _{\mathrm{10}} \mathrm{~A}-\frac{\mathrm{E}}{\mathrm{2.303RT}}\)

निष्कर्ष:
वह समीकरण जो आर्रेनिअस समीकरण को दर्शाता नहीं है: k = Ae^E/RT

अवधारणा:

सक्रियण ऊर्जा (E_a) अभिगुणकों को रासायनिक अभिक्रिया में उत्पादों में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा है। यह आर्हेनियस समीकरण द्वारा वर्णित अनुसार अभिक्रिया की दर निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है:

\(k = A e^{-Ea / RT}\)

जहाँ:

• k = विशिष्ट वेग स्थिरांक
• A = पूर्व-घातीय गुणक
• E_a = सक्रियण ऊर्जा
• R = सार्वत्रिक गैस स्थिरांक
• T = परम तापमान

व्याख्या:

किसी दिए गए तापमान पर दो अभिक्रियाओं की सक्रियण ऊर्जा समान होने के लिए, कुछ स्थितियों को पूरा होना चाहिए। आर्हेनियस समीकरण इंगित करता है कि E_a प्रत्येक अभिक्रिया के लिए एक आंतरिक गुण है।

• विकल्प 1: दोनों अभिक्रियाओं के लिए विशिष्ट वेग स्थिरांक समान होना, समान सक्रियण ऊर्जा होने से जरूरी नहीं जुड़ा है क्योंकि वेग स्थिरांक पूर्व-घातीय गुणक (A) और तापमान पर भी निर्भर करता है।

• विकल्प 2: तापमान गुणांक इंगित करता है कि वेग स्थिरांक तापमान के साथ कैसे बदलता है, और समान तापमान गुणांक होने का अर्थ समान E_a मान है।

• विकल्प 3: ΔH (एन्ट्रापी परिवर्तन) समान होना E_a को निर्धारित नहीं करता है क्योंकि ΔH उत्पादों और अभिगुणकों के बीच ऊर्जा का अंतर है, न कि संक्रमण अवस्था तक पहुँचने के लिए आवश्यक ऊर्जा।

• विकल्प 4: ΔH शून्य होना अभिक्रिया के न तो ऊष्माक्षेपी और न ही ऊष्माशोषी होने का संकेत देता है, जो सक्रियण ऊर्जा से असंबंधित है।

निष्कर्ष:

सही विकल्प दोनों अभिक्रियाओं के लिए वेग स्थिरांक का तापमान गुणांक समान है।

व्याख्या:

आरेनियस समीकरण

• आरेनियस समीकरण अभिक्रिया दरों की तापमान निर्भरता का वर्णन करता है। यह इस प्रकार दिया गया है:

  k = A * e^-Ea/RT

• जहाँ:
  • k दर स्थिरांक है
  • A पूर्व-घातीय गुणांक है
  • E_a सक्रियण ऊर्जा है
  • R गैस स्थिरांक है
  • T केल्विन में तापमान है
• आरेनियस समीकरण के दोनों पक्षों का प्राकृतिक लघुगणक लेने पर, हमें प्राप्त होता है:

  ln k = ln A - (E_a/RT)

• आरेनियस समीकरण के दोनों पक्षों का सामान्य लघुगणक लेने पर, हमें प्राप्त होता है:

  log k = log A - (E_a / 2.303RT)

• विकल्प 1 सामान्य लघुगणक के रूप में आरेनियस समीकरण का एक मान्य निरूपण है।
• विकल्प 2 आरेनियस समीकरण का मानक रूप है।
• विकल्प 3 आरेनियस समीकरण का प्राकृतिक लघुगणक रूप है।
• विकल्प 4 गलत है क्योंकि इसमें सक्रियण ऊर्जा पद के लिए एक धनात्मक घातांक है, जो आरेनियस समीकरण का खंडन करता है।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 4 है।

संकल्पना:

आरेनियस समीकरण में पूर्व-चरघातांकीय गुणांक

• आरेनियस समीकरण इस प्रकार दिया गया है: k = A e^−E_a/RT, जहाँ:
  • k दर स्थिरांक है।
  • A पूर्व-चरघातांकीय गुणांक है (जिसे आवृत्ति गुणांक भी कहा जाता है)।
  • E_a सक्रियण ऊर्जा है।
  • R सार्वत्रिक गैस स्थिरांक है, और T तापमान है।
• पूर्व-चरघातांकीय, A, एक अभिक्रिया में आणविक टक्कर की आवृत्ति और अभिविन्यास कारक का प्रतिनिधित्व करता है। इसके आयाम दर स्थिरांक k के आयामों से मेल खाना चाहिए।
• चूँकि प्रथम-कोटि अभिक्रिया के लिए दर स्थिरांक, k, के आयाम s⁻¹ हैं, पूर्व-चरघातांकीय गुणांक A का भी समान आयाम होगा।
• यहां तक कि उच्च-कोटि अभिक्रियाओं के लिए, जहां दर स्थिरांक के अधिक संकुल आयाम हो सकते हैं (जैसे सांद्रता पद), पूर्व-चरघातांकीय गुणांक में समय आयाम (s⁻¹) हमेशा उपस्थित होता है।

व्याख्या:

• प्रथम-कोटि अभिक्रियाओं के लिए, A का आयाम s⁻¹ होता है। हालांकि, उच्च-कोटि अभिक्रियाओं के लिए, पूर्व-चरघातांकीय गुणांक में अभी भी समय (s⁻¹) का आयाम सांद्रता पदों के साथ शामिल होता है।
• इस प्रकार, पूर्व-चरघातांकीय गुणांक हमेशा अपने आयाम में s⁻¹ शामिल करता है, अभिक्रिया की कोटि की परवाह किए बिना।

निष्कर्ष:

सही उत्तर विकल्प 2 है: इसके आयाम में s⁻¹ आवश्यक रूप से होता है, अभिक्रिया की कोटि की परवाह किए बिना।

अवधारणा:

आर्रेनिअस समीकरण एक सूत्र है जो अभिक्रिया दर स्थिरांक (k) की तापमान (T) और सक्रियण ऊर्जा (E_a) पर निर्भरता देता है। आर्रेनिअस समीकरण का सामान्य रूप है:

\(k = A e^{-Ea/RT}\)

जहां: k दर स्थिरांक है, R सार्वत्रिक गैस स्थिरांक है, और T केल्विन में तापमान है और E_a सक्रियण ऊर्जा है।

व्याख्या:
दी गई अभिक्रिया दर आर्रेनिअस समीकरण का अनुसरण करती है:

\(k = 1.2 × 10^{10} e^{–2500/RT}\),

जहां

दोनों तरफ प्राकृतिक log(ln) लेने पर:

\(lnk=ln(1.2\times{10^{10}})-{25,00\over{RT}}\)

10 के आधार पर log में बदलने पर, समीकरण निम्न बन जाता है

\(logk=log(1.2\times{10^{10}})-{25,00\over{2.303RT}}\)

​Log k बनाम (1/T) के बीच प्लॉट

यह ढाल के साथ एक सीधी रेखा देगा: \(-{2500\over{2.303R}}\)

निष्कर्ष:
सही उत्तर \(-{2500\over{2.303R}}\) है।

संकल्पना:

आरेनियस समीकरण में पूर्व-चरघातांकीय गुणांक

• आरेनियस समीकरण इस प्रकार दिया गया है: k = A e^−E_a/RT, जहाँ:
  • k दर स्थिरांक है।
  • A पूर्व-चरघातांकीय गुणांक है (जिसे आवृत्ति गुणांक भी कहा जाता है)।
  • E_a सक्रियण ऊर्जा है।
  • R सार्वत्रिक गैस स्थिरांक है, और T तापमान है।
• पूर्व-चरघातांकीय, A, एक अभिक्रिया में आणविक टक्कर की आवृत्ति और अभिविन्यास कारक का प्रतिनिधित्व करता है। इसके आयाम दर स्थिरांक k के आयामों से मेल खाना चाहिए।
• चूँकि प्रथम-कोटि अभिक्रिया के लिए दर स्थिरांक, k, के आयाम s⁻¹ हैं, पूर्व-चरघातांकीय गुणांक A का भी समान आयाम होगा।
• यहां तक कि उच्च-कोटि अभिक्रियाओं के लिए, जहां दर स्थिरांक के अधिक संकुल आयाम हो सकते हैं (जैसे सांद्रता पद), पूर्व-चरघातांकीय गुणांक में समय आयाम (s⁻¹) हमेशा उपस्थित होता है।

व्याख्या:

• प्रथम-कोटि अभिक्रियाओं के लिए, A का आयाम s⁻¹ होता है। हालांकि, उच्च-कोटि अभिक्रियाओं के लिए, पूर्व-चरघातांकीय गुणांक में अभी भी समय (s⁻¹) का आयाम सांद्रता पदों के साथ शामिल होता है।
• इस प्रकार, पूर्व-चरघातांकीय गुणांक हमेशा अपने आयाम में s⁻¹ शामिल करता है, अभिक्रिया की कोटि की परवाह किए बिना।

निष्कर्ष:

सही उत्तर विकल्प 2 है: इसके आयाम में s⁻¹ आवश्यक रूप से होता है, अभिक्रिया की कोटि की परवाह किए बिना।

अवधारणा:

आरेनियस समीकरण किसी रासायनिक अभिक्रिया के लिए वेग स्थिरांक (k) और तापमान (T) के बीच संबंध का वर्णन करता है, और इसे इस प्रकार दिया गया है:

\(k = A e^{-Ea\over{RT}}\)

जहाँ,

• k वेग स्थिरांक है,
• A पूर्व-घातीय गुणक है,
• E_a सक्रियण ऊर्जा है,
• R सार्वत्रिक गैस स्थिरांक (2 cal.K-1mol-1) है, और
• T केल्विन में तापमान है।

व्याख्या:

आरेनियस समीकरण का उपयोग करके:

\(k = A e^{-Ea\over{RT}}\)

दोनों पक्षों का प्राकृतिक लघुगणक लेने पर, हमें प्राप्त होता है:

\(lnk = lnA - {E_a\over{RT}}\)

आधार 10 के लघुगणक के संदर्भ में:

\(logk = logA - {E_a\over{2.303RT}}\)

इस समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करने पर प्राप्त होता है:

\(logk = -{Ea \over{2.303R}}\left( \frac{1}{T} \right) \ + logA\)

रेखा के समीकरण से तुलना करने पर, जिसे इस प्रकार दिया गया है:

y = mx + c, जहाँ m रेखा का ढलान है और c अंतःखंड है।

दिए गए प्लॉट का ढलान \(-{E_a\over{2.303R}}\) है।

रेखा का अंतःखंड: log(A), जो आवृत्ति गुणक 'A' प्रदान करता है।

निष्कर्ष:

सही उत्तर सक्रियण ऊर्जा और आवृत्ति गुणक दोनों है।

अवधारणा:

आर्रेनिअस समीकरण अभिक्रिया दरों की तापमान निर्भरता का वर्णन करता है। यह इस प्रकार दिया गया है:

\(k = A e^{-Ea / RT}\),

जहां

• k वेग स्थिरांक है,
• A पूर्व-घातीय गुणांक है,
• E_a सक्रियण ऊर्जा है,
• R सार्वत्रिक गैस स्थिरांक (2 cal.K^-1mol^-1) है, और
• T केल्विन में तापमान है।

व्याख्या:

आर्रेनिअस समीकरण से शुरू करते हुए:

\(k_1 = A e^{-Ea / RT_1}\)

\(k_2 = A e^{-Ea / RT_2}\)

दो समीकरणों को सरल किया जा सकता है:

\(log{k_2\over{k_{1}}}= {E_a\over{2.303R}}\left( \frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2} \right)\)

दिया गया है:

• E_a = 9,000 cal/mol (9 kcal/mol)
• R = 2 cal.K^-1mol^-1
• T₁ = 295 K
• T₂ = 300 K

मानों को समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर:

\(log{k_2\over{k_{1}}}= {9\times1000\over{2.303\times2}}\left( \frac{1}{295}-\frac{1}{300} \right)\\log{k_2\over{k_{1}}}= {9\times1000\over{2.303\times2}}\left( \frac{300-295}{295\times300} \right)\\log{k_2\over{k_{1}}}=0.11\)

इसलिए:

\({k_2\over{k_1}} ≈ 10^{0.11} ≈ 1.289\)

k₂ = 1.289k₁

वेग स्थिरांक में वृद्धि = \({{1.289k_1}-k_{1}\over{k_1}}\times100= 28.9\%\)

निष्कर्ष:

जब तापमान 295 से 300 K तक बढ़ाया जाता है तो वेग स्थिरांक में 28.9% वृद्धि होती है। 

अवधारणा:

• अभिक्रिया वेग को समय के संबंध में अभिकारक या उत्पाद की सांद्रता में परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया गया है।
• दूसरे शब्दों में, रासायनिक अभिक्रिया के वेग को उस गति के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर अभिकारकों को उत्पादों में परिवर्तित किया जाता है।
• अभिक्रिया वेग अभिक्रिया मिश्रण की संरचना और तापमान पर निर्भर करता है।
• आरेनियस समीकरण एक अभिव्यक्ति है जो परम तापमान और A कारक के साथ वेग स्थिरांक से संबंधित है। आरेनियस समीकरण के अनुसार,​

 \(k = A{e^{ - {{{E_a}} \over {RT}}}}\), जहाँ Ea अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा है, A आवृत्ति कारक है, R सार्वत्रिक गैस नियतांक है, और T तापमान है।

• दो विभिन्न तापमान T₁ और T₂ पर, दो विभिन्न वेग स्थिरांक k₁ और k₂ हैं। फिर, रूपांतिरत आरेनियस समीकरण निम्न होगी​

​\(\ln \left( {{{{k_2}} \over {{k_1}}}} \right) = {{{E_a}} \over R}\left[ {{1 \over {{T_1}}} - {1 \over {{T_2}}}} \right] \)

स्पष्टीकरण:

• रासायनिक अभिक्रिया के लिए, आरंभिक ताप (T1) = 300 K और अंतिम तापमान (T₂) = 400 K है, तथा k2=4k1, R=8.314 J.mol-1.K-1 है​
• अब, आरेनियस समीकरण से हम निम्न प्राप्त करते हैं,

\(\ln \left( {{{4{k_1}} \over {{k_1}}}} \right) = {{{E_a}} \over {8.314}}\left[ {{1 \over {300}} - {1 \over {400}}} \right]\)

\(\ln \left( 4 \right) = {{{E_a}} \over {8.314}}\left[ {{1 \over {300}} - {1 \over {400}}} \right]\)

Ea = 8.314 × 1.39 × 1200

= 13867.75 J.mol^-1.K^-1

= 13.87 KJ.mol-1.K-1

≈ 14 KJ.mol-1.K-1

निष्कर्ष:

• अतः, kJ mol-1 में इस अभिक्रिया के लिए सक्रियण ऊर्जा 14 KJ.mol-1.K-1 के निकटतम है।​

अवधारणा:

ऊष्माशोषी अभिक्रिया - जिन रासायनिक अभिक्रियाओं में अभिकारक अणु ऊर्जा को अवशोषित करके उत्पादों में परिवर्तित करते हैं, ऊष्माशोषी अभिक्रिया कहलाती हैं।

ऊष्माशोषी अभिक्रिया में अभिकारक की ऊर्जा उत्पाद की ऊर्जा से कम होती है।

ऊष्माशोषी अभिक्रिया के लिए अभिक्रिया परिच्छेदिका -

इसलिए, ΔH ऊष्माशोषी अभिक्रिया के लिए सदैव धनात्मक होती है।

स्पष्टीकरण:

दिए गए अभिक्रिया परिच्छेदिका से हम पश्चगामी अभिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा की गणना कर सकते हैं।

दिए गए अभिक्रिया परिच्छेदिका एक ऊष्माशोषी अभिक्रिया की होती है।

इसलिए,  ΔH >0

पश्चगामी अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा = अग्र की अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा - अभिक्रिया की एन्थैल्पी

या

\(E_a (backward) = E_a(forward) -\Delta H _{reaction} \)

दिया गया है,

• E_a(forward) = 15 kcals/mol
•  ΔH = 5 kcals/mol

मान को सूत्र में रखें और हम प्राप्त करते हैं,

\(E_a (backward) =15-5 = 10\;kcals/mol \)

निष्कर्ष:

अतः पश्चगामी अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा 10 kcals/mol है।

अवधारणा:

किसी अभिक्रिया का वेग स्थिरांक (k) तापमान के साथ बढ़ता है। यह संबंध मात्रात्मक रूप से आरेनियस समीकरण द्वारा वर्णित है:

\(k = A e^{-Ea / RT}\)

जहाँ:

• k = वेग स्थिरांक
• A = पूर्व-घातीय गुणांक (सही अभिविन्यास के साथ संघट्टों की आवृत्ति)
• E_a = सक्रियण ऊर्जा
• R = सार्वत्रिक गैस नियम स्थिरांक
• T = तापमान (केल्विन में)

व्याख्या:

तापमान में थोड़ी वृद्धि के कारण वेग स्थिरांक में बड़ी वृद्धि कई कारकों से प्रभावित हो सकती है:

• उच्च तापमान पर संघट्टों की संख्या में वृद्धि
• सक्रियण ऊर्जा का उच्च मान
• अणुओं की औसत चाल में वृद्धि

हालांकि, सबसे प्रासंगिक कारक उच्च तापमान पर अणुओं की औसत चाल में वृद्धि है। उच्च तापमान अणुओं को अधिक गतिज ऊर्जा प्रदान करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अधिक बार-बार और ऊर्जावान संघट्ट होती हैं जो सक्रियण ऊर्जा बाधा को पार कर सकती हैं।

इसलिए, तापमान में थोड़ी वृद्धि के साथ वेग स्थिरांक में बड़ी वृद्धि अणुओं की औसत चाल में वृद्धि से सबसे सीधे संबंधित है।

निष्कर्ष

सही विकल्प अणुओं की औसत चाल में वृद्धि है।

अवधारणा:

उत्प्रेरक एक ऐसा पदार्थ है जो अभिक्रिया में उपभोग किए बिना रासायनिक अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है। यह सक्रियण ऊर्जा को कम करने वाले एक वैकल्पिक अभिक्रिया मार्ग प्रदान करके काम करता है।

व्याख्या:

समझने का मुख्य बिंदु एक उत्प्रेरक की भूमिका है जो अभिक्रिया की मुक्त ऊर्जा परिवर्तन \(( \Delta G )\) को प्रभावित करता है। अभिक्रिया की मुक्त ऊर्जा परिवर्तन एक ऊष्मागतिकीय गुण है जो केवल अभिक्रिया की प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं पर निर्भर करता है, न कि लिए गए मार्ग पर।

एक उत्प्रेरक अभिकारकों और उत्पादों की प्रारंभिक या अंतिम अवस्थाओं को नहीं बदलता है; यह केवल अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करता है, जिससे अभिक्रिया तेजी से आगे बढ़ती है। इसलिए, एक उत्प्रेरक अभिक्रिया की समग्र मुक्त ऊर्जा परिवर्तन को नहीं बदलता है।

निष्कर्ष:

सही कथन एक उत्प्रेरक अभिक्रिया में मुक्त ऊर्जा परिवर्तन को न तो बढ़ाता है और न ही कम करता है।

अवधारणा:

आरेनियस समीकरण एक सूत्र है जो अभिक्रिया वेग स्थिरांक (k) की तापमान (T) और सक्रियण ऊर्जा (E_a) पर निर्भरता देता है। आरेनियस समीकरण का सामान्य रूप है:

\(k = A e^{-Ea/RT}\)

जहाँ: k वेग स्थिरांक है, R सार्वत्रिक गैस स्थिरांक है, और T केल्विन में तापमान है और E_a सक्रियण ऊर्जा है।

व्याख्या:

दी गई अभिक्रिया दर आरेनियस समीकरण का पालन करती है:

\(k = 1.5 × 10^{15} e^{–25,000\over{RT}} s–1\),

जहाँ

• k वेग स्थिरांक है,
• R सार्वत्रिक गैस स्थिरांक है, और
• T केल्विन में तापमान है।

दोनों ओर प्राकृतिक लघुगणक (ln) लेने पर:

\(lnk=ln(1.5\times{10^{15}})-{25,000\over{RT}}\)

10 के आधार पर लघुगणक में बदलने पर, समीकरण बन जाता है

\(logk=log(1.5\times{10^{15}})-{25,000\over{2.303RT}}\)

​Log k बनाम (1/T) के बीच प्लॉट

• यह ढाल = \(-{25,000\over{2.303R}}\) के साथ एक सीधी रेखा देगा
• यह देखा जा सकता है कि उच्च तापमान पर वेग स्थिरांक k निम्न तापमान की तुलना में अधिक होगा।

चूँकि, एक अभिक्रिया का अर्ध-आयु एक अभिक्रिया के वेग स्थिरांक के व्युत्क्रमानुपाती होता है। उच्च तापमान पर अभिक्रिया का अर्ध-आयु काल छोटा होगा।

निष्कर्ष:

सही उत्तर है: अभिक्रिया का अर्ध-आयु काल उच्च तापमान पर छोटा होगा।

संकल्पना:

आरेनियस समीकरण में पूर्व-चरघातांकीय गुणांक

• आरेनियस समीकरण इस प्रकार दिया गया है: k = A e^−E_a/RT, जहाँ:
  • k दर स्थिरांक है।
  • A पूर्व-चरघातांकीय गुणांक है (जिसे आवृत्ति गुणांक भी कहा जाता है)।
  • E_a सक्रियण ऊर्जा है।
  • R सार्वत्रिक गैस स्थिरांक है, और T तापमान है।
• पूर्व-चरघातांकीय, A, एक अभिक्रिया में आणविक टक्कर की आवृत्ति और अभिविन्यास कारक का प्रतिनिधित्व करता है। इसके आयाम दर स्थिरांक k के आयामों से मेल खाना चाहिए।
• चूँकि प्रथम-कोटि अभिक्रिया के लिए दर स्थिरांक, k, के आयाम s⁻¹ हैं, पूर्व-चरघातांकीय गुणांक A का भी समान आयाम होगा।
• यहां तक कि उच्च-कोटि अभिक्रियाओं के लिए, जहां दर स्थिरांक के अधिक संकुल आयाम हो सकते हैं (जैसे सांद्रता पद), पूर्व-चरघातांकीय गुणांक में समय आयाम (s⁻¹) हमेशा उपस्थित होता है।

व्याख्या:

• प्रथम-कोटि अभिक्रियाओं के लिए, A का आयाम s⁻¹ होता है। हालांकि, उच्च-कोटि अभिक्रियाओं के लिए, पूर्व-चरघातांकीय गुणांक में अभी भी समय (s⁻¹) का आयाम सांद्रता पदों के साथ शामिल होता है।
• इस प्रकार, पूर्व-चरघातांकीय गुणांक हमेशा अपने आयाम में s⁻¹ शामिल करता है, अभिक्रिया की कोटि की परवाह किए बिना।

निष्कर्ष:

सही उत्तर विकल्प 2 है: इसके आयाम में s⁻¹ आवश्यक रूप से होता है, अभिक्रिया की कोटि की परवाह किए बिना।

अवधारणा:

सक्रियण ऊर्जा (E_a) अभिगुणकों को रासायनिक अभिक्रिया में उत्पादों में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा है। यह आर्हेनियस समीकरण द्वारा वर्णित अनुसार अभिक्रिया की दर निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है:

\(k = A e^{-Ea / RT}\)

जहाँ:

• k = विशिष्ट वेग स्थिरांक
• A = पूर्व-घातीय गुणक
• E_a = सक्रियण ऊर्जा
• R = सार्वत्रिक गैस स्थिरांक
• T = परम तापमान

व्याख्या:

किसी दिए गए तापमान पर दो अभिक्रियाओं की सक्रियण ऊर्जा समान होने के लिए, कुछ स्थितियों को पूरा होना चाहिए। आर्हेनियस समीकरण इंगित करता है कि E_a प्रत्येक अभिक्रिया के लिए एक आंतरिक गुण है।

• विकल्प 1: दोनों अभिक्रियाओं के लिए विशिष्ट वेग स्थिरांक समान होना, समान सक्रियण ऊर्जा होने से जरूरी नहीं जुड़ा है क्योंकि वेग स्थिरांक पूर्व-घातीय गुणक (A) और तापमान पर भी निर्भर करता है।

• विकल्प 2: तापमान गुणांक इंगित करता है कि वेग स्थिरांक तापमान के साथ कैसे बदलता है, और समान तापमान गुणांक होने का अर्थ समान E_a मान है।

• विकल्प 3: ΔH (एन्ट्रापी परिवर्तन) समान होना E_a को निर्धारित नहीं करता है क्योंकि ΔH उत्पादों और अभिगुणकों के बीच ऊर्जा का अंतर है, न कि संक्रमण अवस्था तक पहुँचने के लिए आवश्यक ऊर्जा।

• विकल्प 4: ΔH शून्य होना अभिक्रिया के न तो ऊष्माक्षेपी और न ही ऊष्माशोषी होने का संकेत देता है, जो सक्रियण ऊर्जा से असंबंधित है।

निष्कर्ष:

सही विकल्प दोनों अभिक्रियाओं के लिए वेग स्थिरांक का तापमान गुणांक समान है।