Chapter 1 – रासायनिक अभिक्रियाएँ एवं समीकरण

रासायनिक अभिक्रियाएँ एवं समीकरण

हमारे दैनिक जीवन में प्रत्येक क्षण कुछ-न-कुछ परिवर्तन होते रहते हैं। उदाहरण के लिए, दूध से दही बनना या दूध का फटना, चावल से भात का बनना, हमारे शरीर में भोजन का पचना आदि। ये ऐसे परिवर्तन हैं जिनमें मूल पदार्थ अपने गुण एवं पहचान खो देते हैं। मूल पदार्थ में रासायनिक अभिक्रिया के फलस्‍वरूप रासायनिक परिवर्तन होता है।

रासायनिक अभिक्रिया– जब कोई पदार्थ अकेले ही या किसी अन्य पदार्थ से क्रिया करके भिन्न गुण वाले एक या अधिक नए पदार्थों का निर्माण करता है, तब वह प्रक्रिया रासायनिक अभिक्रिया कहलाती है।

अभिकारक– जो पदार्थ रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेकर नए पदार्थ बनाते हैं उन्हें अभिकारक कहते हैं।

प्रतिफल– रासायनिक अभिक्रिया के फलस्वरूप बने नए पदार्थ को प्रतिफल कहते हैं।

H₂ + Cl₂ → 2HCl

रासायनि‍क समीकरण– किसी रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेनेवाले पदार्थों के संकेतों एवं सूत्रों की सहायता से उस अभिक्रिया का संक्षिप्त निरूपण रासायनिक समीकरण कहलाता है। जैसे- हाइड्रोजन और क्लोरिन के मिश्रण को सूर्य के प्रकाश में रखने पर हाइड्रोजन क्लोराइड बनता है। इस अभिक्रिया को रासायनिक समीकरण के द्वारा निम्नांकित प्रकार से निरूपित किया जाता है।

H₂ + Cl₂ → 2HCl

संतुलित रासायनिक समीकरण– संतुलित रासायनिक समीकरण वह है जिसमें समीकरण के दोनों ओर प्रत्येक तत्त्व के परमाणुओं की संख्या समान होती है।

H₂ + Cl₂ → 2HCl

उपर्युक्त समीकरण के दोनों ओर हाइड्रोजन और क्लोरिन के परमाणुओं की संख्याएँ समान हैं, अतः यह समीकरण संतुलित है।

असंतुलित रासायनिक समीकरण– असंतुलित रासायनिक समीकरण वह है जिसमें समीकरण के दोनों ओर तत्त्वों के परमाणुओं की संख्याएँ समान नहीं होती हैं।

H₂ + O₂ → H₂O

संयोजन या संश्लेषण अभिक्रिया– संयोजन या संश्लेषण अभिक्रिया वह है जिसमें दो या अधिक पदार्थ (तत्त्व या यौगिक) परस्पर संयोग करके एक नए पदार्थ का निर्माण करते है। नए पदार्थ के गुण मूल पदार्थ के गुण से बिल्कुल भिन्न होते हैं।

C + O₂ → CO₂

2Mg + O₂ → 2MgO

वियोजन या अपघटन अभिक्रिया– वियोजन या अपघटन अभिक्रिया वह अभिक्रिया है, जिसमें किसी यौगिक के बड़े अणु के टुटने से दो या अधिक सरल यौगिक बनते हैं जिनके गुण मूल यौगिक के गुण से बिलकुल भिन्न होते हैं।

CaCO₃ → CaO + CO₂

विस्थापन अभिक्रिया– वह अभिक्रिया जिसमें किसी यौगिक में उपस्थित किसी परमाणु या परमाणुओं के समुह को किसी दूसरे परमाणु द्वारा विस्थापित किया जाता है, विस्थापन अभिक्रिया कहलाती है।

Fe(s) + CuSO4(aq) → FeSO4(aq) + Cu(s)

द्विविस्थापन अभिक्रियाएँ– वे अभिक्रियाएँ जिनमें अभिकारकों के बीच आयनों का आदान-प्रदान होता है उन्हें द्विविस्थापन अभिक्रियाएँ कहते है।

Na2SO4(aq) + BaCl2(aq)→BaSO4(s) + 2NaCl(aq)

अभिक्रिया के समय जब किसी पदार्थ में ऑक्सीजन की वृद्धि होती है तो कहते हैं कि उसका उपचयन हुआ है। तथा जब अभिक्रिया में किसी पदार्थ में ऑक्सीजन का ह्रास होता है तो कहते हैं कि उसका अपचयन हुआ है।

MnO2 + 4HCl→MnCl2 + 2H2O + Cl

जब कोई धातु अपने आसपास अम्ल, आर्द्रता आदि के संपर्क में आती है तब ये संक्षारित होती हैं और इस प्रक्रिया को संक्षारण कहते हैं।

महत्‍वपूर्ण तथ्‍य—

• किसी अभिक्रिया में हाइड्रोजन ह्रास या ऑक्सीजन की वृद्ध‍ि होती है तो इसे उपचयन अभिक्रिया कहा जाता है।
• Ca + O₂ → 2CaO
• ग्लूकोस में 6 कार्बन परमाणु, 12 हाइड्रोजन परमाणु और 6 ऑक्सिजन परमाणु होते हैं। अतः ग्लूकोस का रासायनिक सुत्र C6H12O6 होगा।
• जब कोई रासायनिक अभिक्रिया होती है तो इसमें भाग लेने वाले पदार्थ अभिकारक कहलाते हैं।
• श्‍वसन उष्माक्षेपी रासायनिक अभिक्रिया है।
• साग-सब्जियों के विघटित होकर कमपोस्ट बनने में काफी ऊष्मा उत्सर्जित होती है। अतः यह उष्माक्षेपी अभिक्रिया है।
• Na2So4 (aq.) + BaCl2 (aq) → BaSo4 (S) + 2NaCl (aq.)
• इस रासायनिक अभिक्रिया में BaSo4 का श्वेत अवक्षेप बनता है अतः इस अभिक्रिया को अवक्षेप अभिक्रिया कही जाती है।
• CaCO₃ → CaO+ CO₂
• यह अभिक्रिया अपघटन अथवा वियोजन अभिक्रिया है। संगमरमर का रासायनिक सूत्र CaCO₃ है।

रासायनिक अभिक्रियाएँ एवं समीकरण विषयनिष्‍ठ प्रश्‍नोत्तर

प्रश्‍न 1. वायु में जलाने से पहले  मैग्‍नीशियम रिबन को साफ क्‍यों किया जाता है ?
उत्तर – मैग्‍नीशियम रिबन को रेगमाल से रगड़कर साफ कर देने से मैग्‍नीशियम रिबन वायु में तीव्र गति‍ से जलता हैा

प्रश्‍न 2. निम्‍नलि‍खित रासायनिक अभिक्रियाओं के लिए संतुलित समीकरण लिखिए :
(i) हाइड्रोजन + क्‍लोरीन → हाइड्रोजन क्‍लोराइड
(ii) बेरियम क्‍लोराइड + ऐलुमीनियम सल्‍फेट → बेरियम सल्‍फेट + एलमुनियम क्‍लोराइड
(iii) सोडियम + जल → सोडियम हाइड्रॅाक्‍साइड + हाइड्रोजन

उत्तर :

प्रश्‍न 3. किसी पदार्थ  ‘x’ क विलियन का उपयोग सफेदी करने के लिए होता है।
(i) पदार्थ ‘x’ का नाम तथा इसका सूत्र लिखिए।
(ii) ऊपर (i) में लिखे पदार्थ ‘x’ की जल के साथ अभिक्रिया लिखिए।

उत्तर : (i) पदार्थ ‘X’ का नाम कैल्सियम ऑक्साइड तथा इसका सूत्र CaO है।

(ii)     CaO (s)          +        H₂O (l)      →      Ca(OH)₂

प्रश्‍न 4. जब लोहे की कील को कॉपर सल्फेट के विलयन में डुबोया जाता है तो विलयन का रंग क्यों बदल जाता है ?
उत्तर—चूँकि इस अभिक्रिया में आयरन, कॉपर की अपेक्षा अधिक क्रियाशील तत्व है। इस कारण वे कॉपर को उसके यौगिक से विस्थापित कर देते हैं। इसलिए लोहे की कील का रंग भूरा हो जाता है और कॉपर सल्फेट के विलयन का नीला रंग हल्का हो जाता है।

प्रश्‍न 5. द्विविस्थापन अभिक्रिया का एक उदाहरण दीजिए।
उत्तर—जब सिल्वर नाइट्रेट के विलयन में सोडियम क्लोराइड का विलयन डाला जाता है तो सिल्वर क्लोराइड का उजला अवक्षेप बनता है।

NaCl + AgNO₃     →    AgCI ↓ + NaNO₃

प्रश्‍न 6. निम्नलिखित अभिक्रियाओं में उपचयित तथा अपचयित पदार्थों की पहचान कीजिए :
(i) 4Na (s) +  (g) → 2 Na₂O (s)
(ii) CuO (s) + H₂ (g) → Cu (s) + H₂O (l)

उत्तर—(i) अभिक्रिया (i) में, Na से Na₂O में बदल रहा है, इसलिए Na उपचयित होकर Na₂O बनता है और O₂ अपचयित होता है।
अर्थात, उपचयित होने वाला पदार्थ सोडियम (Na) तथा अपचयित होने वाला पदार्थ ऑक्सीजन (O₂) है।
(ii) अभिक्रिया (ii) में, CuO अपचयित होकर Cu बनाता है, क्योंकि CuO से ऑक्सीजन का ह्रास हो रहा है। H₂ उपचयित होकर H₂O में बदल जाता है, क्योंकि यहाँ O₂ की वृद्धि हो रही है।
अर्थात, उपचयित होने वाला पदार्थ हाइड्रोजन (H₂) तथा अपचयित होने वाला पदार्थ कॉपर ऑक्साइड (CuO) है।

प्रश्‍न 7. अपचयन अभिक्रिया किसे कहते हैं? 
उत्तर—जब किसी अभिक्रिया में किसी पदार्थ में ऑक्सीजन का ह्रास या हाइड्रोजन का योग होता है उसे अपचयन या अवकरण अभिक्रिया कहते हैं।
2H₂ + O₂ → 2H₂O
H₂ + Cl₂ → 2HCl
CuO (s) + H₂ (g) → Cu (s) + H₂O (l)

प्रश्‍न 8. उपचयन अभिक्रिया किसे कहते हैं? 
उत्तर—जब किसी अभिक्रिया में किसी पदार्थ में ऑक्सीजन का योग या हाइड्रोजन का ह्रास होता है उसे उपचयन या ऑक्‍सीकरण अभिक्रिया कहते हैं।
C + O₂ → CO₂
S + O₂ → SO₂

प्रश्‍न 9. नीचे दी गयी अभिक्रिया के संबंध में कौन-सा कथन असत्य है ?
2PbO (s) + C (s) → 2 Pb (s) + CO₂ (g)

(a) सीसा अपचयित हो रहा है।
(b) कार्बन डाइऑक्साइड उपचयित हो रहा है।
(c) कार्बन उपचयित हो रहा है।
(d) लेड ऑक्साइड अपचयित हो रहा है।

(i) (a) एवं (b)                
(ii) (a) एवं (c)
(iii) (a), (b) एवं (c)      
(d) सभी

उत्तर—(i) (a) एवं (b)

प्रश्‍न 10. Fe₂O₃ + 2Al₂O3 + 2Fe 
ऊपर दी गयी अभिक्रिया किस प्रकार की है ? 

(a) संयोजन अभिक्रिया            
(b) द्विविस्थापन अभिक्रियां
(c) वियोजन अभिक्रिया           
(d) विस्थापन अभिक्रिया

उत्तर—(d) विस्थापन

प्रश्‍न 11. लौह-चूर्ण पर तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल डालने से क्या होता है ? सही उत्तर पर निशान लगाइए।

(a) हाइड्रोजन गैस एवं आयरन क्लोराइड बनता है।
(b) क्लोरीन गैस एवं आयरन हाइड्रॉक्साइड बनता है।
(c) कोई अभिक्रिया नहीं होती है।
(d) आयरन लवण एवं जल बनता है।

उत्तर—(a) हाइड्रोजन गैस एवं आयरन क्लोराइड बनता है।

प्रश्‍न 12. संतुलित रासायनिक समीकरण क्या है ? रासायनिक समीकरण को संतुलित करना क्यों आवश्यक है ?
उत्तर – जिस समीकरण में भिन्न-भिन्न तत्वों के परमाणुओं की संख्या दोनों तरफ समान हो, उसे उस रासायनिक समीकरण को संतुलित रासायनिक समीकरण कहा जाता है। इसे संतुलित करना इसलिए आवश्यक है, क्योंकि उससे समीकरण की वास्तविक जानकारी प्राप्त होती है और साथ ही अभिकारकों तथा उत्पादों की वास्तविक संख्या की भी जानकारी प्राप्त हो जाती है।

प्रश्‍न 13. निम्न रासायनिक समीकरणों को संतुलित कीजिए :
(a) HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂+ H₂O
(b) NaOH + H₂SO₄→ Na₂SO₄ + H₂O
(c) NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃
(d) BaCl₂ + H₂SO₄→ BaSO₄ + HCl
उत्तर:
(a) 2HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂+ 2H₂O
(b) 2NaOH + H₂SOA → Na₂SO₄+ 2H₂O
(c) NaCl + AgNO₃→ AgCl+ NaNO₃ (यह पहले से ही संतुलित है)
(d) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl

प्रश्‍न 14. निम्न अभिक्रियाओं के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण लिखिए :
(a) कैल्शियम हाइड्रोक्साइड + कार्बन डाइऑक्साइड कैल्शियम कार्बोनेट + जल
(b) जिंक + सिल्वर नाइट्रेट  →  जिंक नाइट्रेट + सिल्वर
(c) ऐलुमिनियम + कॉपर क्लोराइड → ऐलुमिनियम क्लोराइड + कॉपर
(d) बेरियम क्लोराइड + पोटैशियम सल्फ़ेट → बेरियम सल्फेट + पोटैशियम क्लोराइड

उत्तर : (a) Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O
(b) Zn + 2AgNO₃ → Zn (NO₃)₂ + 2Ag
(c) 2Al + 3Cucl₂ → 2AlCl₃ + 3Cu
(d) BaCl₂ +K₂SO₄ → BaSO₄ + 2KCl

प्रश्‍न 15. निम्न अभिक्रियाओं के लिए संतुलित रासायनिक समीकरण लिखिए एवं प्रत्येक अभिक्रिया का प्रकार बताइए :
(a) पोटैशियम ब्रोमाइड (aq) + बेरियम आयोडाइड (aq) → पोटैशियम आयोडाइड (aq) + बेरियम ब्रोमाइड (s)
(b) जिंक कार्बोनेट (s) → जिंक ऑक्साइड (s) + कार्बन डाइऑक्साइड (g)
(c) हाइड्रोजन (g) + क्लोरीन (g) → हाइड्रोजन क्लोराइड (g).
(d) मैग्नीशियम (s) + हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (aq) → मैग्नीशियम क्लोराइड (aq) + हाइड्रोजन (g)

उत्तर :
(a) 2KBr (aq) + BaI₂(aq) → 2KI (aq) + BaBr₂(s); यह सन्तुलित तथा द्विविस्थापन अभिक्रिया है।
(b) ZnCO₃(s) → ZnO(s) + CO₂(g); यह सन्तुलित तथा वियोजन अभिक्रिया है।
(c) H₂(g) + Cl₂(g)→ 2HCl(g); यह सन्तुलित तथा संयोजन अभिक्रिया है।
(d) Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g); यह सन्तुलित तथा विस्थापन अभिक्रिया है।

प्रश्‍न 16. ऊष्माक्षेपी एवं ऊष्माशोषी अभिक्रिया का क्या अर्थ है? उदाहरण दीजिए।
उत्तर—जिस अभिक्रिया में ऊष्मा का उत्पादन होता है उसे ‘ऊष्माक्षेपी’ अभिक्रिया कहते हैं। जैसे- प्राकृतिक गैस का जलना

CH₄ (g) + 2O₂(g)→ CO₂(g) + 2H₂O(g) + ऊष्मा

जिस अभिक्रिया में ऊष्मा का अवशोषण होता है, उसे ऊष्माशोषी अभिक्रिया कहते हैं। जैसे :

प्रश्‍न 17. श्‍वसन को ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया क्यों कहते हैं ? वर्णन कीजिए।
उत्तर—हमें जीवित रहने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह ऊर्जा भोजन से प्राप्त होती है। हम साँस लेते हैं तो ऑक्‍सीजन भोजन को छोटे-छोटे टुकड़ों में तोड़ देता है जिसके फलस्वरूप ऊर्जा उत्पन्न होती है जो हमारे शरीर को कार्य करने की शक्ति प्रदान करती है। इस प्रक्रिया में ऊर्जा मुक्त होती है। इसीलिए श्‍वसन को ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया कहते हैं।

प्रश्‍न 18. वियोजन अभिक्रिया को संयोजन अभिक्रिया के विपरीत क्यों कहा जाता है ? इन अभिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखिए।
उत्तर—वह अभिक्रिया जिनमें एकल अभिकर्मक टूट कर छोटे-छोटे उत्पाद प्रदान करते हैं। वह वियोजन अभिक्रिया कहलाता है।

CaCO₃ → CaO+ CO₂           …..(i)

वे अभिक्रियाएँ, जिनमें दो या दो से अधिक तत्व या यौगिक संयोग करके एकल नये उत्पाद का निर्माण करती हैं, को संयोयन अभिक्रिया कहलाते हैं। जैसे :

CaO + CO₂ → CaCO₃              ….. (ii)

(i) तथा (ii) अभिक्रियाएँ समान हैं किन्तु विपरीत हैं।

(i) में वियोजन हो रहा है जबकि (ii) में संयोजन हो रहा है।

प्रश्‍न 19. एक भूरे रंग का चमकदार तत्त्व ‘X’ को वायु की उपस्थिति में गर्म करने पर वह काले रंग का हो जाता है। इस तत्व ‘X’ एवं उस काले रंग के यौगिक का नाम बताइए।
उत्तर – भूरे रंग का चमकदार तत्व X को कॉपर कहते हैं, जो हवा में गर्म होकर कॉपर ऑक्साइड (CuO) का निर्माण करता है। यह काले रंग का होता है।

Cu + O₂  → 2CuO
भूरा रंग             काला अवक्षेप

प्रश्‍न 20. लोहे की वस्तुओं को हम पेंट क्यों करते हैं?
उत्तर — लोहे की वस्तुओं को जंग लगने से बचाने के लिए उस पर पेंट करते हैं। पेंट करने से लोहे की वस्तुओं की सतह से नमी या हवा के बीच का सम्पर्क टूट जाता है, जिससे जंग नहीं पकड़ता।

प्रश्‍न 21. तेल एवं वसायुक्त खाद्य पदार्थों को नाइट्रोजन से प्रभावित क्यों किया जाता है ?
उत्तर—चूँकि तेल तथा वसायुक्त पदार्थ हवा के सम्पर्क में आते हैं तो ये उपचयित होकर खराब गन्ध देने लगते हैं। उनके गन्ध के साथ-साथ उनका स्वाद भी बदल जाता। इस कारण तेल तथा वसायुक्त खाद्य पदार्थ को नाइट्रोजन से युक्त किया जाता है, जिससे वे खराब नहीं होने पाएँ।

प्रश्‍न 22. निम्नलिखित पदों का वर्णन कीजिए तथा प्रत्येक का एक-एक उदाहरण दीजिए :
(a) संक्षारण, (b) विकृतगंधिता

उत्तर—(a) संक्षारण— जब कोई वस्तु (धातु) अपने आस-पास में प्राप्त अम्ल, आर्द्रता आदि के सम्पर्क में आती है तब ये संक्षारित होती हैं और इस प्रक्रिया को संक्षारण कहते हैं।
लोहे के ऊपर लाल-भूरे रंग की परत चढ़ना, चाँदी के ऊपर काली परत तथा ताँबे के ऊपर हरी परत चढ़ना संक्षारण है।

संक्षारण के निम्नलिखित आवश्यक शर्त हैं—
(i) नमी अथवा आर्द्रता की उपस्थिति तथा (ii) हवा की उपस्थिति

(b) विकृतगंधिता—चूँकि वसायुक्त अथवा तैलीय खाद्य सामग्रियाँ जब लम्बे समय तक रखी जाती हैं, तब वे उपचयित होकर उनके गन्ध तथा स्वाद बदल जाते हैं। इस प्रक्रिया को विकृतगंधिता कहा जाता है। वायुरोधी बर्तनों में खाद्य सामग्री रखने से उपचयन की गति धीमी पड़ जाती है। इसलिए चिप्स बनानेवाले चिप्स की थैली में से ऑक्सीजन हटाकर उसमें हाइड्रोजन जैसे कम सक्रिय गैस भर देते हैं, ताकि चिप्स का उपचयन न हो सके।

प्रश्‍न 23. जब लोहे की कील को कॉपर सल्फेट के विलयन में डुबोया जाता है तो विलयन का रंग क्‍यों बदल जाता है ?
उत्तर—कॉपर सल्‍फेट के जलीय विलयन में लोहे की कील डालने पर
लोहा, कॉपर सल्‍फेट के जलीय विलयन से कॉपर को विस्‍थापित कर
देता है। अत: कॉपर सल्‍फेट का रंग बदल जाता है।

प्रश्‍न 24. ऊष्‍माक्षेपी एंव ऊष्‍माशोषी अभिक्रिया का क्‍या अर्थ है? उदाहरण दें।
उत्तर—ऊष्‍माक्षेपी अभिक्रिया- ऐसी अभिक्रियाएँ जिनमें ऊष्‍मा निकलती हैं, ऊष्‍माक्षेपी अभिक्रियाएँ कहलाती हैं।
उदाहरण—मेथैन दहन की अभिक्रिया ऊष्‍माक्षेपी अभिक्रिया है।

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂ (g) + 2H₂O(g) + ऊष्‍मा

ऊष्‍माशोषी अभिक्रियाएँ– ऐसी अभिक्रियाओं को जिनमें ऊष्‍मा अवशोषित होती है, ऊष्‍माशोषी अभिक्रियाएँ कहते हैं।

उदाहरण– कोक की भाप के साथ अभिक्रिया ऊष्‍माशोषी अभिक्रिया है।

C (s) + H₂O (g) + ऊष्मा  → CO (g) + H2 (g)

प्रश्‍न 25. लोहे की वस्‍तुओं को हम क्‍यों पेंट करते हैं ?
उत्तर—पेंट करने से लोहे के पदा‍र्थ का ऊपरी भाग छुप जाता है। वह वायु के साथ सीधे संपर्क में नहीं आता है जिसके कारण उसमें जंग नहीं लगता। इसलिए पेंट करने से हम लोहे के उस पदार्थ को जंग लगने से बचा सकते हैं।

(i) एस्‍टरीकरण अभिक्रिया— वैसी रासायनिक अभिक्रिया है जिसमें सांद्र H₂SO₄ की उपस्थिति में ऐल्‍कोहॉल कार्बनिक अम्‍ल से अभिक्रिया कर एस्‍टर का निमार्ण करते हैं। यथा-सांद्र H₂SO₄ की उपस्थिति में एथिल ऐल्‍कोहॉल ऐसीटिक अम्‍ल से अभिक्रिया कर एथिल ऐसीटेट बनाता है।

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