रासायनिक अभिक्रिया में मात्रात्मक संबंध: स्टोचिओमीट्री

Stoichiometry

• Study of the quantitative relationships between reactants and products in a chemical reaction
• Involves the calculation of amounts of substances required for a reaction or produced by a reaction
• Key concepts:
  • Moles: unit of measurement for amount of substance (6.022 x 10^23 particles)
  • Molar ratio: ratio of moles of reactants to moles of products
  • Limiting reagent: reactant that is consumed first, determines the amount of product formed
  • Excess reagent: reactant that is not consumed, remains after the reaction is complete
  • Percent yield: ratio of actual yield to theoretical yield, expressed as a percentage

Reaction Rates

• Study of the speed at which a chemical reaction occurs
• Factors that affect reaction rates:
  • Concentration: increasing concentration of reactants increases reaction rate
  • Temperature: increasing temperature increases reaction rate
  • Surface area: increasing surface area of reactants increases reaction rate
  • Catalysts: substances that speed up reaction rates without being consumed
  • Inhibitors: substances that slow down reaction rates
• Key concepts:
  • Rate equation: mathematical expression that describes the rate of a reaction
  • Rate constant: constant that describes the rate of a reaction
  • Half-life: time required for the concentration of a reactant to decrease by half

Equilibrium Constants

• Study of the balance between forward and reverse reactions in a chemical reaction
• Equilibrium constant (K): ratio of concentrations of products to concentrations of reactants at equilibrium
• Types of equilibrium constants:
  • Kc: equilibrium constant in terms of concentrations
  • Kp: equilibrium constant in terms of partial pressures
  • Ksp: equilibrium constant for solubility of a solid
• Le Chatelier's principle: when a system at equilibrium is subjected to a change, the system will respond to counteract the change

Acid-base Reactions

• Study of reactions involving the transfer of H+ ions
• Arrhenius theory: acids are substances that donate H+ ions, bases are substances that accept H+ ions
• Bronsted-Lowry theory: acids are substances that donate H+ ions, bases are substances that accept H+ ions
• pH: measure of the concentration of H+ ions, pH = -log[H+]
• pOH: measure of the concentration of OH- ions, pOH = -log[OH-]
• Strong acids and bases: completely dissociate in water
• Weak acids and bases: partially dissociate in water

Oxidation-reduction (Redox) Reactions

• Study of reactions involving the transfer of electrons
• Oxidation: loss of electrons, increase in oxidation state
• Reduction: gain of electrons, decrease in oxidation state
• Oxidizing agent: substance that causes oxidation, gains electrons
• Reducing agent: substance that causes reduction, loses electrons
• Redox reaction: reaction involving both oxidation and reduction
• Half-reactions: individual oxidation and reduction reactions that make up a redox reaction

स्टोइचिओमेट्री

• रासायनिक प्रतिक्रिया में अभिक्रियाजackson और उत्पादों के बीच मात्रात्मक सम्बन्धों का अध्ययन
• अभिक्रिया में आवश्यक पदार्थों की मात्रा और उत्पादों की मात्रा की गणना शामिल है
• मुख्य अवधारणाएं:
  • मोल: पदार्थ की मात्रा की इकाई (6.022 x 10^23 कण)
  • मोलर अनुपात: अभिक्रियाजackson और उत्पादों के मोल का अनुपात
  • सीमांत अभिक्रियाजackson: वह अभिक्रियाजackson जो पहले समाप्त होता है, उत्पाद की मात्रा निर्धारित करता है
  • अतिरिक्त अभिक्रियाजackson: वह अभिक्रियाजackson जिसका उपयोग नहीं होता है, अभिक्रिया पूरी होने के बाद रहता है
  • प्रतिशत उपज: वास्तविक उपज और सैद्धांतिक उपज का अनुपात, प्रतिशत के रूप में व्यक्त

अभिक्रिया दरें

• रासायनिक प्रतिक्रिया की गति का अध्ययन
• अभिक्रिया दर को प्रभावित करने वाले कारक:
  • सांद्रता: अभिक्रियाजackson की सांद्रता में वृद्धि से अभिक्रिया दर में वृद्धि होती है
  • तापमान: तापमान में वृद्धि से अभिक्रिया दर में वृद्धि होती है
  • सतह क्षेत्र: अभिक्रियाजackson के सतह क्षेत्र में वृद्धि से अभिक्रिया दर में वृद्धि होती है
  • उत्प्रेरक: ऐसे पदार्थ जो अभिक्रिया दर को बढ़ाते हैं लेकिन स्वयं उपभोग नहीं होते हैं
  • निरोधक: ऐसे पदार्थ जो अभิก्रिया दर को कम करते हैं
• मुख्य अवधारणाएं:
  • दर समीकरण: अभिक्रिया की दर का वर्णन करने वाला गणितीय समीकरण
  • दर स्थिरांक: अभिक्रिया की दर का वर्णन करने वाला स्थिरांक
  • nửa-जीवन: अभिक्रियाजackson की सांद्रता कम होने में लगने वाला समय

साम्य स्थिरांक

• रासायनिक प्रतिक्रिया में अग्र और प्रतिक्रिया के बीच संतुलन का अध्ययन
• साम्य स्थिरांक (के): उत्पादों की सांद्रता और अभिक्रियाजackson की सांद्रता का अनुपात संतुलन में
• साम्य स्थिरांक के प्रकार:
  • के: सांद्रता के आधार पर साम्य स्थिरांक
  • केपी: आंशिक दबाव के आधार पर साम्य स्थिरांक
  • केसपी: ठोस की अघुलनशीलता के लिए साम्य स्थिरांक
• ला शательियर का सिद्धांत: जब संतुलन की स्थिति में परिवर्तन होता है, तो प्रणाली परिवर्तन को नियंत्रित करने के लिए प्रतिक्रिया करती है

अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाएं

• हाइड्रोजन आयन के स्थानांतरण से संबंधित प्रतिक्रियाओं का अध्ययन
• अरहेनियस सिद्धांत: अम्ल ऐसे पदार्थ हैं जो हाइड्रोजन आयन देते हैं, क्षार ऐसे पदार्थ हैं जो हाइड्रोजन आयन ग्रहण करते हैं
• ब्रनस्टेड-लाउरी सिद्धांत: अम्ल ऐसे पदार्थ हैं जो हाइड्रोजन आयन देते हैं, क्षार ऐसे पदार्थ हैं जो हाइड्रोजन आयन ग्रहण करते हैं
• पीएच: हाइड्रोजन आयन की सांद्रता का माप, पीएच = -लॉग[एच+]
• पीओएच: हाइड्रॉक्साइड आयन की सांद्रता का माप, पीओएच = -लॉग[ओएच-]
• मजबूत अम्ल और क्षार: पूरी तरह से जल में वियोजित होते हैं
• कमजोर अम्ल और क्षार: आंशिक रूप से जल में वियोजित होते हैं

ऑक्सीकरण-रिडक्शन (रेडॉक्स) प्रतिक्रियाएं

• इलेक्ट्रॉन के स्थानांतरण से संबंधित प्रतिक्रियाओं का अध्ययन
• ऑक्सीकरण: इलेक्ट्रॉन की हानि, ऑक्सीकरण स्थिति में वृद्धि
• रिडक्शन: इलेक्ट्रॉन की प्राप्ति, ऑक्सीकरण स्थिति में कमी
• ऑक्सीकरण एजेंट: वह पदार्थ जो ऑक्सीकरण का कारण है, इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है
• रिडक्शन एजेंट: वह पदार्थ जो रिडक्शन का कारण है, इलेक्ट्रॉन देता है
• रेडॉक्स प्रतिक्रिया: वह प्रतिक्रिया जिसमें ऑक्सीकरण और रिडक्शन दोनों शामिल होते हैं
• अर्ध-प्रतिक्रियाएं: रेडॉक्स प्रतिक्रिया के दो भाग, ऑक्सीकरण और रिडक्शन प्रतिक्रियाएं

रासायनिक अभिक्रिया में प्रतिक्रिया और उत्पादों के बीच मात्रात्मक संबंधों का अध्ययन। यह अभिक्रिया के लिए आवश्यक पदार्थों की मात्रा और अभिक्रिया से उत्पन्न पदार्थों की मात्रा की गणना से संबंधित है।