பின்வரும் வினாக்களுக்கு சுருக்கமாக விடையளி

26. சமநிலை செறிவில் எவ்வித மாற்றமும் இல்லை எனினும் சமநிலையானது ஏன் இயங்குச் சமநிலை என கருதப்படுகிறது?

விடை :

● சமநிலையை அடைந்த பின்னர் மீள் வினைகள் நிகழாமல் நின்று விடுவதில்லை.

● சமநிலையில் முன்னோக்கு மற்றும் பின்னோக்கு வினைகள் இரண்டும் ஒரே சமயத்தில் சமமான வேகத்தில் நிகழ்ந்து கொண்டிருக்கின்றன. 

● மேலும் பெரிய அளவில் மாற்றங்கள் ஏதும் உணரப்படுவதில்லை.

● எனவே வேதிச்சமநிலை இயங்குச் சமநிலை என கருதப்படுகிறது.

27. ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் ஒரு வினையில், சமநிலை மாறிலி மாறாத மதிப்பினை பெற்றிருக்கிறது. Qன் மதிப்பும் மாறிலியாக இருக்குமா? விவரி.

விடை :

● Q ன் மதிப்பு மாறாமல் இருக்காது. 

● வினை தொடர்ந்து நிகழும்போது, வினைபடுபொருள்கள் மற்றும் வினை விளைபொருள்களின் செறிவு மற்றும் Q ன் மதிப்பும் சமநிலை அடையும் வரை மாறிக் கொண்டே இருக்கும்.

● ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் Q-ன் மதிப்பு KC க்கு சமமாகிறது.

● சமநிலை அடைந்த பின்னர் Q-ன் மதிப்பில் மாற்றம் ஏதும் ஏற்படுவதில்லை.

28. Kp மற்றும் Kc க்கு இடையேயான தொடர்பு யாது? Kpமதிப்பானது Kcக்கு சமமாக உள்ளவாறு ஒரு எடுத்துக்காட்டினை தருக.

விடை :

Kp = KC (RT)Δng

Δng = (np – nr)g

np = nr எனில் Δng = 0, எனவே Kp = KC

எ.கா. H2(g) + I2(g)  ⇌ 2HI(g)

Δng = 2-2 = 0, எனவே Kp = KC

29. வாயுக்களின் ஒருபடித்தான சமநிலை வினையில் வினைவிளை பொருள்களின் மோல்களின் எண்ணிக்கையானது வினைபடு பொருள்களின் மோல்களின் எண்ணிக்கையை விட அதிகமாக இருந்தால் KC ஆனது Kpயை விட அதிகமாக இருக்குமா அல்லது குறைவாக இருக்குமா?

விடை :

● np > nr எனில் Δng = +ve எனவே KC ஆனது Kp யை விட குறைவாக இருக்கும்.

● எ.கா. PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g)

Δng = 2 – 1 = 1

ஃ Kp = KC (RT)1

Kp > KC

30. வினைகுணகத்தின் (Q) எண்மதிப்பு சமநிலைமாறிலியின் எண் மதிப்பை விட அதிகமாக இருந்தால், வினையானது சமநிலையை அடைய எந்த திசையினை நோக்கி நகரும்?

விடை :

● Q > KC எனில் வினை பின்னோக்கு திசையில் நிகழ்கிறது.

● அதாவது வினைபடு பொருள் உருவாகிறது. 

31. A2(g) + B2(g) ⇌ 2AB(g); ΔH –எதிர்குறி என்ற வினையில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளவை வினை பொருட்களின் மூலக்கூறுகளை குறித்துக் காட்டுகின்றன. (A - நீலம், B - சிவப்பு) 

மூடிய அமைப்பு

i) Kp மற்றும் KC சமநிலை மாறிலியினை கணக்கிடுக.

ii) காட்சி (x), (y) ஆகியவற்றால் குறிக்கப்படும் வினைக்கலவையில் வினையானது எந்த திசையில் நடைப்பெறும்

iii) சமநிலையில் உள்ள கலவையில் அழுத்தத்தை அதிகரித்தால் என்ன விளைவு நிகழும்.

விடை :

எனவே முன்னோக்கு வினை நடைபெறும்.

 iii) சமநிலையில் np = nr = 2; ஃ Δng = 2 – 2 = 0

எனவே அழுத்தத்தை அதிகரிப்பது சமநிலையில் எவ்வித பாதிப்பையும் ஏற்படுத்துவதில்லை. 

32. லீ - சாட்லியர் தத்துவம் வரையறு.

விடை :

சமநிலையில் உள்ள அமைப்பின் மீது ஒரு பாதிப்பினை ஏற்படுத்தும்போது, சமநிலையானது அப்பாதிப்பினால் ஏற்படும் விளைவினை ஈடு செய்யும் திசையில் தானே நகர்ந்து அவ்விளைவினை சரி செய்து கொள்ளும்.

33. கீழ்கண்டுள்ள வினைகளைக் கருதுக

a) H2 (g) + I2 (g) ⇌ 2 HI

b) CaCO3 (s) ⇌ CaO (s) + CO2 (g) 

c) S(s) + 3F2 (g) ⇌ SF6 (g)

மேற்குறிப்பிட்டுள்ள ஒவ்வொரு வினைகளிலும், பெறப்படும் வினைவிளை பொருளின் அளவினை அதிகரிக்க கன அளவினை அதிகரிக்க அல்லது குறைக்க வேண்டுமா என்பதைக் கண்டுபிடி.

விடை :

a) Δng = 2 – 2 = 0; எனவே கனஅளவை அதிகரிப்பதாலோ அல்லது குறைப்பதாலோ சமநிலையில் எவ்வித மாற்றமுமில்லை.

b) Δng = 1 – 0 = 1; Δng = +ve எனவே கனஅளவை அதிகரிப்பதால் வினை முன்னோக்கி நகர்ந்து அதிக அளவு விளைபொருளை உருவாக்கும்.

c) Δng = 1 – 3 = - 2; Δng = -ve எனவே கன அளவை குறைப்பதால் வினை முன்னோக்கி நகர்ந்து அதிக அளவு விளைபொருளை உருவாக்கும்.

34. நிறைதாக்க விதியினை வரையறு.

விடை :

எந்த ஒரு நேரத்திலும், கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலையில், ஒரு வேதிவினையின் வேகம் என்பது அந்நேரத்தில் உள்ள வினைபடு பொருள்களின் மோலார் செறிவுகளின் பெருக்கற் பலனுக்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும்.

வினைவேகம் α [வினைபடுபொருள்]x

35. சமநிலை வினையின் திசையினை எவ்வாறு கணிப்பாய் என்பதை விவரி.

விடை :

Qன் மதிப்பை KC உடன் ஒப்பிட்டு நாம் வினையின் திசையினைத் தீர்மானிக்க இயலும்.

36. 3H2(g) + N2 (g) ⇌ 2NH3(g) என்ற வினையின் சமநிலை மாறிலி Kp மற்றும் Kc க்கான பொதுவான சமன்பாட்டினை வருவி.

விடை :

'a' மோல் நைட்ரஜன் மற்றும் ‘b' மோல் ஹைட்ரஜன் ஆகியன 'V' கனஅளவுள்ள ஒரு கலனில் எடுத்துக் கொள்ளப்பட்டு அம்மோனியா உருவாக்கப்படும் வினையைக் கருதுக. 'x' மோல் நைட்ரஜன் '3x' மோல் ஹைட்ரஜனுடன் வினைபுரிந்து 2x மோல் அம்மோனியா உருவாகிறது என்க.

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

37. சமநிலை மாறிலி மதிப்பு

Kc = [NH3]4 [O2]5 / [NO]4 [H2O]6

கொண்ட ஒரு சமநிலை வினைக்கான, தகுந்த சமன்செய்யப்பட்ட வேதி சமன்பாட்டை தருக. 

விடை :

4NO + 6H2O ⇌ 4NH3 + 5O2

38. சமநிலையில் உள்ள ஒரு வினையில், மாறாத கனஅளவில் மந்த வாயுக்களை சேர்ப்பதால் நிகழும்விளைவு என்ன?

விடை :

● மாறாத கன அளவில், சமநிலையில் உள்ள ஒரு அமைப்பில் ஒரு மந்த வாயு சேர்க்கப்படும் போது, கலனில் உள்ள வாயு மூலக்கூறுகளின் மொத்த எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது.

● அதாவது வாயுக்களின் மொத்த அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது.

● ஆனால் வினைபடுபொருட்கள் மற்றும் விளைபொருட்களின் பகுதி அழுத்தங்கள் அதிகரிப்பதில்லை.

● எனவே சமநிலையில் எவ்வித பாதிப்பும் ஏற்படுவதில்லை.

39. Kp மற்றும் KC  க்கு இடையேயான தொடர்பினை வருவி.

விடை :

Kp மற்றும் KC ஆகியவற்றிக்கு இடையேயான தொடர்பு: வினைபடு பொருள்கள் மற்றும் வினைவிளை பொருள்கள் ஆகிய அனைத்தும் நல்லியல்பு வாயு நிலைமையில் உள்ள பின்வரும் பொதுவான வினை ஒன்றை நாம் கருதுவோம். 

xA + yB ⇌ lC + mD

சமநிலை மாறிலி KC ன் மதிப்பு

KC = [C]l [D]m / [A]x [B]y ....... (1)

மற்றும் Kp ன் மதிப்பு

Kp = PCl × PDm / PAx  × PDm....... (2)

நல்லியல்பு வாயுச் சமன்பாட்டின் படி 

PV = nRT or P = n/v RT எனவே, பகுதி அழுத்தம் P = மோலார் செறிவு × (RT) மேற்கண்டுள்ளதன் அடிப்படையில் வினைபடு பொருள்கள் மற்றும் வினைவிளைப் பொருள்களின் பகுதி அழுத்தங்களை பின்வருமாறு எழுத இயலும்.

PxA = [A]x [RT] x

Py B = [B]y [RT] y

Pl C = [C]l [RT]l

PmD = [D]m [RT] m

சமன்பாடு (2) ல் பிரதியிட

சமன்பாடு ( 1 ) மற்றும் ( 4 ) ஐ ஒப்பிடும்போது, 

kp = Kc (RT)(Δng) ....... (5)

இங்கு, 

Δng என்பது வாயு நிலைமையில் உள்ள வினைவிளைப்பொருள்களின் மோல்களின் எண்ணிக்கைக்கும், வினைபடுபொருள்களின் மோல்களின் எண்ணிக்கைக்கும் இடையேயான வேறுபாடாகும்.

எனவே, பின்வரும் தொடர்புகளை நாம் பெறலாம்.

Δng  = 0 எனும்போது, Kp = KC (RT)° = KC

உதாரணம்: H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)

Δng ஆனது நேர்குறி மதிப்பை பெறும் போது

Kp = KC (RT)+ve

Kp > KC

PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g) 

Δng ஆனது எதிர்குறி மதிப்பை பெறும் போது

Kp = KC (RT)-ve

Kp < KC

எடுத்துக்காட்டு: 2SO2(g) +O 2(g) ⇌ 2SO3(g)

40. ஒரு லிட்டர் கனஅளவுடைய ஒரு மூடியகலனில், ஒரு மோல் PCl5 வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது. சமநிலையில் 0.6 மோல் குளோரின் இருந்தால் சமநிலைமாறிலியின் மதிப்பினைகணக்கிடுக.

விடை :

கனஅளவு 1லி

= 0.9 மோல் லி-1

41. SrCO3 (s) ⇌ SrO (s) + CO2(g), என்ற வினையில், 1002K ல் சமநிலை மாறிலி மதிப்பு Kp = 2.2 × 10-4. வினைக்கான KC மதிப்பினைக் கணக்கிடுக.

விடை :

SrCO3(s) ⇌ SrO(s) + CO2(g)

Kp = 2.2 × 10-4 ; Δng  = 1 – 0 = 1 ; Kc = ?

T = 1002K; R = 0.0821 lit atm K-1 mol-1

Kp = Kc (RT)Δng

Kp = Kc (RT)        

ஃ KC = Kp /RT

= 2.2 × 10-4 / 0.0821 × 1002 

= 0.0267 × 10-4

= 2.67 × 10-6 mol lit-1

42. HI சிதைவடைதலை அறிந்து கொள்ள, ஒரு மாணவன் காற்று நீக்கப்பட்ட 3L குடுவையில் 0.3 மோல் HI வாயுவினை நிரப்புகிறான், 500°C ல் வினையினை நிகழ்த்துகிறான். சமநிலையில் HIன் செறிவு 0.05M என அவன் அறிந்துகொள்கிறான். இவ்வினைக்கு Kp மற்றும் KC மதிப்புகளை கணக்கிடுக.

விடை :

V = 3L

HIன் ஆரம்ப மோல்கள் = 0.3

ஃ HI ன் ஆரம்ப செறிவு = 0.3/3 = 0.1M

சமநிலையில் HIன் செறிவு = 0.05 M 

வினைப்பட்ட HIன் செறிவு = 0.1 - 0.05

= 0.05 M

Kc = 0.25

Δng = 2 - 2 = 0

ஃ Kp = KC  = 0.25

43. 500ml குடுவையில் 1 மோல் CH4 , 1மோல் CS2 ,  2 மோல் H2S மற்றும் 2 மோல் H2 கலக்கப்படுகிறது. இவ்வினையின் சமநிலை மாறிலி KC = 4×10-2 mol2 lit-2. இவ்வினையானது சமநிலையை அடைய எந்த திசையில் நகரும்?

விடை :

CH4(g) + 2H2S(g) ⇌ CS2(g) + 4H2(g)

KC = 4 × 10-2 mol2 lit-2 V = 500ml = ½ L

Q = 16

Q = 16 ; KC = 4 × 10-2

ஃ Q > KC எனவே வினை பின்னோக்கு திசையை நோக்கி நகரும்.

44. H2S(g) ⇌ H2(g) + ½ S2 (g) என்ற வினையில் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் KC = 4 × 10-2 எனில்.

i) 2H2S (g) ⇌ 2H2 (g) + S2 (g) 

ii) 3H2S (g) ⇌ 3H2 (g) + 3/2 S2 (g)

ஆகிய கொடுக்கப்பட்டுள்ள வினைகளுக்கு Kc மதிப்புகளைக் கணக்கிடுக.

விடை :

H2S(g) ⇌ H2(g) + ½ S2(g)     

i) 2H2S(g) ⇌ 2H2(g) +  S2(g)    

ii) 3H2S (g) ⇌ 3H2(g) + 3/2 S2 (g)

KC

K1C = (KC)2

K11C = (KC)3

KC = 4 × 10-2

எனவே K1C = (KC)2 = (4 × 10-2)2 = 16 × 10-4

K11C = (KC)3 = (4 × 10-2)3 = 64 × 10-6

45. 1 L மூடிய கலனில் 28g N2 மற்றும் 6g H2 கலக்கப்படுகிறது. சமநிலையில் 17g NH3 உருவாகிறது. நைட்ரஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜனின் எடையினை சமநிலையில் கணக்கிடுக.

விடை :

mN2 = 28g; mH2 = 6g ; mNH3 = 17g; V = 1L

சமநிலையில் N2 ன் எடை = சமநிலையில் மோல் எண்ணிக்கை × மோலார் நிறை 

= 0.5 × 28 = 14g

சமநிலையில் H2 ன் எடை = சமநிலையில் மோல் எண்ணிக்கை × மோலார் நிறை 

= 1.5 × 2 = 3g

46. XY2 சிதைவடைதலின், சமநிலை இவ்வாறு கொடுக்கப்பட்டுள்ளது

2XY2 (g) ⇌ 2XY (g) + Y2 (g)

பிரிகை வீதம் x ஒன்றை விட மிகச்சிறிதாக இருந்தால் 2Kp = PX3 என நிருபி. இங்கு P ஆனது மொத்த அழுத்தம் மற்றும் Kp என்பது, XY2 ன் சிதைவடைதல் மாறிலி ஆகும்.

விடை :

47. மொத்த அழுத்தம் 1.00 bar மற்றும் 800Kல் 1 மோல் A2(g) மற்றும்  மோல்B2 (g)யினை கொண்டு ஒரு மூடிய கலன் நிரப்பப்படுகிறது. சமநிலையில், கலவையிலுள்ள பகுதிப் பொருள்களின் அளவினை கணக்கிடுக. (கொடுக்கப்பட்டவை: வினையின் Kp மதிப்பு 1)

A2 (g) + B2 (g) ⇌ 2AB(g) 

விடை :

[A2] = 1 – x = 1 – 0.33 = 0.67

[B2] = 1 – x = 1 – 0.33 = 0.67

[AB] = 2x = 2 × 0.33 = 0.66

48. வான்ட் ஹாஃப் சமன்பாட்டினை வருவி.

விடை :

சமநிலை மாறிலியின் மதிப்பு வெப்பநிலையினைப் பொறுத்து அமைவதற்கான அளவியல் தொடர்பினை இச்சமன்பாடு தருகிறது. திட்டக்கட்டிலா ஆற்றல் மாற்றத்திற்கும் சமநிலைமாறிலிக்கும் இடையேயான தொடர்பு.

ΔG° = -RT ln K........... (1)

ΔG° = ΔH° - T Δ S° ........ (2)

என நாம் அறிவோம்.

(2) ஐ (1) ல் பிரதியிட

-RT ln K = ΔH° - T Δ S° மாற்றியமைக்க

ln K = -ΔH°/RT + ΔS°/R ....... (3)

சமன்பாடு (3) ஐ வெப்ப நிலையினைப் பொறுத்து வகையீடு செய்ய,

d(ln K) / dT = ΔH°/RT2....... (4)

சமன்பாடு (4) ஆனது வாண்ட்ஹாஃப் சமன்பாட்டின் வகையீட்டு வடிவம் எனப்படுகிறது.

சமன்பாடு (4) ஐ T1 மற்றும் T2 மற்றும் அவ்வெப்ப நிலைகள் சமநிலை மாறிலிகள் முறையே K1 மற்றும் K2 ஆகிய எல்லைகளுக்கிடையே தொகையீடு செய்க.

சமன்பாடு (5) ஆனது வாண்ட் ஹாஃப் சமன் பாட்டின் தொகையீட்டு வடிவமாகும்.

49. N2 (g) + 3H2 (g) ⇌ 2NH3(g) என்ற வினையில் 298K ல் Kp ன் மதிப்பு 8.19×102 மற்றும் 498K-ல் 4.6 × 10-1 ஆகும். வினைக்கான ΔHo னை கணக்கிடுக.

விடை :

Kp1 = 8.19 × 102 ; T1 = 298 K

Kp2 = 4.6 × 10-1 ; T2 = 498 K

ΔH° = ?   R = 8.314 JK-1 mol-1

ΔH° = -46,182 J mol-1

ΔH° = - 46.182 KJ mol-1

50. 500°C வெப்பநிலையில், CaCO3 (S) ⇌ CaO (s) + CO2 (g) என்ற வினையில் CO2 ன் பகுதி அழுத்தம் 1.017×10-3 atm ஆகும். இவ்வினையில் 600°Cல், Kp க்கான மதிப்பினை கணக்கிடுக. இவ்வினையின் ΔH மதிப்பு 181KJ mol-1 மேலும் கொடுக்கப்பட்டுள்ள வெப்பநிலை எல்லையில் இதன் மதிப்பு மாறுவதில்லை.

விடை :

PCO2 = 1.017 × 10-3 atm

Kp = ?    T1 = 500oC + 273 = 773K

T2 = 600oC + 273 = 873K

ΔH = 181 KJ mol-1

CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)

Kp = PCO2

Kp1 = PCO2 = 1.017 × 10-3 atm ; T1 = 773K

Kp2 = ? T2 = 873 K ; R = 8.314 JK-1 mol-1

ΔHo = 181 KJ mol-1 = 181 × 103  Jmol-1

Kp2 = 25.12 × 1.017 × 10-3  

Kp2 = 25.54 × 10-3  atm