Le-Chaterlier principle and It’s application Questions in Gujarati

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$ છે,જ્યાં $\Delta H = -45.2 \, kcal$ છે.
$1.$ પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક $(\Delta H < 0)$ છે,તેથી તાપમાનમાં ઘટાડો પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
$2.$ વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $2$ છે,જ્યારે વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $2 + 1 = 3$ છે.
$3.$ લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જે પ્રક્રિયામાં વાયુના મોલની સંખ્યા ઘટે છે,તેમાં દબાણ વધારવાથી સંતુલન ઓછા મોલ ધરાવતી બાજુ એટલે કે નીપજ $(SO_3)$ તરફ ખસે છે.
તેથી,દબાણમાં વધારો $SO_3$ ના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપે છે.

(A) પ્રક્રિયા $3X_{(g)} + Y_{(g)} \rightleftharpoons X_3Y_{(g)}$ છે.
વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $(4 \ mol)$ અને વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $(1 \ mol)$ અલગ હોવાથી,સંતુલન સ્થાન દબાણ દ્વારા અસર પામે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં એન્થાલ્પી ફેરફારનો સમાવેશ થતો હોવાથી,સંતુલન અચળાંક અને સંતુલનનું સ્થાન તાપમાન દ્વારા અસર પામે છે.
ઉદ્દીપક માત્ર પુરોગામી અને પ્રતિગામી પ્રક્રિયાના વેગમાં સમાન વધારો કરે છે અને તે સંતુલન સ્થાન અથવા સંતુલન સમયે નીપજના પ્રમાણને અસર કરતું નથી.
તેથી,સંતુલન સમયે $X_3Y$ નું પ્રમાણ તાપમાન અને દબાણ દ્વારા અસર પામે છે.

(A) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણમાં વધારો તે દિશાને પ્રોત્સાહન આપે છે જ્યાં વાયુના મોલની સંખ્યા ઓછી હોય.
$N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ પ્રક્રિયામાં,પ્રક્રિયક બાજુએ $4$ મોલ વાયુ છે,જ્યારે નીપજ બાજુએ $2$ મોલ વાયુ છે.
$2 < 4$ હોવાથી,દબાણમાં વધારો સંતુલનને નીપજની દિશામાં એટલે કે પુરોગામી દિશામાં ખસેડશે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)}$ છે.
આ એક ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા $(\Delta H < 0)$ છે.
લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે તાપમાનમાં ઘટાડો પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $(2)$ એ વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $(1+3=4)$ કરતા ઓછી હોવાથી,દબાણ વધારવાથી સંતુલન ઓછા મોલ ધરાવતી બાજુ એટલે કે નીપજ તરફ ખસે છે.
તેથી,$NH_3$ ની નીપજ ઊંચા દબાણ અને નીચા તાપમાને વધે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,દબાણ વધારવું એ નીપજ વધારવા માટેનું સાચું પરિબળ છે.

(D) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,પાત્રનું કદ વધારવાથી પ્રણાલીનું કુલ દબાણ ઘટે છે.
આ ફેરફારને સંતુલિત કરવા માટે,સંતુલન તે દિશામાં ખસે છે જ્યાં વાયુરૂપ મોલની સંખ્યા વધતી હોય (એટલે કે $\Delta n_g > 0$).
વિકલ્પ $(A)$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1+1) = 0$.
વિકલ્પ $(B)$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (2+1) = -1$.
વિકલ્પ $(C)$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1+3) = -2$.
વિકલ્પ $(D)$ માટે: $\Delta n_g = (1+1) - 1 = +1$.
માત્ર વિકલ્પ $(D)$ માં $\Delta n_g$ ધન હોવાથી,કદ બમણું કરવાથી સંતુલન જમણી તરફ ખસશે.

(D) Le Chatelier ના સિદ્ધાંત મુજબ,જ્યારે સંતુલનમાં રહેલી સિસ્ટમ પર કોઈ અવરોધ (જેમ કે સાંદ્રતા,દબાણ અથવા તાપમાનમાં ફેરફાર) લાગુ કરવામાં આવે છે,ત્યારે સિસ્ટમ સંતુલન સ્થાનમાં ફેરફાર લાવીને અવરોધની અસરને નાબૂદ કરવા માટે ફરીથી ગોઠવાય છે.
તેથી,તે સંતુલનમાં થતા સ્થાનાંતરની દિશાની આગાહી કરવામાં મદદ કરે છે.

(B) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો નીપજની સાંદ્રતા ઘટાડવામાં આવે,તો સંતુલન આગળની દિશામાં ખસે છે.
$A$. ઉદ્દીપક માત્ર પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓના વેગમાં સમાન વધારો કરે છે,તેથી તે સંતુલનને ખસેડતું નથી.
$B$. $SO_3$ બને કે તરત જ તેને દૂર કરવાથી નીપજની સાંદ્રતા ઘટે છે,જે સંતુલનને આગળની દિશામાં ખસેડે છે જેથી વધુ $SO_3$ બને.
$C$. પ્રક્રિયા $2SO_{2(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2SO_{3(g)}$ માં $3$ મોલ વાયુરૂપ પ્રક્રિયકો અને $2$ મોલ વાયુરૂપ નીપજો છે. લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઓછું દબાણ સંતુલનને વાયુના વધુ મોલ ધરાવતી બાજુ તરફ એટલે કે પ્રતિગામી દિશામાં ખસેડે છે.
$D$. પ્રક્રિયકોને દૂર કરવાથી સંતુલન પ્રતિગામી દિશામાં ખસે છે.

(D) સાચો જવાબ $D$ છે. જ્યારે અચળ કદ પર સંતુલન મિશ્રણમાં નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે સિસ્ટમનું કુલ દબાણ વધે છે,પરંતુ પ્રતિક્રિયા આપતી પ્રજાતિઓના આંશિક દબાણ અને સાંદ્રતા બદલાતા નથી. તેથી,સંતુલનનું સ્થાન બદલાતું નથી અને $SO_2Cl_2, SO_2$ અને $Cl_2$ ની સાંદ્રતા અચળ રહે છે.

(B) સોડિયમ સલ્ફેટનું ઓગળવું એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે,જેને આ રીતે દર્શાવી શકાય: $Na_2SO_4(s) + aq \rightleftharpoons Na_2SO_4(aq) + \text{Heat}$.
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો સંતુલન પર રહેલી ઉષ્માક્ષેપક પ્રણાલીનું તાપમાન વધારવામાં આવે,તો સંતુલન એવી દિશામાં ખસશે જે વધારાની ઉષ્માનું શોષણ કરે,એટલે કે પ્રતિગામી દિશામાં.
તેથી,પ્રતિગામી પ્રક્રિયા થાય છે,જેના કારણે ઓગળેલું $Na_2SO_4$ દ્રાવણમાંથી અવક્ષેપિત થાય છે.

(A) લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા $(\Delta H < 0)$ માટે,તાપમાનમાં ઘટાડો કરવાથી પુરોગામી પ્રક્રિયાને વેગ મળે છે અને વધુ નીપજ મળે છે.
અહીં વાયુરૂપ નીપજોના મોલ $(2 \ mol)$ એ વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલ $(1 + 3 = 4 \ mol)$ કરતા ઓછા હોવાથી,દબાણમાં વધારો કરવાથી સંતુલન ઓછા મોલ ધરાવતી બાજુ એટલે કે નીપજ તરફ ખસે છે.
તેથી,એમોનિયાનું મહત્તમ ઉત્પાદન તાપમાન ઘટાડીને અને દબાણ વધારીને મેળવી શકાય છે.

(A) Le Chatelier નો સિદ્ધાંત જણાવે છે કે જો સંતુલન પર રહેલા તંત્રમાં સાંદ્રતા,તાપમાન અથવા દબાણમાં ફેરફાર કરવામાં આવે,તો સંતુલન એવી દિશામાં સ્થાનાંતરિત થશે જે ફેરફારની અસરને ઘટાડે. તેથી,તે ફક્ત $System \text{ in equilibrium}$ (સંતુલિત તંત્ર) માટે જ લાગુ પડે છે.

(C) સંતુલન પ્રક્રિયા $2SO_3(g) \rightleftharpoons 2SO_2(g) + O_2(g)$ છે.
જ્યારે સંતુલન સ્થિતિએ રહેલા તંત્રમાં અચળ કદે નિષ્ક્રિય વાયુ (જેમ કે હિલિયમ) ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તંત્રનું કુલ દબાણ વધે છે,પરંતુ પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતા ઘટકોના આંશિક દબાણમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
પ્રક્રિયકો અને નીપજોના આંશિક દબાણમાં ફેરફાર થતો ન હોવાથી,પ્રક્રિયા ભાગફળ $Q_c$ એ સંતુલન અચળાંક $K_c$ જેટલો જ રહે છે.
તેથી,અચળ કદે નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવાથી સંતુલનની સ્થિતિ પર કોઈ અસર થતી નથી.
આમ,$SO_3$ નું વિયોજન અપરિવર્તિત રહે છે.

(C) પ્રક્રિયા $H_{2(g)} + I_{2(g)} \rightleftharpoons 2HI_{(g)}$ માટે,વાયુરૂપ નીપજો અને પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યામાં ફેરફાર $\Delta n_g = n_p - n_r = 2 - (1 + 1) = 0$ છે.
$\Delta n_g = 0$ હોવાથી,દબાણમાં ફેરફાર કરવાથી સંતુલન પર કોઈ અસર થતી નથી.
$\Delta H = +q \ cal$ આપેલ હોવાથી,પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,તાપમાન વધારવાથી પુરોગામી (ઉષ્માશોષક) પ્રક્રિયાને વેગ મળે છે,જ્યારે તાપમાન ઘટાડવાથી પ્રતિગામી પ્રક્રિયાને વેગ મળે છે.
તેથી,$HI$ નું નિર્માણ દબાણમાં ફેરફારથી અસર પામતું નથી.

(A) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણ વધારવાથી સંતુલન તે દિશામાં ખસે છે જ્યાં વાયુમય મોલની સંખ્યા ઓછી હોય.
તેથી,જો નીપજના વાયુમય મોલની સંખ્યા પ્રક્રિયકના વાયુમય મોલની સંખ્યા કરતા વધારે હોય (એટલે કે $\Delta n_g > 0$),તો દબાણ વધારવાથી પ્રતિગામી પ્રક્રિયાને વેગ મળે છે.
વિકલ્પ $A$ માટે: $PCl_{5(g)} \rightleftharpoons PCl_{3(g)} + Cl_{2(g)}$,$\Delta n_g = (1+1) - 1 = 1 > 0$.
અહીં નીપજ બાજુ મોલની સંખ્યા વધારે હોવાથી,દબાણ વધારતા સંતુલન ડાબી બાજુ (પ્રતિગામી દિશામાં) ખસશે.

(A) લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણમાં વધારો કરવાથી સંતુલન વાયુરૂપ ઘટકોના ઓછા મોલ ધરાવતી બાજુ તરફ ખસે છે.
જો વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના કુલ મોલ અને વાયુરૂપ નીપજોના કુલ મોલ સમાન હોય,તો $\Delta n_g = 0$ થાય,અને સંતુલન પર દબાણના ફેરફારની કોઈ અસર થતી નથી.
પ્રક્રિયા $H_{2(g)} + I_{2(g)} \rightleftharpoons 2HI_{(g)}$ માટે:
$\Delta n_g = (2) - (1 + 1) = 0$.
$\Delta n_g = 0$ હોવાથી,આ સંતુલન દબાણમાં વધારો કરવાથી બદલાતું નથી.

(C) સંતુલન આ રીતે દર્શાવવામાં આવે છે: $Solid + \text{Heat} \rightleftharpoons Liquid$ (ગલન માટે,જે ઉષ્માશોષક છે,$\Delta H > 0$).
લી ચેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો સંતુલનમાં રહેલી સિસ્ટમમાં ગરમી ઉમેરવામાં આવે,તો સિસ્ટમ ફેરફારનો સામનો કરવા માટે ઉમેરેલી ગરમીને શોષી લે તેવી દિશામાં સ્થાનાંતરિત થશે.
કારણ કે પુરોગામી પ્રક્રિયા (ગલન) ઉષ્માશોષક છે,ગરમી ઉમેરવાથી સંતુલન જમણી તરફ (પુરોગામી દિશામાં) ખસે છે.
પરિણામે,ઘનનું પ્રમાણ ઘટે છે કારણ કે તે પ્રવાહીમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

(A) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,અચળ કદે નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવાથી પ્રક્રિયકોના આંશિક દબાણ કે મોલર સાંદ્રતામાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
તેથી,પ્રક્રિયા ભાગફળ $Q_c$ એ સંતુલન અચળાંક $K_c$ જેટલો જ રહે છે.
આમ,સંતુલન સ્થિતિ પર કોઈ અસર થતી નથી.

(B) લી શેટલિયરનો સિદ્ધાંત સમજાવે છે કે સંતુલન પર રહેલી સિસ્ટમ સાંદ્રતા,દબાણ અથવા તાપમાનમાં થતા ફેરફારો સામે કેવી રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
તે મુખ્યત્વે વાયુઓ અથવા દ્રાવણમાં રહેલા દ્રાવ્ય પદાર્થો ધરાવતી સિસ્ટમો માટે લાગુ પડે છે.
પ્રક્રિયા $Fe_{(s)} + S_{(s)} \rightleftharpoons FeS_{(s)}$ માં,તમામ પ્રક્રિયકો અને નીપજો ઘન અવસ્થામાં છે.
ઘન પદાર્થોની સંકોચનક્ષમતા નહિવત હોવાથી અને તેમની સાંદ્રતા (ઘનતા) અચળ રહેતી હોવાથી,દબાણ કે કદમાં થતા ફેરફારો આ પ્રક્રિયાના સંતુલનને અસર કરતા નથી.
તેથી,આ સિદ્ધાંત આ સિસ્ટમ માટે લાગુ પડતો નથી.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા $A + B + Q \rightleftharpoons C + D$ છે.
અહીં ઉષ્મા $(Q)$ પ્રક્રિયક બાજુએ હોવાથી,આ પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયામાં તાપમાન વધારવાથી સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસે છે.
તેથી,નીપજો ($C$ અને $D$) ની સાંદ્રતા વધશે.

(A) $H_{2(g)} + I_{2(g)} \rightleftharpoons 2HI_{(g)}$ પ્રક્રિયા માટે,વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $1 + 1 = 2$ છે અને વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $2$ છે.
વાયુના મોલની સંખ્યામાં ફેરફાર $(\Delta n_g = 2 - 2 = 0)$ શૂન્ય હોવાથી,સંતુલન સ્થાન દબાણ અથવા કદમાં ફેરફારથી પ્રભાવિત થતું નથી.
તેથી,પ્રક્રિયાની દિશા બદલાતી નથી.

(C) લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,વાયુરૂપ પ્રક્રિયા પર દબાણની અસર વાયુરૂપ નીપજો અને પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યામાં થતા ફેરફાર પર આધાર રાખે છે,જેને $\Delta n_g = n_p - n_r$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
જો $\Delta n_g = 0$ હોય,તો સંતુલન સ્થિતિ દબાણથી પ્રભાવિત થતી નથી.
વિકલ્પ $(C)$ માટે,$N_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g)$,$\Delta n_g = 2 - (1 + 1) = 0$.
તેથી,આ પ્રક્રિયા દબાણથી પ્રભાવિત થતી નથી.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)} + 22 \ kcal$ છે.
આ એક ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા $(\Delta H < 0)$ છે જ્યાં વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $(2)$ એ વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $(1 + 3 = 4)$ કરતા ઓછી છે.
લી ચેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,મોલની સંખ્યામાં ઘટાડો થતી પ્રક્રિયા માટે,દબાણ વધારવાથી સંતુલન આગળની દિશામાં ખસશે જેથી દબાણ ઘટે.
તેથી,એમોનિયાનું નિર્માણ દબાણ વધારવાથી અનુકૂળ બને છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$; $\Delta H = -ve$ છે.
$\Delta H$ ઋણ હોવાથી,આ પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે નીચું તાપમાન પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
દબાણના સંદર્ભમાં,વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $2 + 1 = 3$ છે અને વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $2$ છે.
પુરોગામી દિશામાં મોલની સંખ્યા ઘટતી હોવાથી,ઊંચું દબાણ પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયા નીચા તાપમાન અને ઊંચા દબાણ દ્વારા અનુકૂળ બને છે.

(C) સામાન્ય પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા માટે: $A + B \rightleftharpoons C + D$
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો કોઈપણ નીપજની સાંદ્રતા વધારવામાં આવે,તો સિસ્ટમ ઉમેરવામાં આવેલી નીપજનો વપરાશ કરીને આ ફેરફારનો સામનો કરશે.
તેથી,સંતુલન વધુ પ્રક્રિયકો બનાવવા માટે પાછળની (પ્રતિગામી) દિશામાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
આમ,એક અથવા વધુ નીપજોની સાંદ્રતા વધારવાથી પ્રતિગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન મળે છે.

(C) આણ્વીય હાઇડ્રોજનનું પરમાણ્વીય હાઇડ્રોજનમાં વિઘટન નીચે મુજબ છે: $H_2(g) \rightleftharpoons 2H(g)$.
આ પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક $( \Delta H > 0 )$ છે અને તેમાં વાયુના મોલની સંખ્યામાં વધારો થાય છે $( \Delta n_g = 1 )$.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ:
$1$. પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક હોવાથી,ઊંચું તાપમાન સંતુલનને જમણી બાજુ (નીપજ તરફ) ખસેડશે.
$2$. પ્રક્રિયામાં વાયુના મોલની સંખ્યા વધતી હોવાથી,નીચું દબાણ સંતુલનને જમણી બાજુ (નીપજ તરફ) ખસેડશે.
તેથી,ઊંચું તાપમાન અને નીચું દબાણ પરમાણ્વીય હાઇડ્રોજનના નિર્માણ માટે અનુકૂળ છે.

(D) લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ:
$1$. પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક $(\Delta H > 0)$ હોવાથી,ઊંચું તાપમાન પુરોગામી પ્રક્રિયાને અનુકૂળ બનાવે છે.
$2$. વાયુરૂપ નીપજોના મોલ $(2 \ mol)$ અને વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલ $(1+1 = 2 \ mol)$ સમાન હોવાથી,દબાણની સંતુલન પર કોઈ અસર થતી નથી.
$3$. દ્રવ્યમાન અચળના નિયમ મુજબ,પ્રક્રિયકો ($N_2$ અને $O_2$) ની સાંદ્રતા વધારવાથી સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસે છે.
તેથી,સાચી શરતો ઊંચું તાપમાન અને પ્રક્રિયકોની વધુ સાંદ્રતા છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $BaO_{2(s)} \rightleftharpoons BaO_{(s)} + \frac{1}{2} O_{2(g)}$ છે.
$BaO_2$ અને $BaO$ ઘન અવસ્થામાં હોવાથી,તેમનો સક્રિય જથ્થો એકમ $(1)$ લેવામાં આવે છે.
સંતુલન અચળાંકનું સૂત્ર $K_p = P_{O_2}^{1/2}$ છે.
આ દર્શાવે છે કે $O_2$ નું સંતુલન દબાણ ઘન પદાર્થોના જથ્થા પર આધારિત નથી.
જોકે,પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક $(\Delta H > 0)$ હોવાથી,લે-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,તાપમાન વધારવાથી સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસશે,જેનાથી $O_2$ નું સંતુલન દબાણ વધશે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $A_{2(g)} + 2B_{(g)} \rightleftharpoons C_{(g)} + Q \ kJ$ છે.
આ પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક $(+Q \ kJ)$ હોવાથી,લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,નીચું તાપમાન પુરોગામી પ્રક્રિયાને ઉત્તેજે છે જેથી નીપજનું પ્રમાણ વધે છે.
વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના કુલ મોલ $1 + 2 = 3$ છે અને વાયુરૂપ નીપજોના મોલ $1$ છે.
પુરોગામી દિશામાં મોલની સંખ્યા ઘટતી હોવાથી,ઊંચું દબાણ પુરોગામી પ્રક્રિયાને ઉત્તેજે છે.
તેથી,નીચું તાપમાન અને ઊંચું દબાણ નીપજનું પ્રમાણ વધારે છે.

(A) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણમાં ફેરફાર એવી પ્રક્રિયાઓના સંતુલનને અસર કરે છે જેમાં વાયુરૂપ ઘટકોના મોલની સંખ્યામાં ફેરફાર થાય છે,એટલે કે $\Delta n_g \neq 0$.
વિકલ્પ $A$ માટે: $H_2(g) + I_2(g) \rightleftharpoons 2HI(g)$,$\Delta n_g = 2 - (1 + 1) = 0$.
$\Delta n_g = 0$ હોવાથી,દબાણમાં ફેરફારથી સંતુલન પર કોઈ અસર થતી નથી.

(D) લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ:
$1$. ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા $(+ Q)$ માટે,પ્રક્રિયા ઓછા તાપમાને અનુકૂળ છે.
$2$. દબાણની અસર માટે,આપણે વાયુરૂપ નીપજો અને પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યાની સરખામણી કરીએ છીએ.
પ્રક્રિયકો: $1 + 1 = 2$ મોલ.
નીપજો: $2 + 1 = 3$ મોલ.
નીપજોના મોલની સંખ્યા $(3)$ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $(2)$ કરતા વધારે હોવાથી,સંતુલનને વધુ મોલ ધરાવતી બાજુ તરફ ખસેડવા માટે પ્રક્રિયા ઓછા દબાણે અનુકૂળ બને છે.

(A) $K_p$ અને $K_c$ વચ્ચેનો સંબંધ $K_p = K_c(RT)^{\Delta n}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $K_p > K_c$,જેનો અર્થ છે કે $(RT)^{\Delta n} > 1$,એટલે કે $\Delta n > 0$.
$\Delta n$ એ વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા અને વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા વચ્ચેનો તફાવત દર્શાવે છે.
$\Delta n > 0$ હોવાથી,વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા કરતા વધારે છે.
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જે પ્રતિક્રિયામાં વાયુના મોલની સંખ્યા વધે છે,તેમાં દબાણ ઘટાડવાથી સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસશે જેથી મોલની સંખ્યા વધે અને દબાણના ફેરફારની અસર નાબૂદ થાય.
તેથી,પુરોગામી પ્રતિક્રિયા ઓછા દબાણ દ્વારા અનુકૂળ બને છે.

(A) પ્રક્રિયા $A_{2(g)} + B_{2(g)} \rightleftharpoons 2AB_{(g)}$ માં,વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $1 + 1 = 2$ છે અને વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $2$ છે.
સમીકરણની બંને બાજુએ વાયુના કુલ મોલની સંખ્યા સમાન હોવાથી $(\Delta n_g = 2 - 2 = 0)$,સંતુલન સ્થાન દબાણમાં થતા ફેરફારોથી પ્રભાવિત થતું નથી.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $2SO_{2(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2SO_{3(g)}$ છે,જેમાં $\Delta H^\circ = -198 \ kJ$ છે.
$\Delta H^\circ < 0$ હોવાથી,આ પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક છે.
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે તાપમાનમાં ઘટાડો પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
દબાણના સંદર્ભમાં,વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $2$ છે,જ્યારે વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $2 + 1 = 3$ છે.
પુરોગામી દિશામાં મોલની સંખ્યા ઘટતી હોવાથી $(3 \rightarrow 2)$,દબાણમાં વધારો પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
તેથી,તાપમાનમાં ઘટાડો અને દબાણમાં વધારો એ અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓ છે.

(D) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો પ્રક્રિયકોમાંથી કોઈ એકની સાંદ્રતા વધારવામાં આવે,તો સંતુલન આ ફેરફારને દૂર કરવા માટે પુરોગામી દિશામાં ખસે છે.
અહીં $CO_{(g)}$ એક પ્રક્રિયક હોવાથી,તેનું પ્રમાણ વધારવાથી સંતુલન જમણી તરફ ખસશે,જેનાથી $CO_{2(g)}$ અને $H_{2(g)}$ ની નીપજમાં વધારો થશે.
ઉદ્દીપક ઉમેરવાથી સંતુલન સ્થાન બદલાતું નથી.
અચળ કદ પર નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવાની સંતુલન પર કોઈ અસર થતી નથી.
પાત્રનું કદ ઘટાડવાની આ પ્રક્રિયા પર કોઈ અસર થતી નથી કારણ કે વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની કુલ સંખ્યા વાયુરૂપ નીપજોના મોલની કુલ સંખ્યા જેટલી જ છે $(1 + 1 = 1 + 1)$.

(D) $H_2S$ નું વિયોજન આ મુજબ છે: $H_2S \rightleftharpoons 2H^{+} + S^{2-}$.
જ્યારે $NH_4OH$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે તે આ રીતે વિયોજિત થાય છે: $NH_4OH \rightleftharpoons NH_4^{+} + OH^{-}$.
$OH^{-}$ આયનો $H_2S$ માંથી મળતા $H^{+}$ આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને પાણી બનાવે છે: $H^{+} + OH^{-} \rightleftharpoons H_2O$.
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,$H^{+}$ આયનો દૂર થવાથી $H_2S$ ના વિયોજનનું સંતુલન જમણી તરફ ખસે છે.
તેથી,$S^{2-}$ ની સાંદ્રતા વધે છે.

(B) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો $CO_2$ સિસ્ટમમાંથી બહાર નીકળી જાય,તો $CO_2$ ની સાંદ્રતા ઘટે છે.
આ ફેરફારને સંતુલિત કરવા માટે,સંતુલન પાછળની દિશામાં ખસે છે જેથી વધુ $CO_2$ ઉત્પન્ન થાય.
જેમ પ્રક્રિયા પાછળની દિશામાં ખસે છે,તેમ $H^{+}$ આયનો $H_2CO_3$ બનાવવા માટે વપરાય છે,જે પછી $H_2O$ અને $CO_2$ માં વિઘટિત થાય છે.
પરિણામે,$H^{+}$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટે છે,જેનાથી $pH$ માં વધારો થાય છે.

(D) વાન હોફ સમીકરણ મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે,સંતુલન અચળાંક $K_c$ તાપમાનના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
જ્યારે ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયાનું તાપમાન વધારવામાં આવે છે,ત્યારે લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ વધારાની ગરમીને શોષવા માટે પ્રક્રિયા પાછળની દિશામાં આગળ વધે છે.
પરિણામે,તાપમાનમાં વધારો થવાથી સંતુલન અચળાંક $K_c$ નું મૂલ્ય ઘટે છે.

(C) પ્રક્રિયા $CaCO_3(s) \rightleftharpoons CaO(s) + CO_2(g)$ એ બંધ સિસ્ટમમાં થતી પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા છે.
જો કે,જ્યારે પ્રક્રિયા ખુલ્લા પાત્રમાં કરવામાં આવે છે,ત્યારે વાયુરૂપ નીપજ $CO_2$ વાતાવરણમાં મુક્ત થાય છે.
લી ચેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સિસ્ટમમાંથી નીપજ દૂર કરવાથી સંતુલન આગળની દિશામાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
પરિણામે,પ્રક્રિયા પૂર્ણતા તરફ આગળ વધે છે.

(C) પ્રક્રિયા $CaCO_{3(s)} \rightleftharpoons CaO_{(s)} + CO_{2(g)}$ એ પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો નીપજોમાંથી કોઈ એકને સતત દૂર કરવામાં આવે,તો સંતુલન આગળની દિશામાં ખસે છે.
લાઈમ કિલ્નમાં,$CO_{2(g)}$ એક વાયુ છે જે ઉત્પન્ન થતાની સાથે જ વાતાવરણમાં બહાર નીકળી જાય છે.
$CO_2$ સતત દૂર થતું હોવાથી,પ્રક્રિયા આગળની દિશામાં પૂર્ણ થાય છે.

(C) આણ્વિય ક્લોરિનનું પરમાણ્વિય ક્લોરિનમાં વિઘટન એ ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા છે:
$Cl_2(g) \to 2Cl(g), \Delta H > 0$.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,વાયુના મોલની સંખ્યામાં વધારો ( $1$ મોલથી $2$ મોલ) ધરાવતી ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા માટે,ઊંચું તાપમાન પુરોગામી પ્રક્રિયાને અનુકૂળ બનાવે છે.
વધુમાં,નીચું દબાણ વાયુના વધુ મોલ ધરાવતી બાજુને અનુકૂળ બનાવે છે.
તેથી,ઊંચું તાપમાન અને નીચું દબાણ એ અનુકૂળ શરતો છે.

(C) પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયામાં ઉદ્દીપકનું કાર્ય સંતુલન ઝડપથી પ્રાપ્ત કરવામાં મદદ કરવાનું છે.
ઉદ્દીપક પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓના દરને સમાન પ્રમાણમાં વધારે છે.
જોકે,તે સંતુલન અચળાંકના મૂલ્યને અસર કરતું નથી.

(D) ઉદ્દીપક પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓ માટે ઓછી સક્રિયકરણ ઊર્જા સાથે વૈકલ્પિક પ્રક્રિયા માર્ગ પૂરો પાડે છે.
આનાથી પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓનો દર સમાન પ્રમાણમાં વધે છે.
પરિણામે,ઉદ્દીપક સંતુલન અચળાંક અથવા સંતુલનની સ્થિતિ બદલતું નથી,પરંતુ તે સિસ્ટમને ઝડપથી સંતુલન અવસ્થા પ્રાપ્ત કરવામાં મદદ કરે છે.

(C) ઉદ્દીપક પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓ માટે ઓછી સક્રિયકરણ ઊર્જા સાથેનો વૈકલ્પિક માર્ગ પૂરો પાડે છે.
તે બંને પ્રક્રિયાઓના વેગમાં સમાન પ્રમાણમાં વધારો કરે છે.
તેથી,સંતુલન સ્થાન અને સંતુલન સાંદ્રતા બદલાતી નથી.
ઉપરાંત,સંતુલન અચળાંક $(K_{eq})$ માત્ર તાપમાન પર આધાર રાખે છે અને ઉદ્દીપકની હાજરીથી પ્રભાવિત થતો નથી.

(C) ઉદ્દીપકની હાજરીમાં,પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓના વેગ સમાન રીતે વધે છે.
આનાથી સિસ્ટમ ઓછા સમયમાં સંતુલન અવસ્થા પ્રાપ્ત કરી શકે છે.
જો કે,ઉદ્દીપક પ્રક્રિયાની અંતિમ સંતુલન સ્થિતિ અથવા સંતુલન અચળાંકમાં કોઈ ફેરફાર કરતું નથી.

(C) ઉદ્દીપક પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓ માટે ઓછી સક્રિયકરણ ઊર્જા સાથેનો વૈકલ્પિક માર્ગ પૂરો પાડે છે.
તે બંને પ્રક્રિયાઓના દરને સમાન રીતે વધારે છે,જેનાથી પ્રણાલી ઝડપથી સંતુલન પ્રાપ્ત કરી શકે છે.
જોકે,તે સંતુલન અચળાંક અથવા સંતુલન મિશ્રણની અંતિમ રચનામાં ફેરફાર કરતું નથી.

(D) ચૂનાના પથ્થરનું વિઘટન એ પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા છે: $CaCO_3(s) \rightleftharpoons CaO(s) + CO_2(g)$.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયામાં નીપજનું ઉત્પાદન વધારવા માટે,નીપજની સાંદ્રતા ઘટાડવી જોઈએ.
તેથી,કિલ્નમાંથી સતત $CO_2$ ને બહાર કાઢવાથી,સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસે છે અને વધુ $CO_2$ ઉત્પન્ન થાય છે.

(C) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રક્રિયા પાત્રના કદમાં ફેરફાર ત્યારે જ સંતુલન પર અસર કરે છે જો પ્રક્રિયકો અને નીપજો વચ્ચે વાયુરૂપ ઘટકોના મોલની સંખ્યામાં ફેરફાર થતો હોય (એટલે કે $\Delta n_g \neq 0$).
જો $\Delta n_g = 0$ હોય,તો કદ અથવા દબાણમાં ફેરફાર કરવાથી સંતુલન પર કોઈ અસર થતી નથી.
વિકલ્પ $A$ માટે: $\Delta n_g = (1+1) - 1 = 1$.
વિકલ્પ $B$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1+3) = -2$.
વિકલ્પ $C$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1+1) = 0$.
વિકલ્પ $D$ માટે: $\Delta n_g = (1+1) - 1 = 1$.
વિકલ્પ $C$ માટે $\Delta n_g = 0$ હોવાથી,તે કદમાં ફેરફારથી અસર પામતું નથી.

(C) પ્રક્રિયાના વેગ પર દબાણની અસર વાયુરૂપ નીપજો અને પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યામાં થતા ફેરફાર $(\Delta n_g)$ પર આધાર રાખે છે.
જો $\Delta n_g = 0$ હોય,તો દબાણનો ફેરફાર સંતુલન કે પ્રક્રિયાના વેગને અસર કરતું નથી.
પ્રક્રિયા $N_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g)$ માટે:
$\Delta n_g = (n_{\text{products}}) - (n_{\text{reactants}}) = 2 - (1 + 1) = 0$.
તેથી,આ પ્રક્રિયાનો વેગ દબાણના ફેરફારથી સ્વતંત્ર છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $N_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g)$ છે,જેમાં $\Delta H = +ve$ છે,જેનો અર્થ છે કે તે ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા માટે,તાપમાનમાં વધારો કરવાથી સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસે છે જેથી વધારાની ઉષ્માનું શોષણ થઈ શકે.
વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $(1+1=2)$ એ વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $(2)$ જેટલી હોવાથી,દબાણમાં ફેરફારની સંતુલન પર કોઈ અસર થશે નહીં.
તેથી,$NO$ ની બનાવટ તાપમાન વધારવાથી અનુકૂળ બને છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$ છે,જ્યાં $\Delta H = -198.2 \, kJ/mol$ છે.
$1$. દબાણની અસર: પ્રક્રિયામાં વાયુના મોલની સંખ્યામાં ઘટાડો થાય છે ($3$ મોલ પ્રક્રિયકમાંથી $2$ મોલ નીપજ). લ-શટેલીયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઊંચું દબાણ ઓછા મોલ ધરાવતી દિશામાં સંતુલન ખસેડે છે,તેથી ઊંચું દબાણ $SO_3$ ની પ્રાપ્તિ વધારે છે.
$2$. તાપમાનની અસર: પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક $(\Delta H < 0)$ છે. લ-શટેલીયરના સિદ્ધાંત મુજબ,નીચું તાપમાન પુરોગામી (ઉષ્માક્ષેપક) પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
$3$. સાંદ્રતાની અસર: પ્રક્રિયકો ($SO_2$ અને $O_2$) ની સાંદ્રતા વધારવાથી સંતુલન જમણી બાજુ ખસે છે,જે $SO_3$ ની પ્રાપ્તિ વધારે છે.
તેથી,ઊંચું દબાણ,નીચું તાપમાન અને પ્રક્રિયકોની ઊંચી સાંદ્રતા $SO_3$ ની મહત્તમ પ્રાપ્તિ માટે અનુકૂળ છે.