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

(D) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જ્યારે અચળ કદે સંતુલિત પ્રણાલીમાં નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રણાલીનું કુલ દબાણ વધે છે,પરંતુ પ્રક્રિયા કરતા ઘટકોના આંશિક દબાણમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
આંશિક દબાણ (અને તેથી સાંદ્રતા) બદલાતી ન હોવાથી,સંતુલન સ્થાન પર કોઈ અસર થતી નથી.
તેથી,$SO_2Cl_2$,$SO_2$ અને $Cl_2$ ની સાંદ્રતામાં કોઈ ફેરફાર થશે નહીં.

(D) જ્યારે અચળ કદે સંતુલન ધરાવતી પ્રણાલીમાં $Kr$ જેવો નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે પ્રણાલીનું કુલ દબાણ વધે છે,પરંતુ પ્રક્રિયકો અને નીપજોના આંશિક દબાણમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.
આંશિક દબાણમાં ફેરફાર થતો ન હોવાથી,પ્રક્રિયા ભાગફળ $Q_c$ એ સંતુલન અચળાંક $K_c$ જેટલું જ રહે છે.
તેથી,$n$ (જ્યાં $n = \Delta n_g$ એ વાયુરૂપ ઘટકોના મોલની સંખ્યામાં થતો ફેરફાર છે) ના કોઈપણ મૂલ્ય માટે,અચળ કદે નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવાથી સંતુલન પર કોઈ અસર થતી નથી.

(C) લી-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ:
$1$. ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયાઓ $(\Delta H > 0)$ માટે,ઉંચું તાપમાન પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
$2$. ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયાઓ $(\Delta H < 0)$ માટે,નીચું તાપમાન પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
$3$. જે પ્રક્રિયાઓમાં $\Delta n_g = 0$ હોય,તે સંતુલન દબાણથી સ્વતંત્ર હોય છે.
વિશ્લેષણ:
$P: A_{2(g)} B_{2(g)} \rightleftharpoons 2AB_{(g)}$ (ઉષ્માશોષક,$\Delta n_g = 0$). ઉંચા તાપમાન $(1)$ દ્વારા અને દબાણથી સ્વતંત્ર $(5)$ છે.
$Q: 2AB_{2(g)} B_{2(g)} \rightleftharpoons 2AB_{3(g)}$ (ઉષ્માક્ષેપક,$\Delta n_g = -1$). નીચા તાપમાન $(2)$ દ્વારા પ્રોત્સાહિત થાય છે.
$R: 2AB_{3(g)} \rightleftharpoons A_{2(g)} 3B_{2(g)}$ (ઉષ્માશોષક,$\Delta n_g = 2$). ઉંચા તાપમાન $(3)$ દ્વારા પ્રોત્સાહિત થાય છે.
મેળવણી: $P-(1, 5), Q-(2), R-(3)$.
સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $PCl_{5(g)} \rightleftharpoons PCl_{3(g)} + Cl_{2(g)}$ છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સંતુલન તે દિશામાં ખસે છે જે ફેરફારની અસરને નાબૂદ કરે.
અચળ કદે નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવાથી પ્રક્રિયકોના આંશિક દબાણમાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી,તેથી સંતુલન પર કોઈ અસર થતી નથી.
$Cl_2$ (નીપજ) ઉમેરવાથી નીપજની સાંદ્રતા વધે છે,જે સંતુલનને પ્રતિગામી દિશામાં ખસેડે છે.
અચળ દબાણે નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવાથી તંત્રનું કુલ કદ વધે છે.
અહીં વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $(2)$ એ વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $(1)$ કરતા વધારે હોવાથી,કદ વધારવાથી સંતુલન વધુ મોલ ધરાવતી દિશામાં એટલે કે પુરોગામી દિશામાં ખસે છે.

(C) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ:
$1$. $NaNO_3$ અને $NaNO_2$ ઘન પદાર્થો છે. વધુ ઘન પદાર્થ ઉમેરવાથી તેમના સક્રિય દળમાં ફેરફાર થતો નથી,તેથી તે સંતુલનને ખસેડતું નથી.
$2$. પ્રક્રિયામાં $O_{2(g)}$ નું ઉત્પાદન થાય છે. દબાણ વધારવાથી સંતુલન વાયુના ઓછા મોલ ધરાવતી બાજુ તરફ ખસશે,જે પ્રતિગામી દિશા ($NaNO_3$ તરફ) છે.
$3$. $NaNO_3$ નું વિઘટન એ ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા છે $(\Delta H > 0)$. લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,તાપમાન ઘટાડવાથી સંતુલન પ્રતિગામી દિશામાં (ઉષ્માક્ષેપક દિશામાં) ખસશે.
$4$. તેથી,વિકલ્પ $C$ સાચો છે કારણ કે દબાણ વધારવાથી વાયુમય મોલની ઓછી સંખ્યા ધરાવતી બાજુને પ્રોત્સાહન મળે છે.

(A) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ:
$1$. ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા $(\Delta H < 0)$ માટે,તાપમાન ઘટાડવાથી પુરોગામી પ્રક્રિયાને વેગ મળે છે અને વધુ નિપજ મળે છે.
$2$. પ્રક્રિયામાં વાયુમય મોલની સંખ્યામાં ફેરફાર: $\Delta n_g = 2 - (1 + 4) = 2 - 5 = -3$.
$3$. $\Delta n_g < 0$ હોવાથી,દબાણ વધારવાથી સંતુલન ઓછા મોલ ધરાવતી બાજુ એટલે કે નિપજ તરફ ખસે છે.
$4$. તેથી,નીચું તાપમાન અને ઉંચું દબાણ $XY_4$ નિપજ મેળવવા માટે અનુકૂળ છે.

(C) $1$. એક જ પાત્રમાં થતી બે સંતુલન પ્રક્રિયાઓ ધ્યાનમાં લો:
$(i)$ $PCl_{5(g)} \rightleftharpoons PCl_{3(g)} + Cl_{2(g)}$
(ii) $COCl_{2(g)} \rightleftharpoons CO_{(g)} + Cl_{2(g)}$
$2$. જ્યારે પાત્રમાં $CO_{(g)}$ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે લે-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રક્રિયા (ii) નું સંતુલન પાછળની દિશામાં ખસશે જેથી ઉમેરેલા $CO_{(g)}$ નો વપરાશ થાય.
$3$. જેમ પ્રક્રિયા (ii) પાછળની દિશામાં ખસે છે,તેમ $Cl_{2(g)}$ ની સાંદ્રતા ઘટે છે.
$4$. હવે,પ્રક્રિયા $(i)$ ધ્યાનમાં લો. $Cl_{2(g)}$ ની સાંદ્રતા ઘટી હોવાથી,પ્રક્રિયા $(i)$ નું સંતુલન $Cl_{2(g)}$ ના ઘટાડાને સરભર કરવા માટે આગળની દિશામાં ખસશે.
$5$. જેમ પ્રક્રિયા $(i)$ આગળની દિશામાં ખસે છે,તેમ $PCl_{5(g)}$ નું વિઘટન થઈને વધુ $PCl_{3(g)}$ અને $Cl_{2(g)}$ બને છે.
$6$. તેથી,$PCl_{5(g)}$ નું પ્રમાણ ઘટે છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયામાં વાયુરૂપ પ્રક્રિયકો અને નીપજોના મોલની સંખ્યા સમાન છે ($1+1 = 2$ પ્રક્રિયકો અને $1+1 = 2$ નીપજો). તેથી,કદમાં ફેરફાર કરવાથી સંતુલન પર કોઈ અસર થતી નથી. ઉદ્દીપક ઉમેરવાથી સંતુલન અચળાંક બદલાતો નથી. લે-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રક્રિયક $(CO_{(g)})$ ની સાંદ્રતા વધારવાથી સંતુલન આગળની દિશામાં ખસે છે,જેથી $CO_{2(g)}$ નું પ્રમાણ વધે છે.

(B) $1$. આપેલી પ્રક્રિયા $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)} + 21.9 \, kcal$ છે.
$2$. આ પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક $(\Delta H < 0)$ છે,તેથી લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઓછું તાપમાન પુરોગામી પ્રક્રિયાને (એમોનિયાના ઉત્પાદનને) પ્રોત્સાહન આપે છે.
$3$. વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $1 + 3 = 4$ છે અને વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $2$ છે. પુરોગામી પ્રક્રિયામાં મોલની સંખ્યામાં ઘટાડો થતો હોવાથી,ઊંચું દબાણ પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
$4$. તેથી,એમોનિયાના ઉત્પાદન માટે ઓછું તાપમાન અને ઊંચું દબાણ આદર્શ પરિસ્થિતિઓ છે.

(C) લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ:
$1$. ઉંચા તાપમાન માટે: પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક $(\Delta H = +ve)$ હોવી જોઈએ જેથી ઉષ્માનું શોષણ થાય અને સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસે.
$2$. ઉંચા દબાણ માટે: પ્રક્રિયામાં વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા પ્રક્રિયકો કરતા ઓછી હોવી જોઈએ $(\Delta n_g < 0)$.
$3$. વિકલ્પ $C$ તપાસતા: $Cl_{2(g)} + 2O_{2(g)} \rightleftharpoons 2ClO_{2(g)}$. અહીં,$\Delta H = +ve$ (ઉષ્માશોષક) અને $\Delta n_g = 2 - (1+2) = -1$. $\Delta n_g < 0$ હોવાથી,ઉંચું દબાણ પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે. આમ,પ્રક્રિયા $C$ માં ઉંચું તાપમાન અને ઉંચું દબાણ બંને નીપજની પ્રાપ્તિમાં મદદરૂપ થાય છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $Cl_{2(g)} + 3F_{2(g)} \rightleftharpoons 2ClF_{3(g)}$ છે,જેમાં $\Delta H = -329 \, kJ$ છે.
$\Delta H < 0$ હોવાથી,આ પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયામાં તાપમાન વધારવાથી સંતુલન ડાબી બાજુ (પ્રક્રિયક તરફ) ખસે છે,જેથી $ClF_3$ નું પ્રમાણ ઘટે છે.
વધુ પ્રક્રિયક $(F_2)$ ઉમેરવાથી સંતુલન જમણી બાજુ (નીપજ તરફ) ખસે છે,જેથી $ClF_3$ ની માત્રા વધે છે.
$Cl_2$ દૂર કરવાથી સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે.
પાત્રનું કદ વધારવાથી જે બાજુ વાયુના મોલ વધારે હોય તે બાજુ સંતુલન ખસે છે. અહીં પ્રક્રિયક બાજુ $4$ મોલ અને નીપજ બાજુ $2$ મોલ છે,તેથી કદ વધારવાથી સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે.

(A) લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણ વધારવાથી સંતુલન વાયુરૂપ મોલની સંખ્યા ઓછી હોય તે દિશામાં ખસે છે.
પ્રક્રિયા $A$ માટે: $\Delta n_g = (1 + 1) - 1 = +1$. અહીં નીપજોના મોલની સંખ્યા પ્રક્રિયકો કરતા વધારે હોવાથી,દબાણ વધારતા સંતુલન પ્રતિગામી દિશામાં ખસશે.
પ્રક્રિયા $B$ અને $C$ માટે,$\Delta n_g$ ઋણ છે,તેથી દબાણ વધારતા તે પુરોગામી દિશામાં ખસશે.
પ્રક્રિયા $D$ માટે,$\Delta n_g = 2 - (1 + 1) = 0$,તેથી દબાણની કોઈ અસર થશે નહીં.

(A) $N_2O_{4(g)} \rightleftharpoons 2NO_{2(g)}$ પ્રક્રિયા માટે,વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $(2 \ mol)$ એ વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $(1 \ mol)$ કરતા વધારે છે.
લ-શટેલીયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણ વધારવાથી (અથવા મિશ્રણનું સંકોચન કરવાથી) સંતુલન એ દિશામાં ખસે છે જ્યાં વાયુના મોલની સંખ્યા ઓછી હોય જેથી દબાણ ઘટી શકે.
તેથી,સંતુલન પ્રતિગામી દિશામાં (પ્રક્રિયકની તરફ) ખસે છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $CO_{2(s)} \rightleftharpoons CO_{2(g)}$,$\Delta H = +ve$ છે.
$\Delta H$ ધન હોવાથી,આ પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક છે.
લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા માટે તાપમાન ઘટાડતા સંતુલન પાછળની દિશામાં ખસે છે.
તેથી,પ્રક્રિયક $CO_{2(s)}$ નું પ્રમાણ વધે છે.

(C) લે-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,તાપમાનમાં વધારો કરવાથી ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા $(\Delta H > 0)$ ને પ્રોત્સાહન મળે છે.
$1$. $CO_{(g)} + H_2O_{(g)} \rightleftharpoons CO_{2(g)} + H_{2(g)}$ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે.
$2$. $2SO_{2(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2SO_{3(g)}$ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે.
$3$. $H_2O_{(g)} \rightleftharpoons H_{2(g)} + \frac{1}{2}O_{2(g)}$ એ ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા છે.
$4$. $4HCl_{(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2H_2O_{(g)} + 2Cl_{2(g)}$ એ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે.
તેથી,તાપમાન વધારવાથી ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા પુરોગામી દિશામાં જશે,જે વિકલ્પ $C$ છે.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $2A_{(g)} + B_{(g)} \rightleftharpoons C_{(g)} + 362 \, kcal$ છે.
પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક $(\Delta H < 0)$ હોવાથી,લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,નીચું તાપમાન સંતુલનને જમણી તરફ ખસેડશે,જે નીપજોના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપે છે.
દબાણની અસર માટે,આપણે વાયુના મોલની સંખ્યામાં ફેરફાર જોઈએ છીએ: $\Delta n_g = n_{\text{products}} - n_{\text{reactants}} = 1 - (2 + 1) = -2$.
$\Delta n_g < 0$ હોવાથી,દબાણમાં વધારો સંતુલનને વાયુના ઓછા મોલ ધરાવતી બાજુ એટલે કે નીપજ તરફ ખસેડશે.
તેથી,ઊંચું દબાણ અને નીચું તાપમાન $C$ ના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપે છે.

(A) લે-શેટેલિયરનો સિદ્ધાંત જણાવે છે કે જો સંતુલન પર રહેલી કોઈ પ્રણાલીમાં સાંદ્રતા,તાપમાન અથવા દબાણમાં ફેરફાર કરવામાં આવે,તો પ્રણાલી તે ફેરફારની અસરને નાબૂદ કરવા માટે પોતાની જાતને ગોઠવે છે અને નવું સંતુલન સ્થાપિત કરે છે. આ સિદ્ધાંત ફક્ત $A$ (પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયાઓ) ને લાગુ પડે છે જે ગતિશીલ સંતુલનની સ્થિતિમાં હોય છે.

(B) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણમાં વધારો કરવાથી સંતુલન એ તરફ ખસે છે જ્યાં વાયુમય અણુઓની સંખ્યા ઓછી હોય.
આપેલ પ્રક્રિયામાં,વાયુમય પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $1$ $(H_2O)$ છે અને વાયુમય નીપજોના મોલની સંખ્યા $2$ $(H_2 + CO)$ છે.
વાયુમય નીપજોના મોલની સંખ્યા પ્રક્રિયકો કરતા વધારે હોવાથી,દબાણ વધારતા સંતુલન પ્રતિગામી દિશામાં ખસશે.

(A) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સંતુલન મિશ્રણમાં $SCN^-$ આયન ઉમેરવાથી પ્રક્રિયા પુરોગામી દિશામાં આગળ વધશે જેથી ઉમેરેલા પ્રક્રિયકનો વપરાશ થાય.
આના પરિણામે નીપજ $[Fe(SCN)]^{2+}$ ની સાંદ્રતામાં વધારો થશે.
તેથી,દ્રાવણનો ઘેરો લાલ રંગ વધુ ઘેરો બનશે.

(D) લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો પ્રક્રિયા પાત્રનું કદ વધારવામાં આવે,તો દબાણ ઘટે છે.
આ ફેરફારને દૂર કરવા માટે,સંતુલન વાયુના મોલની સંખ્યા વધારે હોય તે દિશામાં ખસે છે.
અહીં કદ વધારતા વિયોજન અંશ ઘટે છે,જેનો અર્થ છે કે સંતુલન પ્રતિગામી દિશામાં (પ્રક્રિયક $A$ તરફ) ખસે છે.
આ ત્યારે જ શક્ય છે જ્યારે નીપજના વાયુમય મોલની સંખ્યા પ્રક્રિયકના વાયુમય મોલની સંખ્યા કરતા ઓછી હોય.
તેથી,$(l + m) < a$ અથવા $a > (l + m)$.

(C) આપેલ પ્રક્રિયા $H_2 \rightleftharpoons H + H$ છે.
$\Delta H = +ve$ હોવાથી,પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક છે.
લી-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,તાપમાનમાં વધારો ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
વધુમાં,પુરોગામી પ્રક્રિયામાં વાયુના મોલની સંખ્યા $1$ થી વધીને $2$ થાય છે.
તેથી,દબાણમાં ઘટાડો પુરોગામી પ્રક્રિયાને અનુકૂળ બનાવે છે.
આમ,ઊંચું તાપમાન અને નીચું દબાણ અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓ છે.

(B) પ્રક્રિયા $2NO \rightleftharpoons N_2 + O_2$ (ઉષ્માક્ષેપક) છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે તાપમાનમાં ઘટાડો કરવાથી સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસે છે.
તેથી,તાપમાનમાં ઘટાડો થવાથી $NO$ નું વિયોજન વધે છે.

(D) આપેલ પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે: $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g) + \text{Heat}$.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે તાપમાન ઘટાડવાથી પુરોગામી પ્રક્રિયાને વેગ મળે છે.
વધુમાં,પ્રક્રિયકોની સાંદ્રતા વધારવાથી (જેમ કે $O_2$ અથવા $SO_2$) અથવા નીપજોની સાંદ્રતા ઘટાડવાથી (જેમ કે $SO_3$) સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,ઓક્સિજન $(O_2)$ ઉમેરવાથી પ્રક્રિયકોની સાંદ્રતા વધે છે,જે સંતુલનને જમણી બાજુ (પુરોગામી દિશામાં) ખસેડે છે.

(A) પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા માટે $K_p = K_c(RT)^{\Delta n}$ સંબંધ છે.
અહીં $K_c > K_p$ હોવાથી $\Delta n$ નું મૂલ્ય ઋણ છે.
ઋણ $\Delta n$ સૂચવે છે કે વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા પ્રક્રિયકો કરતા ઓછી છે.
લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણ ઘટાડવાથી પ્રક્રિયા પ્રક્રિયકની દિશામાં ખસશે,જેથી નીપજનું નિર્માણ ઘટશે.
$\Delta H = +40 \, kcal$ હોવાથી પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક છે.
તાપમાન ઘટાડવાથી પ્રક્રિયા પ્રક્રિયકની દિશામાં ખસશે,જેથી નીપજનું નિર્માણ ઘટશે.
આમ,દબાણ અને તાપમાન બંનેમાં ઘટાડો કરવાથી નીપજનું નિર્માણ ઓછું થશે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા $3X_{(g)} + Y_{(g)} \rightleftharpoons X_3Y_{(g)}$ છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સંતુલન સ્થાન સાંદ્રતા,દબાણ અને તાપમાનમાં ફેરફાર દ્વારા અસર પામે છે.
$1$. દબાણ: વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $(3+1=4)$ અને વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $(1)$ અલગ હોવાથી,દબાણમાં ફેરફાર સંતુલનને અસર કરશે.
$2$. તાપમાન: $X$ અને $Y$ માંથી $X_3Y$ બનવાની પ્રક્રિયામાં એન્થાલ્પીમાં ફેરફાર થાય છે,તેથી તાપમાન સંતુલન અચળાંક અને સંતુલન સ્થાનને અસર કરશે.
$3$. ઉદ્દીપક: ઉદ્દીપક માત્ર પુરોગામી અને પ્રતિગામી પ્રક્રિયાના વેગમાં સમાન વધારો કરે છે અને સંતુલન સ્થાન કે નીપજના પ્રમાણમાં ફેરફાર કરતું નથી.
તેથી,$X_3Y_{(g)}$ નું પ્રમાણ તાપમાન અને દબાણ બંને દ્વારા અસર પામે છે.

(C) લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જ્યારે અચળ દબાણે પ્રક્રિયામાં નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવામાં આવે છે,ત્યારે દબાણ જાળવી રાખવા માટે સિસ્ટમનું કદ વધે છે.
આનાથી પ્રક્રિયક જાતિઓના આંશિક દબાણમાં ઘટાડો થાય છે.
સંતુલન તે દિશામાં ખસે છે જ્યાં વાયુરૂપ નીપજોના મોલની કુલ સંખ્યા વધારે હોય.
પ્રક્રિયા $N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3(g)}$ માટે,વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $1 + 3 = 4$ છે અને વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $2$ છે.
કદમાં વધારાને સરભર કરવા માટે સંતુલન વધુ મોલ ધરાવતી બાજુ તરફ ખસશે.
તેથી,સંતુલન ડાબી બાજુ (પ્રક્રિયકો તરફ) ખસશે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $2NO \rightleftharpoons N_2 + O_2 + x \, cal$ છે.
પ્રક્રિયામાં ઉષ્મા મુક્ત થતી હોવાથી $(x \, cal)$,તે ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે.
લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે નીચું તાપમાન પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
અહીં વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલ $(2)$ અને નીપજોના મોલ $(1+1=2)$ સમાન હોવાથી,દબાણની સંતુલન પર કોઈ અસર થતી નથી.
તેથી,પુરોગામી પ્રક્રિયા ($NO$ નું વિયોજન) માટે નીચું તાપમાન જરૂરી છે.

(A) લે-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો સંતુલન સમયે પ્રણાલીમાં નીપજ $(Cl_2)$ ઉમેરવામાં આવે,તો સંતુલન ફેરફારને દૂર કરવા માટે પ્રતિગામી દિશામાં ખસશે.
$(1)$ $Cl_2$ ઉમેરવાથી $SO_2$,$Cl_2$ અને $SO_2Cl_2$ ત્રણેયની સાંદ્રતામાં ફેરફાર થાય છે કારણ કે પ્રણાલી ફરીથી સંતુલન પ્રાપ્ત કરે છે.
$(2)$ પ્રક્રિયા પ્રતિગામી દિશામાં ખસતી હોવાથી,$Cl_2$ વપરાય છે,ઉત્પન્ન થતું નથી. તેથી,વિધાન $(2)$ ખોટું છે.
$(3)$ પ્રક્રિયા પ્રતિગામી દિશામાં ખસતી હોવાથી,$SO_2$ એ $Cl_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને વધુ $SO_2Cl_2$ બનાવે છે. તેથી,$SO_2$ ની સાંદ્રતા ઘટે છે અને $SO_2Cl_2$ ની સાંદ્રતા વધે છે. તેથી,વિધાન $(3)$ સાચું છે.
આમ,વિધાનો $(1)$ અને $(3)$ સાચા છે.

(B) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો સંતુલન પર રહેલી વાયુરૂપ પ્રણાલીનું દબાણ ઘટાડવામાં આવે,તો સંતુલન તે દિશામાં ખસે છે જ્યાં વાયુરૂપ ઘટકોના મોલની સંખ્યા વધતી હોય.
આપેલ પ્રક્રિયામાં: $2A_{(s)} + 3B_{(g)} \rightleftharpoons 3C_{(g)} + D_{(g)} + Q$.
વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $3$ છે ($3B_{(g)}$ માંથી).
વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $3 + 1 = 4$ છે ($3C_{(g)} + D_{(g)}$ માંથી).
અહીં નીપજોના મોલ $(4)$ એ પ્રક્રિયકોના મોલ $(3)$ કરતા વધારે હોવાથી,દબાણ ઘટાડતા સંતુલન નીપજની દિશામાં (જમણી બાજુ) ખસશે.
તેથી,નીપજો $C$ અને $D$ ની સાંદ્રતા વધશે.

(C) આણ્વિય હાઇડ્રોજનનું પરમાણ્વીય હાઇડ્રોજનમાં વિયોજન નીચેના સમીકરણ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે: $H_{2(g)} \rightleftharpoons 2H_{(g)}$.
આ પ્રક્રિયામાં રાસાયણિક બંધ તૂટે છે,જે ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા $(\Delta H > 0)$ છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા માટે,તાપમાનમાં વધારો પુરોગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે.
વધુમાં,વાયુના મોલની સંખ્યા પ્રક્રિયક બાજુ $1 \text{ mole}$ થી વધીને નીપજ બાજુ $2 \text{ moles}$ થાય છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણમાં ઘટાડો વાયુના વધુ મોલ ધરાવતી બાજુને પ્રોત્સાહન આપે છે.
તેથી,$H_2$ નું $H$ માં વિયોજન માટે ઊંચું તાપમાન અને નીચું દબાણ આદર્શ પરિસ્થિતિઓ છે.

(A) $Br_2 \rightleftharpoons 2Br$ પ્રક્રિયા માટે,સંતુલન અચળાંક નીચે મુજબ છે:
$T_1 = 500 \, K$ પર,$K_1 = 1 \times 10^{-10}$
$T_2 = 700 \, K$ પર,$K_2 = 1 \times 10^{-5}$
અહીં તાપમાન વધતા $(T_2 > T_1)$ સંતુલન અચળાંકનું મૂલ્ય પણ વધે છે $(K_2 > K_1)$,તેથી આ પ્રક્રિયા ઉષ્માશોષક છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયામાં તાપમાન વધારતા સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસે છે,જેનાથી સંતુલન અચળાંક $K$ નું મૂલ્ય વધે છે.

(D) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ:
$1$. નીચા દબાણે સંતુલન પ્રતિગામી દિશામાં ખસે તે માટે,વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા કરતા ઓછી હોવી જોઈએ,એટલે કે $(a + b) > (c + d)$.
$2$. ઊંચા તાપમાને સંતુલન પ્રતિગામી દિશામાં ખસે તે માટે,પુરોગામી પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક હોવી જોઈએ,એટલે કે $\Delta H < 0$.

(D) $Le \text{ } Chatelier$ ના સિદ્ધાંત મુજબ,સંતુલન પર રહેલી પ્રક્રિયામાં દબાણ વધારતા તે દિશામાં સંતુલન ખસે છે જ્યાં વાયુરૂપ મોલની સંખ્યામાં ઘટાડો થતો હોય.
પ્રક્રિયા $CO_{(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons CH_{4(g)} + H_2O_{(g)}$ માં,પ્રક્રિયકોના વાયુરૂપ મોલ $1 + 3 = 4$ છે અને નીપજોના વાયુરૂપ મોલ $1 + 1 = 2$ છે.
અહીં પુરોગામી દિશામાં મોલની સંખ્યા ઘટે છે $(4 \rightarrow 2)$,તેથી દબાણ વધારતા સંતુલન જમણી તરફ ખસશે અને નીપજમાં વધારો થશે.

(B) $Le \ Chatelier$ ના સિદ્ધાંત મુજબ,જો સંતુલન પર રહેલી પ્રક્રિયામાં દબાણ વધારવામાં આવે,તો સંતુલન તે દિશામાં ખસે છે જ્યાં વાયુના મોલની સંખ્યા ઓછી હોય.
$H_2O_{(l)} \rightleftharpoons H_2O_{(g)}$ પ્રક્રિયામાં,નીપજ બાજુ $1 \ mole$ વાયુ છે,જ્યારે પ્રક્રિયક બાજુ $0 \ mole$ વાયુ છે.
દબાણ વધારવાથી પ્રવાહી અવસ્થા (ઓછા મોલ વાળી બાજુ) બનવાની પ્રક્રિયાને વેગ મળે છે.
તેથી,સંતુલન પ્રતિગામી દિશામાં ખસે છે.

(A) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રણાલીના કદમાં ફેરફાર કરવાથી સંતુલન પર અસર ત્યારે જ થાય છે જો વાયુરૂપ ઘટકોના કુલ મોલની સંખ્યામાં ફેરફાર થાય,એટલે કે $\Delta n_g \neq 0$.
વિકલ્પ $A$ માટે: $\Delta n_g = (2) - (1 + 1) = 0$.
અહીં $\Delta n_g = 0$ હોવાથી,કદમાં ફેરફાર કરવાથી સંતુલન બદલાશે નહીં અને ઘટકોના મોલની સંખ્યામાં કોઈ ફેરફાર થશે નહીં.
વિકલ્પ $B$,$C$ અને $D$ માટે $\Delta n_g \neq 0$ છે,તેથી કદમાં ફેરફાર કરવાથી સંતુલન પર અસર થશે.

(A) $Ice \rightleftharpoons Water$ ના સંતુલનમાં,પાણીની ઘનતા બરફ કરતા વધારે હોય છે,જેનો અર્થ છે કે ગલન પ્રક્રિયા દરમિયાન કદ ઘટે છે. લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણમાં વધારો એ દિશાને અનુકૂળ કરે છે જે કદમાં ઘટાડો લાવે છે. તેથી,દબાણ વધારવાથી સંતુલન પાણી બનવાની દિશામાં ખસે છે,જે બરફના ગલનબિંદુને ઘટાડે છે.

(C) લે-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જ્યારે સંતુલન પર રહેલા તંત્રનું કુલ દબાણ ઘટાડવામાં આવે,ત્યારે સંતુલન તે દિશામાં ખસે છે જ્યાં વાયુરૂપ ઘટકોના મોલની સંખ્યા વધતી હોય.
વિકલ્પ $A$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1 + 3) = -2$ (દબાણ ઘટાડતા સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે).
વિકલ્પ $B$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1 + 1) = 0$ (દબાણના ફેરફારની કોઈ અસર થતી નથી).
વિકલ્પ $C$ માટે: $\Delta n_g = 2 - 1 = +1$ (દબાણ ઘટાડતા સંતુલન જમણી બાજુ ખસે છે).
વિકલ્પ $D$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1 + 1) = 0$ (દબાણના ફેરફારની કોઈ અસર થતી નથી).
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) લે-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ:
$(1)$ અચળ કદે નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવાથી પ્રક્રિયકો કે નીપજોના આંશિક દબાણમાં ફેરફાર થતો નથી,તેથી સંતુલન પર કોઈ અસર થતી નથી.
$(2)$ અચળ કદે $Cl_{2(g)}$ ઉમેરવાથી નીપજની સાંદ્રતા વધે છે,જે સંતુલનને પ્રતિગામી દિશામાં ખસેડે છે.
$(3)$ અચળ દબાણે નિષ્ક્રિય વાયુ ઉમેરવાથી તંત્રનું કુલ કદ વધે છે,જેનાથી દરેક વાયુનું આંશિક દબાણ ઘટે છે. નીપજોના મોલની સંખ્યા $(2)$ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $(1)$ કરતા વધારે હોવાથી,સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસે છે.
$(4)$ પાત્રનું કદ વધારવાથી કુલ દબાણ ઘટે છે. લે-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સંતુલન જે બાજુ વાયુના મોલ વધારે હોય તે તરફ ખસે છે,જે નીપજની બાજુ છે (પુરોગામી દિશા).
$(5)$ અચળ કદે $PCl_{5(g)}$ ઉમેરવાથી પ્રક્રિયકની સાંદ્રતા વધે છે,જે સંતુલનને પુરોગામી દિશામાં ખસેડે છે.
આમ,પુરોગામી પ્રક્રિયા $(3), (4)$ અને $(5)$ દ્વારા થાય છે.

(B) રાસાયણિક સંતુલન પ્રક્રિયા: $2SO_3(g) \rightleftharpoons 2SO_2(g) + O_2(g)$ છે.
લ-શટેલીયરના સિદ્ધાંત મુજબ,જો અચળ તાપમાન અને કદ પર સંતુલિત પ્રણાલીનું કુલ દબાણ વધારવામાં આવે,તો સંતુલન એવી દિશામાં ખસશે જ્યાં વાયુના મોલની સંખ્યા ઘટે.
આ પ્રક્રિયામાં,પ્રક્રિયક બાજુ $2$ મોલ વાયુ છે અને નીપજ બાજુ $2 + 1 = 3$ મોલ વાયુ છે.
કુલ દબાણ વધારવાથી સંતુલન વાયુના ઓછા મોલ ધરાવતી બાજુ એટલે કે પ્રક્રિયક બાજુ $(SO_3)$ તરફ ખસશે.
તેથી,$SO_3$ નું વિયોજન ઘટશે.

(B) લે-શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,સંતુલન પર રહેલી પ્રક્રિયામાં દબાણ વધારવાથી સંતુલન વાયુમય મોલની ઓછી સંખ્યા ધરાવતી બાજુ તરફ ખસે છે.
પ્રક્રિયા $A$ માટે: $\Delta n_g = (1+1) - 1 = 1$. દબાણ વધારવાથી સંતુલન ડાબી બાજુ ખસે છે.
પ્રક્રિયા $B$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1+1) = 0$. વાયુમય પ્રક્રિયકો અને નિપજોના મોલની સંખ્યા સમાન હોવાથી,દબાણના ફેરફારની નિપજ પર કોઈ અસર થતી નથી.
પ્રક્રિયા $C$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1+3) = -2$. દબાણ વધારવાથી સંતુલન જમણી બાજુ ખસે છે (નિપજ વધે છે).
પ્રક્રિયા $D$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (2+1) = -1$. દબાણ વધારવાથી સંતુલન જમણી બાજુ ખસે છે (નિપજ વધે છે).
તેથી,પ્રક્રિયા $B$ માં ઉંચા દબાણથી નિપજની પ્રાપ્તિ વધતી નથી.

(A) લે-શાતેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,દબાણ વધારવાથી તે દિશામાં સંતુલન ખસે છે જ્યાં કદ ઘટે છે (અથવા ઘનતા વધે છે).
ઘનતા = $\frac{\text{દળ}}{\text{કદ}}$,જેનો અર્થ છે કે કદ = $\frac{\text{દળ}}{\text{ઘનતા}}$.
હીરાની ઘનતા $(3.5 \ g/mL)$ ગ્રેફાઈટ $(2.3 \ g/mL)$ કરતા વધારે હોવાથી,$1 \ g$ હીરાનું કદ $1 \ g$ ગ્રેફાઈટ કરતા ઓછું હોય છે.
તેથી,દબાણ વધારવાથી સંતુલન ઓછા કદવાળી બાજુ એટલે કે હીરા તરફ ખસે છે.
આમ,પ્રતિગામી પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન મળે છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g) + \text{Heat}$ છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે તાપમાન ઘટાડવાથી સંતુલન પુરોગામી દિશામાં ખસે છે,જેથી $SO_3$ ની નીપજ વધે છે.
વાયુરૂપ નીપજોના મોલની સંખ્યા $(2 \ mol)$ એ વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલની સંખ્યા $(3 \ mol)$ કરતા ઓછી હોવાથી,દબાણ વધારવાથી સંતુલન ઓછા મોલ ધરાવતી દિશામાં (પુરોગામી દિશામાં) ખસે છે.
તેથી,તાપમાન ઘટાડવાથી અને દબાણ વધારવાથી $SO_3$ ની નીપજ વધશે.

(A) આપેલ પ્રક્રિયા $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$ છે,જેમાં $\Delta H^o = -198 \, kJ$ છે.
$\Delta H^o < 0$ હોવાથી,આ પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક છે.
લ-શટેલીયરના સિદ્ધાંત મુજબ,ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે તાપમાનમાં ઘટાડો કરવાથી પુરોગામી પ્રક્રિયાને વેગ મળે છે.
દબાણની અસર માટે,આપણે વાયુના મોલની સંખ્યામાં થતો ફેરફાર જોઈએ: $\Delta n_g = 2 - (2 + 1) = -1$.
પુરોગામી દિશામાં વાયુના મોલની સંખ્યા ઘટતી હોવાથી,દબાણમાં વધારો કરવાથી પુરોગામી પ્રક્રિયાને વેગ મળે છે.
તેથી,અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓ તાપમાનમાં ઘટાડો અને દબાણમાં વધારો છે.

(B) ડાયક્રોમેટ અને ક્રોમેટ આયનો વચ્ચેનું સંતુલન આ મુજબ છે: $Cr_2O_7^{2-} + 2OH^- \rightleftharpoons 2CrO_4^{2-} + H_2O$.
બેઝિક માધ્યમમાં,$OH^-$ આયનોની સાંદ્રતા વધે છે.
લી શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,પ્રક્રિયક $(OH^-)$ ઉમેરવાથી સંતુલન આગળની દિશામાં (જમણી બાજુ) ખસે છે જેથી વધુ $CrO_4^{2-}$ આયનો ઉત્પન્ન થાય.
તેથી,બેઝિક માધ્યમમાં સંતુલન જમણી બાજુ ખસે છે.

(D) ઉદ્દીપક સક્રિયકરણ ઊર્જા $(E_a)$ ઘટાડીને પ્રક્રિયા માટે વૈકલ્પિક માર્ગ પૂરો પાડે છે.
પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયામાં,ઉદ્દીપક પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓ માટે સક્રિયકરણ ઊર્જાને સમાન પ્રમાણમાં ઘટાડે છે.
તેથી,તે પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓના વેગને સમાન પ્રમાણમાં વધારે છે,જેનાથી સંતુલન અચળાંક $(K_{eq})$ બદલ્યા વિના પ્રણાલી ઝડપથી સંતુલન પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

(C) પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયામાં ઉદ્દીપક પુરોગામી અને પ્રતિગામી બંને પ્રક્રિયાઓ માટે સક્રિયકરણ ઊર્જા ઘટાડીને વૈકલ્પિક માર્ગ પૂરો પાડે છે. પરિણામે,તે બંને પ્રક્રિયાઓના વેગમાં સમાન રીતે વધારો કરે છે,જેનાથી સંતુલન અવસ્થા પ્રાપ્ત કરવા માટે લાગતો સમય ઘટે છે.

(B) આપેલ પ્રક્રિયા $2SO_{2(g)} + O_{2(g)} \rightleftharpoons 2SO_{3(g)}$ છે,જેમાં $\Delta H = -45.0 \ kcal$ છે.
આ પ્રક્રિયા ઉષ્માક્ષેપક $(\Delta H < 0)$ હોવાથી,લે શેટલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ,તાપમાનમાં વધારો કરવાથી સંતુલન પાછળની દિશામાં ખસશે જેથી વધારાની ગરમીનું શોષણ થઈ શકે.
તેથી,$SO_3$ ના નિર્માણ માટે ઉચ્ચ તાપમાન અનુકૂળ નથી.