Catalyst and Catalysis Questions in Hindi

(C) वाटर गैस $CO$ और $H_2$ का मिश्रण है।
मेथनॉल का उत्पादन करने के लिए कार्बन मोनोऑक्साइड का उत्प्रेरकीय हाइड्रोजनीकरण $ZnO$ और $Cr_2O_3$ के मिश्रण का उपयोग करके किया जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $[CO + H_2] + H_2 \xrightarrow{ZnO + Cr_2O_3} CH_3OH$.

(D) आकार-चयनात्मक उत्प्रेरण एक प्रकार का उत्प्रेरण है जो उत्प्रेरक की छिद्र संरचना और अभिकारक तथा उत्पाद अणुओं के आकार पर निर्भर करता है। जिओलाइट्स सबसे सामान्य आकार-चयनात्मक उत्प्रेरक हैं।
ये सामान्य सूत्र $M_{x/n}[(AlO_2)_x \cdot (SiO_2)_y] \cdot mH_2O$ वाले एल्युमिनोसिलिकेट्स हैं।
जिओलाइट्स का उपयोग पेट्रोकेमिकल उद्योग में अल्कोहल के गैसोलीन में रूपांतरण ($ZSM$-$5$ का उपयोग करके) और एथिलीन के बहुलकीकरण में व्यापक रूप से किया जाता है।
अतः,$(a)$ और $(c)$ दोनों में आकार-चयनात्मक उत्प्रेरण शामिल है।

(B) उत्प्रेरक की रासायनिक अभिक्रिया को त्वरित करने की क्षमता को उसकी सक्रियता (Activity) कहा जाता है।
कुछ अभिक्रियाओं में त्वरण की दर $10^{10}$ गुना तक अधिक हो सकती है।

(A) एक उत्प्रेरक अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं की सक्रियण ऊर्जा को समान मात्रा में कम कर देता है।
इसलिए,यह अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं को समान दर से तेज करता है।
परिणामस्वरूप,दिए गए तापमान पर साम्य स्थिरांक $(K_{eq})$ उत्प्रेरक की उपस्थिति से प्रभावित नहीं होता है।
अतः,यह कथन कि साम्य स्थिरांक बदल जाता है,गलत है।

(D) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$A. TiCl_4$ का उपयोग $ii. \text{Ziegler-Natta polymerization}$ में किया जाता है।
$B. PdCl_2$ का उपयोग $i. \text{Wacker process}$ में किया जाता है।
$C. CuCl_2$ का उपयोग $iv. \text{Deacon's process}$ में किया जाता है।
$D. V_2O_5$ का उपयोग $iii. \text{Contact process}$ में किया जाता है।
अतः,सही क्रम $A-ii, B-i, C-iv, D-iii$ है।

(B) अमोनिया के संश्लेषण के लिए हेबर प्रक्रम में,सूक्ष्म विभाजित लोहा $(Fe)$ उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
$Mo$ (मोलिब्डेनम) को अभिक्रिया मिश्रण में उत्प्रेरक वर्धक के रूप में मिलाया जाता है,जो लोहे के उत्प्रेरक की दक्षता को बढ़ाता है।

(A) अम्लीकृत $KMnO_4$ और ऑक्सेलिक एसिड के बीच की अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2MnO_4^- + 5H_2C_2O_4 + 6H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$.
इस अभिक्रिया में,$Mn^{2+}$ आयन उत्पाद के रूप में उत्पन्न होते हैं।
ये $Mn^{2+}$ आयन स्व-उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं,जिसका अर्थ है कि जैसे-जैसे उनकी सांद्रता बढ़ती है,अभिक्रिया की दर बढ़ जाती है।
इसलिए,अभिक्रिया शुरुआत में धीमी होती है लेकिन $Mn^{2+}$ की सांद्रता बढ़ने के साथ यह तेज हो जाती है।

(C) सही मिलान इस प्रकार हैं:
$A$. अमोनिया के लिए हैबर प्रक्रिया में $Fe$ उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है $(A-Q)$.
$B$. $HNO_3$ के लिए ओस्टवाल्ड प्रक्रिया में $Pt$ गेज उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है $(B-S)$.
$C$. $H_2SO_4$ के लिए संपर्क प्रक्रिया में $V_2O_5$ उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है $(C-R)$.
$D$. हाइड्रोकार्बन के क्रैकिंग के लिए जिओलाइट उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है $(D-P)$.
अतः,सही क्रम $A-Q, B-S, C-R, D-P$ है।

(D) उत्प्रेरक एक ऐसा पदार्थ है जो कम सक्रियण ऊर्जा $(E_a)$ वाला एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करके रासायनिक अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है।
$1$. यह अभिक्रिया की गिब्स ऊर्जा $(\Delta G)$ को परिवर्तित नहीं करता है।
$2$. यह साम्यावस्था की स्थिति को नहीं बदलता है क्योंकि यह अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं को समान सीमा तक त्वरित करता है।
$3$. चूंकि यह कम सक्रियण ऊर्जा वाला एक नया मार्ग प्रदान करता है,इसलिए अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा वास्तव में परिवर्तित (कम) हो जाती है।
अतः,यह कथन कि सक्रियण ऊर्जा अपरिवर्तित रहती है,गलत है।

(D) उत्प्रेरक कम सक्रियण ऊर्जा $(E_a)$ के साथ एक वैकल्पिक अभिक्रिया पथ प्रदान करता है।
यह वेग स्थिरांक $(k)$ और परिणामस्वरूप अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है।
हालाँकि,अभिक्रिया की एन्थैल्पी $(\Delta H)$ एक अवस्था फलन है जो केवल अभिकारकों और उत्पादों की प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं पर निर्भर करती है।
इसलिए,उत्प्रेरक की उपस्थिति से अभिक्रिया की एन्थैल्पी अपरिवर्तित रहती है।

(B) $H_2SO_4$ के निर्माण की संपर्क विधि (contact process) में,$SO_2$ को $SO_3$ में ऑक्सीकृत करने के लिए उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है।
प्लैटिनाइज्ड एस्बेस्टस (एस्बेस्टस पर जमा प्लैटिनम धातु) गैसीय अभिकारकों ($SO_2$ और $O_2$) के लिए एक ठोस उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
चूंकि उत्प्रेरक अभिकारकों से भिन्न भौतिक अवस्था (ठोस) में है,इसलिए यह विषमांगी उत्प्रेरण का एक उदाहरण है।

$(A)$ $V_2O_5$ का उपयोग संपर्क प्रक्रम (Contact process) में $SO_2$ को $SO_3$ में बदलने के लिए उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है $(A-i)$।
$Ni$ का उपयोग तेलों के हाइड्रोजनीकरण के लिए उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है $(B-ii)$।
$MnO_2$ $KClO_3$ के अपघटन द्वारा $O_2$ तैयार करने में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है $(C-iii)$।
$Fe$ का उपयोग अमोनिया के संश्लेषण के लिए हैबर प्रक्रम में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है $(D-iv)$।
अतः, सही मिलान $A-i, B-ii, C-iii, D-iv$ है।

(A) $KMnO_4$ और ऑक्सेलिक एसिड के बीच की अभिक्रिया है: $2MnO_4^- + 5C_2O_4^{2-} + 16H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$।
इस अभिक्रिया में,$Mn^{2+}$ आयन उत्पाद के रूप में उत्पन्न होते हैं।
ये $Mn^{2+}$ आयन अभिक्रिया के लिए स्वतः उत्प्रेरक (auto-catalyst) के रूप में कार्य करते हैं।
शुरुआत में,$Mn^{2+}$ की सांद्रता बहुत कम होती है,इसलिए अभिक्रिया धीमी गति से आगे बढ़ती है।
जैसे-जैसे अभिक्रिया आगे बढ़ती है,$Mn^{2+}$ की सांद्रता बढ़ती है,जो अभिक्रिया की दर को तेज कर देती है।
यह घटना,जिसमें अभिक्रिया का एक उत्पाद उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है,स्वतः उत्प्रेरण कहलाती है।

(A) $ZSM-5$ एक आकार-चयनात्मक जिओलाइट उत्प्रेरक है जो अल्कोहल को सीधे गैसोलीन (पेट्रोल) में परिवर्तित करता है।

(A) वह उत्प्रेरकीय अभिक्रिया जो उत्प्रेरक की छिद्र संरचना और अभिकारक तथा उत्पाद अणुओं के आकार पर निर्भर करती है,उसे आकार-चयनात्मक उत्प्रेरण कहते हैं।
जिओलाइट्स अपनी मधुकोश जैसी संरचना के कारण अच्छे आकार-चयनात्मक उत्प्रेरक होते हैं।
जिओलाइट्स का उपयोग पेट्रोकेमिकल उद्योगों में हाइड्रोकार्बन के क्रैकिंग और आइसोमेराइजेशन के लिए उत्प्रेरक के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।
पेट्रोलियम उद्योग में उपयोग किया जाने वाला एक महत्वपूर्ण जिओलाइट उत्प्रेरक $ZSM-5$ है।

(A) $KMnO_4$ और ऑक्सेलिक एसिड $(H_2C_2O_4)$ के बीच अम्लीय माध्यम में अभिक्रिया इस प्रकार है: $2MnO_4^- + 5H_2C_2O_4 + 6H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$.
इस अभिक्रिया में,$Mn^{2+}$ आयन उत्पाद के रूप में उत्पन्न होते हैं।
ये $Mn^{2+}$ आयन स्व-उत्प्रेरक (autocatalyst) के रूप में कार्य करते हैं,जिसका अर्थ है कि जैसे-जैसे उनकी सांद्रता बढ़ती है,अभिक्रिया की दर बढ़ जाती है।
शुरुआत में,$Mn^{2+}$ की सांद्रता बहुत कम होती है,इसलिए अभिक्रिया धीमी होती है।
जैसे-जैसे अभिक्रिया आगे बढ़ती है,अधिक $Mn^{2+}$ बनता है,जो अभिक्रिया को तेज कर देता है,जिससे रंगहीन होने की प्रक्रिया तत्काल हो जाती है।

(A) विषमांगी उत्प्रेरण में,उत्प्रेरक अभिकारकों से भिन्न प्रावस्था में होता है।
$1$. लेड चैंबर प्रक्रिया: $SO_2$ (गैस) के $SO_3$ (गैस) में ऑक्सीकरण के लिए $NO$ (गैस) का उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। चूंकि अभिकारक और उत्प्रेरक दोनों गैसीय अवस्था में हैं,इसलिए यह समांगी उत्प्रेरण है।
$2$. हेबर प्रक्रिया: $N_2$ (गैस) और $H_2$ (गैस) के बीच अभिक्रिया के लिए $Fe$ (ठोस) का उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। यह विषमांगी है।
$3$. ओस्टवाल्ड प्रक्रिया: $NH_3$ (गैस) के ऑक्सीकरण के लिए $Pt$ (ठोस) का उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। यह विषमांगी है।
$4$. संपर्क प्रक्रिया: $SO_2$ (गैस) के ऑक्सीकरण के लिए $V_2O_5$ (ठोस) का उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। यह विषमांगी है।
अतः,लेड चैंबर प्रक्रिया एक विषमांगी अधिशोषण प्रक्रिया नहीं है।

(B) विषमांगी उत्प्रेरक अभिक्रिया में उत्प्रेरक अभिकारकों से भिन्न अवस्था में होता है।
$A$. ओस्टवाल्ड प्रक्रम में $NH_3$ (गैस) के ऑक्सीकरण के लिए $Pt$ उत्प्रेरक (ठोस) का उपयोग होता है,जो विषमांगी है।
$B$. कोयले का दहन एक स्वतःस्फूर्त ऑक्सीकरण अभिक्रिया है जिसमें किसी उत्प्रेरक की आवश्यकता नहीं होती है।
$C$. वनस्पति तेलों के हाइड्रोजनीकरण में तरल तेल और $H_2$ (गैस) के लिए $Ni$ उत्प्रेरक (ठोस) का उपयोग होता है,जो विषमांगी है।
$D$. हैबर प्रक्रम में $N_2$ और $H_2$ (गैसों) के लिए $Fe$ उत्प्रेरक (ठोस) का उपयोग होता है,जो विषमांगी है।
अतः,कोयले का दहन कोई उत्प्रेरक अभिक्रिया नहीं है।

(A) $V_2O_5$ का उपयोग $H_2SO_4$ के निर्माण के लिए संपर्क प्रक्रम (Contact process) में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।
$TiCl_4/Al(Me)_3$ जिगलर-नाटा उत्प्रेरक है जिसका उपयोग पॉलीएथिलीन के बहुलकीकरण में किया जाता है।
$PdCl_2$ का उपयोग एथेनल के निर्माण में किया जाता है।
आयरन ऑक्साइड का उपयोग हैबर प्रक्रम में $NH_3$ के उत्पादन के लिए किया जाता है।
अतः,सही मिलान $(a-iii, b-i, c-ii, d-iv)$ है।

(B) हाइड्रोजनीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें असंतृप्त वसा,जैसे वनस्पति तेल,में हाइड्रोजन जोड़कर उन्हें कमरे के तापमान पर संतृप्त वसा (ठोस) में परिवर्तित किया जाता है।
यह प्रक्रिया आमतौर पर सूक्ष्म रूप से विभाजित धातु उत्प्रेरक की उपस्थिति में की जाती है।
वनस्पति तेलों के हाइड्रोजनीकरण के लिए निकल $(Ni)$ सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला उत्प्रेरक है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(A) अम्लीय माध्यम में $KMnO_4$ और ऑक्सेलिक एसिड $(H_2C_2O_4)$ के बीच की अभिक्रिया $Mn^{2+}$ आयन उत्पन्न करती है।
शुरुआत में,$Mn^{2+}$ की सांद्रता बहुत कम होती है,जिससे अभिक्रिया धीमी होती है।
जैसे-जैसे अभिक्रिया आगे बढ़ती है,$Mn^{2+}$ आयन उत्पन्न होते हैं,जो अभिक्रिया के लिए स्वतः-उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं।
यह स्वतः-उत्प्रेरक प्रभाव अभिक्रिया की दर को काफी बढ़ा देता है,जिससे कुछ समय बाद रंगहीन होने की प्रक्रिया तत्काल हो जाती है।

(C) अमोनिया $(NH_3)$ के उत्पादन के औद्योगिक हैबर प्रक्रम में,आयरन चूर्ण $(Fe)$ का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में और मोलिब्डेनम $(Mo)$ का उपयोग प्रमोटर के रूप में किया जाता है।

(B) उत्प्रेरक की सतह पर मुक्त बंधों का वितरण समान नहीं होता है।
ये उत्प्रेरक के 'शिखरों','दरारों' और कोनों पर अधिक केंद्रित होते हैं।
अभिकारक अणुओं के अधिशोषण के कारण उत्प्रेरकीय सक्रियता इन स्थानों पर अधिकतम होती है।
इसलिए,इन्हें सक्रिय केंद्र कहा जाता है।
ये सक्रिय केंद्र,यानी मुक्त संयोजकताएं,न केवल अभिकारकों की सांद्रता बढ़ाकर बल्कि दो ऐसे केंद्रों पर अधिशोषित अणु को खींचकर (stretching) उसे सक्रिय करके भी अभिक्रिया की दर को बढ़ाते हैं।

(D) जिओलाइट सूक्ष्म-छिद्रयुक्त एल्युमिनोसिलिकेट खनिज हैं जो आकार-चयनात्मक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। उनकी उत्प्रेरक गतिविधि उनके $pores$,$apertures$ और $cavities$ के आकार और आकृति पर निर्भर करती है,जो केवल विशिष्ट अणुओं को ही सक्रिय स्थलों पर प्रवेश करने या बाहर निकलने की अनुमति देते हैं।

(C) उत्प्रेरक वह पदार्थ है जो स्वयं किसी स्थायी रासायनिक परिवर्तन से गुजरे बिना रासायनिक अभिक्रिया की दर को बदल देता है।
$1$. उत्प्रेरक ऐसी अभिक्रिया को शुरू नहीं कर सकता जो ऊष्मागतिक रूप से संभव नहीं है।
$2$. ऋणात्मक उत्प्रेरक (अवरोधक) सक्रियण ऊर्जा को बढ़ाता है; यह इसे कम नहीं करता है।
$3$. उत्प्रेरक कम सक्रियण ऊर्जा के साथ एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करता है,लेकिन यह अभिकारकों और उत्पादों की प्रारंभिक और अंतिम ऊर्जा अवस्थाओं को नहीं बदलता है; इसलिए,अभिक्रिया की एन्थैल्पी $(\Delta H)$ अपरिवर्तित रहती है।
$4$. उत्क्रमणीय अभिक्रिया में,उत्प्रेरक अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं की दर को समान सीमा तक बढ़ाता है,जिससे साम्य स्थिरांक को बदले बिना सिस्टम को तेजी से साम्यावस्था तक पहुँचने में मदद मिलती है।

(C) स्वयं-उत्प्रेरण में,अभिक्रिया का एक उत्पाद ही उसी अभिक्रिया के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है। इससे जैसे-जैसे उत्पाद की सांद्रता बढ़ती है,अभिक्रिया की दर बढ़ जाती है।

(B) $Haber$ प्रक्रिया अमोनिया के संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक के रूप में लोहे का उपयोग करती है।
$Ostwald$ प्रक्रिया नाइट्रिक एसिड के उत्पादन के लिए उत्प्रेरक के रूप में प्लैटिनम/रोडियम जाली का उपयोग करती है।
$Contact$ प्रक्रिया सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए उत्प्रेरक के रूप में वैनेडियम पेंटोक्साइड $(V_2O_5)$ का उपयोग करती है।
$Thermite$ प्रक्रिया धातु पाउडर और धातु ऑक्साइड का एक मिश्रण है,जो बिना किसी उत्प्रेरक के ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया प्रदान करती है।

(B) समांगी उत्प्रेरण वह प्रक्रिया है जिसमें उत्प्रेरक और अभिकारक समान भौतिक अवस्था (प्रावस्था) में होते हैं।
विकल्प $B$ में,अभिकारक $CH_3COOH$ और $C_2H_5OH$ द्रव अवस्था में हैं और उत्प्रेरक $H^+$ (अम्ल से) भी द्रव अवस्था में है।
विकल्प $A$ में,$Ni$ एक ठोस उत्प्रेरक है जबकि अभिकारक द्रव/गैस हैं।
विकल्प $D$ में,$Fe$ एक ठोस उत्प्रेरक है जबकि अभिकारक गैसें हैं।
अतः,विकल्प $B$ समांगी उत्प्रेरण को दर्शाता है।

(C) उत्प्रेरक वह पदार्थ है जो स्वयं किसी स्थायी रासायनिक परिवर्तन के बिना अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है।
यह कम सक्रियण ऊर्जा $(E_a)$ के साथ एक वैकल्पिक अभिक्रिया पथ प्रदान करके कार्य करता है।
चूंकि उत्प्रेरक अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं के लिए सक्रियण ऊर्जा को समान सीमा तक कम करता है,इसलिए यह अभिक्रिया के कुल एन्थैल्पी परिवर्तन $(\Delta H)$ को नहीं बदलता है।
विकल्प $C$ गलत है क्योंकि उत्प्रेरक केवल अग्र अभिक्रिया की ही नहीं,बल्कि अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं की सक्रियण ऊर्जा को कम करता है।

(D) उत्प्रेरण के अधिशोषण सिद्धांत के अनुसार,क्रियाविधि में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
$1$. उत्प्रेरक की सतह पर अभिकारकों का विसरण।
$2$. उत्प्रेरक की सतह पर अभिकारक अणुओं का अधिशोषण।
$3$. सतह पर एक मध्यवर्ती का निर्माण,जो अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करता है।
$4$. सतह से उत्पादों का विशोषण।
$5$. सतह से उत्पादों का विसरण।
सक्रिय स्थलों पर अभिकारक अणुओं को अधिशोषित करने से,अभिकारकों की स्थानीय सांद्रता बढ़ जाती है,जिससे टक्कर की संभावना बढ़ जाती है और सक्रियण ऊर्जा का मार्ग प्रभावी रूप से कम हो जाता है। इसलिए,सही कथन यह है कि उत्प्रेरक के सक्रिय स्थलों पर अभिकारक अणुओं की सांद्रता बढ़ जाती है।

(C) ऑक्सेलिक एसिड $(H_2C_2O_4)$ और अम्लीय पोटेशियम परमैंगनेट $(KMnO_4)$ के बीच की अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2MnO_4^- + 5H_2C_2O_4 + 6H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O$
इस अभिक्रिया में,उत्पन्न $Mn^{2+}$ आयन अभिक्रिया के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं।
चूंकि अभिक्रिया का एक उत्पाद ही उसी अभिक्रिया के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है,इसलिए इसे स्वतः उत्प्रेरक (autocatalyst) कहा जाता है।

(A) उत्प्रेरक विष वे पदार्थ होते हैं जो उत्प्रेरक की सक्रियता को कम कर देते हैं। वे उत्प्रेरक की सतह के सक्रिय स्थलों पर अधिमानतः (preferentially) अधिशोषित होकर कार्य करते हैं। यह अभिकारक अणुओं को सक्रिय स्थलों तक पहुँचने से रोकता है,जिससे उत्प्रेरक अप्रभावी हो जाता है। इसलिए,सही कारण यह है कि वे उत्प्रेरक की सतह पर पहले अधिशोषित हो जाते हैं।

(B) स्वतः उत्प्रेरण में,अभिक्रिया का एक उत्पाद उसी अभिक्रिया के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
जैसे-जैसे अभिक्रिया आगे बढ़ती है,उत्पाद की सांद्रता बढ़ती है,जिससे अभिक्रिया की दर बढ़ जाती है।
उदाहरण के लिए,एस्टर का जल-अपघटन: $CH_3COOC_2H_5 + H_2O \rightarrow CH_3COOH + C_2H_5OH$.
यहाँ,उत्पन्न एसिटिक एसिड $(CH_3COOH)$ स्वतः उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।

(C) उत्प्रेरक वह पदार्थ है जो स्वयं किसी स्थायी रासायनिक परिवर्तन से गुजरे बिना रासायनिक अभिक्रिया की दर को बदल देता है।
यह कम सक्रियण ऊर्जा के साथ एक वैकल्पिक अभिक्रिया पथ प्रदान करके अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है।
यह उत्क्रमणीय अभिक्रिया के साम्यावस्था स्थिरांक या साम्यावस्था बिंदु को नहीं बदलता है,और न ही यह ऐसी अभिक्रिया को शुरू करता है जो ऊष्मागतिक रूप से संभव नहीं है।

(D) उत्प्रेरक वह पदार्थ है जो स्वयं किसी स्थायी रासायनिक परिवर्तन के बिना रासायनिक अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है।
यह कम सक्रियण ऊर्जा $(E_a)$ वाला एक वैकल्पिक अभिक्रिया पथ प्रदान करके कार्य करता है।
यह साम्य स्थिरांक,उत्पादों की मात्रा,या अभिक्रिया की एन्थैल्पी परिवर्तन $(\Delta H)$ को नहीं बदलता है।

(D) उत्प्रेरण का अधिशोषण सिद्धांत मुख्य रूप से $Heterogeneous$ $catalysis$ (विषमांग उत्प्रेरण) पर लागू होता है।
इस प्रक्रिया में,अभिकारक के अणु ठोस उत्प्रेरक की सतह पर अधिशोषित हो जाते हैं,जिससे सतह पर अभिकारकों की सांद्रता बढ़ जाती है और कम सक्रियण ऊर्जा के साथ एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करके अभिक्रिया को सुगम बनाया जाता है।

(D) वह पदार्थ जो उत्प्रेरक की सक्रियता को बढ़ाता है,उसे वर्धक (Promoter) कहा जाता है।
उदाहरण के लिए,अमोनिया के निर्माण की हैबर प्रक्रिया में $(N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3)$,लोहा $(Fe)$ उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है,जबकि मोलिब्डेनम $(Mo)$ लोहे के उत्प्रेरक की दक्षता बढ़ाने के लिए वर्धक के रूप में कार्य करता है।

(B) ऋण उत्प्रेरक एक ऐसा पदार्थ है जो अभिक्रिया के आगे बढ़ने के लिए आवश्यक सक्रियण ऊर्जा (activation energy) को बढ़ाकर रासायनिक अभिक्रिया की दर को कम करता है। इसलिए,यह अभिक्रिया की गति को धीमा कर देता है।

(D) उत्प्रेरक वह पदार्थ है जो स्वयं किसी स्थायी रासायनिक परिवर्तन से गुजरे बिना रासायनिक अभिक्रिया की दर को बदल देता है।
यह उत्पादों की प्रकृति को नहीं बदलता है,और न ही यह हमेशा दर को बढ़ाता है (यह दर को कम भी कर सकता है,जैसे ऋणात्मक उत्प्रेरण में)।
महत्वपूर्ण बात यह है कि उत्प्रेरक अभिक्रिया में खर्च नहीं होता है,जिसका अर्थ है कि इसे प्रक्रिया के अंत में पुनः प्राप्त किया जा सकता है।

(C) $V_2O_5$ का उपयोग $SO_3$ और उसके बाद $H_2SO_4$ के निर्माण के लिए संपर्क प्रक्रम (contact process) में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।
$NH_3$ के निर्माण के लिए हैबर-बॉश प्रक्रम में,मॉलिब्डेनम के साथ सूक्ष्म विभाजित $Fe$ का उपयोग किया जाता है।
अतः,$V_2O_5 :$ हैबर-बॉश प्रक्रम का मिलान गलत है।

(A) उत्प्रेरक सक्रियण ऊर्जा को कम करके अभिक्रिया के लिए एक वैकल्पिक मार्ग प्रदान करके कार्य करता है। अभिक्रिया उत्प्रेरक की सतह पर होती है। उत्प्रेरक को सूक्ष्म विभाजित रूप में बदलने से,अभिकारक अणुओं के अधिशोषण के लिए उपलब्ध कुल पृष्ठीय क्षेत्रफल काफी बढ़ जाता है। इससे अभिक्रिया की दर बढ़ जाती है,जिससे उत्प्रेरक अधिक प्रभावी हो जाता है।

(A) $i. Na_{2}O$ का उपयोग $H_{2}SO_{4}$ के निर्माण की संपर्क प्रक्रिया में $SO_{2}$ के $SO_{3}$ में ऑक्सीकरण के लिए किया जाता है $(i-c)$.
$ii. TiCl_{4} Al(CH_{3})_{3}$ जिगलर-नाटा उत्प्रेरक है जिसका उपयोग एथिलीन के बहुलकीकरण के लिए किया जाता है $(ii-d)$.
$iii. PdCl_{2}$ का उपयोग वाकर प्रक्रिया में एथाइन के एथेनल में ऑक्सीकरण के लिए किया जाता है $(iii-a)$.
$iv. {\text{निकेल संकुलों}}$ का उपयोग एल्काइन्स के बहुलकीकरण के लिए किया जाता है $(iv-b)$.
अतः,सही मिलान $i-c, ii-d, iii-a, iv-b$ है।

(C) हाइड्रोजनीकरण अभिक्रियाओं के लिए संक्रमण धातुओं की उत्प्रेरकीय सक्रियता धातु की सतह पर अभिकारकों के अधिशोषण की प्रबलता पर निर्भर करती है।
यदि अधिशोषण बहुत कमजोर है,तो अभिकारक अभिक्रिया करने के लिए सतह पर पर्याप्त समय तक नहीं रुकते हैं।
यदि अधिशोषण बहुत मजबूत है,तो सतह अवरुद्ध हो जाती है और उत्पाद अलग नहीं हो पाता है।
समूह $7-9$ के तत्वों में अभिकारकों के लिए अधिशोषण की इष्टतम प्रबलता होती है,जो अधिकतम उत्प्रेरकीय सक्रियता की ओर ले जाती है।
इसलिए,अभिकथन और कारण दोनों सत्य हैं,और कारण,अभिकथन की सही व्याख्या है।

(N/A) विषमांगी उत्प्रेरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें उत्प्रेरक और अभिकारक अलग-अलग अवस्थाओं में होते हैं। इस प्रक्रिया की क्रियाविधि को अधिशोषण सिद्धांत द्वारा समझाया जा सकता है,जिसमें निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
$i$. ठोस उत्प्रेरक की सतह पर अभिकारक अणुओं का अधिशोषण।
$ii$. मध्यवर्ती के निर्माण के माध्यम से सतह पर रासायनिक अभिक्रिया का होना।
$iii$. उत्प्रेरक की सतह से उत्पादों का विशोषण (desorption)।
$iv$. उत्प्रेरक की सतह से उत्पादों का दूर विसरण।
इस प्रक्रिया में,ठोस उत्प्रेरक की सतह सक्रिय स्थान प्रदान करती है जहाँ गैसीय अभिकारकों की सांद्रता बढ़ जाती है,जिससे अभिक्रिया की दर बढ़ जाती है। एक बार अभिक्रिया होने के बाद,उत्पादों का सतह के प्रति आकर्षण कम होता है और वे विशोषित हो जाते हैं,जिससे सक्रिय स्थान अन्य अभिकारक अणुओं के लिए मुक्त हो जाते हैं।

(N/A) $(i)$ सल्फर डाइऑक्साइड का सल्फर ट्राइऑक्साइड में ऑक्सीकरण। इस अभिक्रिया में $Pt$ उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
$2SO_{2(g)} + O_{2(g)} \xrightarrow{Pt(s)} 2SO_{3(g)}$
$(ii)$ सूक्ष्म विभाजित आयरन $(Fe)$ की उपस्थिति में डाइनाइट्रोजन और डाइहाइड्रोजन के संयोजन द्वारा अमोनिया का निर्माण।
$N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \xrightarrow{Fe(s)} 2NH_{3(g)}$
इस प्रक्रिया को हैबर प्रक्रम कहा जाता है।
$(iii)$ ओस्टवाल्ड प्रक्रम: प्लैटिनम $(Pt)$ की उपस्थिति में अमोनिया का नाइट्रिक ऑक्साइड में ऑक्सीकरण।
$4NH_{3(g)} + 5O_{2(g)} \xrightarrow{Pt(s)} 4NO_{(g)} + 6H_{2}O_{(g)}$
$(iv)$ निकेल $(Ni)$ की उपस्थिति में वनस्पति तेलों का हाइड्रोजनीकरण।
$\text{Vegetable oil}_{(l)} + H_{2(g)} \xrightarrow{Ni(s)} \text{Vegetable ghee}_{(s)}$

(N/A) उत्प्रेरक की सक्रियता:
उत्प्रेरक की सक्रियता किसी विशेष अभिक्रिया की दर को बढ़ाने की उसकी क्षमता है। उत्प्रेरक की सक्रियता तय करने में रसोशोषण (Chemisorption) मुख्य कारक है। उत्प्रेरक की सतह पर अभिकारकों का अधिशोषण न तो बहुत मजबूत होना चाहिए और न ही बहुत कमजोर। यह उत्प्रेरक को सक्रिय बनाने के लिए पर्याप्त मजबूत होना चाहिए।
$(b)$ उत्प्रेरक की चयनात्मकता:
किसी विशेष उत्पाद को प्राप्त करने के लिए अभिक्रिया को निर्देशित करने की उत्प्रेरक की क्षमता को उत्प्रेरक की चयनात्मकता कहा जाता है। उदाहरण के लिए,विभिन्न उत्प्रेरकों का उपयोग करके,हम $H_{2}$ और $CO$ के बीच अभिक्रिया के लिए अलग-अलग उत्पाद प्राप्त कर सकते हैं।
$(i)$ $CO_{(g)} + 3H_{2(g)} \xrightarrow{Ni} CH_{4(g)} + H_{2}O_{(g)}$
$(ii)$ $CO_{(g)} + 2H_{2(g)} \xrightarrow{Cu, ZnO-Cr_{2}O_{3}} CH_{3}OH_{(g)}$
$(iii)$ $CO_{(g)} + H_{2(g)} \xrightarrow{Cu} HCHO_{(g)}$

(N/A) जिओलाइट्स एल्युमिनो-सिलिकेट्स होते हैं जो प्रकृति में सूक्ष्म-छिद्रयुक्त (micro-porous) होते हैं।
जिओलाइट्स की संरचना मधुमक्खी के छत्ते जैसी होती है,जो उन्हें आकार-चयनात्मक (shape-selective) उत्प्रेरक बनाती है।
इनमें सिलिकेट्स का एक विस्तृत $3D$ नेटवर्क होता है जिसमें कुछ सिलिकॉन परमाणुओं को एल्युमीनियम परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है,जिससे उन्हें $Al-O-Si$ ढांचा मिलता है।
जिओलाइट्स में होने वाली अभिक्रियाएं जिओलाइट्स के छिद्रों और गुहा (cavity) के आकार के प्रति बहुत संवेदनशील होती हैं।
जिओलाइट्स का उपयोग आमतौर पर पेट्रोकेमिकल उद्योग में किया जाता है।

(N/A) वह उत्प्रेरकीय अभिक्रिया जो उत्प्रेरक की छिद्र संरचना और अभिकारक तथा उत्पाद के अणुओं के आकार पर निर्भर करती है, उसे आकार-चयनात्मक उत्प्रेरण कहते हैं।
उदाहरण के लिए, जिओलाइट्स द्वारा उत्प्रेरण एक आकार-चयनात्मक उत्प्रेरण है।
जिओलाइट्स में उपस्थित छिद्रों का आकार $260-740 \, pm$ की सीमा में होता है।
इस प्रकार, जिन अणुओं का आकार छिद्रों से बड़ा होता है, वे जिओलाइट में प्रवेश नहीं कर सकते और अभिक्रिया नहीं कर पाते हैं।

(N/A) $ZSM-5$ एक प्रकार का जिओलाइट उत्प्रेरक है जिसका उपयोग अल्कोहल को सीधे गैसोलीन (पेट्रोल) में बदलने के लिए किया जाता है।

(N/A) उत्प्रेरक: उत्प्रेरक वह पदार्थ है जो स्वयं किसी स्थायी रासायनिक परिवर्तन से गुजरे बिना रासायनिक अभिक्रिया की दर को बढ़ाता है। उदाहरण के लिए,$MnO_{2}$ निम्नलिखित अभिक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है और इसकी दर को काफी बढ़ा देता है:
$2KClO_{3} \xrightarrow{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}$
अवरोधक: जब कोई मिलाया गया पदार्थ रासायनिक अभिक्रिया की दर को कम कर देता है,तो उसे अवरोधक कहा जाता है। अवरोधक के लिए 'उत्प्रेरक' शब्द का प्रयोग नहीं किया जाना चाहिए।