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रासायनिक संतुलन पर उत्प्रेरक

1850
Chemist conducting experiments with catalysts in a vintage laboratory setting, 1850.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

उत्प्रेरक कम सक्रियण ऊर्जा वाला एक वैकल्पिक अभिक्रिया मार्ग प्रदान करके अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं की दर को समान रूप से बढ़ाता है। उत्प्रेरक किसी प्रणाली को संतुलन तक बहुत तेजी से पहुंचने में सक्षम बनाता है, लेकिन यह संतुलन की स्थिति को नहीं बदलता है। अभिकारकों और उत्पादों की संतुलन सांद्रता और संतुलन स्थिरांक K का मान अपरिवर्तित रहता है।

उत्प्रेरक के कार्य को अभिक्रिया ऊर्जा प्रोफ़ाइल आरेख का उपयोग करके समझा जा सकता है। उत्प्रेरक संक्रमण अवस्था की ऊर्जा को कम करता है, जो अभिकारकों और उत्पादों के बीच ऊर्जा अवरोध का शिखर होता है। महत्वपूर्ण रूप से, यह अवरोध अग्र और पश्च दोनों अभिक्रियाओं के लिए समान मात्रा में कम होता है। इसका अर्थ है कि अग्र अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा (Ea,fwd) और पश्च अभिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा (Ea,rev) दोनों कम हो जाती हैं, लेकिन उनके बीच का अंतर, जो अभिक्रिया के कुल एन्थैल्पी परिवर्तन (ΔH = Ea,fwd - Ea,rev) के बराबर होता है, अप्रभावित रहता है।

Since the equilibrium constant K is related to the standard Gibbs free energy change ([latex]\Delta G^{circ} = -RT \ln K[/latex]), and catalysts do not alter the thermodynamics ([latex]\Delta G^{circ}[/latex], [latex]\Delta H^{circ}[/latex]) of the overall reaction, they cannot change the value of K. Their role is purely kinetic, enabling the system to achieve the thermodynamically favorable equilibrium state in a shorter amount of time. This is vital in industrial processes where reaching equilibrium quickly is economically necessary, as many thermodynamically favorable reactions are too slow to be practical without catalysis.

UNESCO Nomenclature: 2209
भौतिक रसायन विज्ञान

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

मूलभूत

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • अभिक्रिया दर और सक्रियण ऊर्जा के बीच संबंध स्थापित करने वाला आर्हेनियस समीकरण
  • सक्रियण ऊर्जा की अवधारणा
  • ऐसे पदार्थों के प्रारंभिक अवलोकन जो स्वयं उपभोग हुए बिना प्रतिक्रियाओं की गति को तेज करते हैं (उदाहरण के लिए, किरचॉफ, डेवी द्वारा)

आवेदन

  • catalytic converters in automobiles to reduce harmful emissions
  • enzymes in biological systems acting as biocatalysts
  • लौह उत्प्रेरक का उपयोग करते हुए हैबर-बॉश प्रक्रिया
  • वैनेडियम(V) ऑक्साइड उत्प्रेरक का उपयोग करके संपर्क प्रक्रिया
  • पेट्रोलियम शोधन और विखंडन

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • photocatalysts for water splitting to produce हाइड्रोजन ईंधन
  • electrocatalysts for more efficient fuel cells and batteries
  • हरित रसायन विज्ञान और जैव ईंधन उत्पादन के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित एंजाइम
  • औद्योगिक दक्षता में सुधार के लिए उच्च सतह क्षेत्र वाले नैनोकैटलिस्ट
  • अधिकतम परमाणु दक्षता और चयनात्मकता के लिए एकल-परमाणु उत्प्रेरक
  • प्लास्टिक के पुनर्चक्रण और अपघटन के लिए उत्प्रेरक प्रणालियाँ
  • लक्षित चिकित्सा उपचारों के लिए कृत्रिम एंजाइम (सिनजाइम)
  • CO2 के प्रत्यक्ष वायु-ग्रहण के लिए उत्प्रेरक
  • अंतर्निहित उत्प्रेरक-अभिक्रियाशील माइक्रो कैप्सूल वाले स्व-उपचारक पदार्थ
  • एक ही बर्तन में कई उत्प्रेरक चरणों के घटित होने वाली टैंडम उत्प्रेरण प्रणालियाँ
संबंधित विषय: उत्प्रेरक, संतुलन, सक्रियण ऊर्जा, अभिक्रिया दर, गतिकी, ऊष्मागतिकी, संतुलन स्थिरांक, अग्र अभिक्रिया, पश्च अभिक्रिया, एंजाइम।

ऐतिहासिक संदर्भ

रासायनिक संतुलन पर उत्प्रेरक

1847
1850
1850
1850
1850
1850
1851
1845
1850
1850
1850
1850
1850
1851
1852

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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