अमोनिया का निर्माण निम्न अभिक्रिया द्वारा प्रदर्शित होता है :

\(\text{N}_2(\text{g}) + 3\text{H}_2(\text{g}) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(\text{g}) + 22.0 \text{ kcal}\)

निम्नलिखित शर्तों में से कौन-सी अमोनिया-निर्माण के लिए सर्वाधिक अनुकूल है?

अवधारणा:

तापमान और दाब का रासायनिक साम्यावस्था पर प्रभाव

• अमोनिया का निर्माण निम्नलिखित अभिक्रिया द्वारा दर्शाया गया है:

  $\text{N}_2(\text{g}) + 3\text{H}_2(\text{g}) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(\text{g}) + 22.0 \text{ kcal}$

• यह एक ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया है क्योंकि अमोनिया के निर्माण के दौरान ऊष्मा उत्सर्जित होती है।
• ली-शातैलिए का सिद्धांत कहता है कि यदि साम्यावस्था पर कोई तंत्र तापमान, दाब या सांद्रता में परिवर्तन के अधीन है, तो तंत्र उस परिवर्तन का प्रतिकार करने और साम्यावस्था को पुनर्स्थापित करने के लिए स्वयं को समायोजित करेगा।
• ली-शातैलिए का सिद्धांत के अनुसार:
  • एक ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया के लिए, तापमान कम करने से उत्पादों (इस मामले में अमोनिया) का निर्माण होता है।
  • ऐसी अभिक्रियाओं के लिए जहाँ गैस के मोलों की संख्या में कमी होती है, दाब बढ़ाने से उत्पादों का निर्माण होता है। यहाँ, अभिकारकों के 4 मोल (N₂ का 1 मोल + H₂ के 3 मोल) NH₃ के 2 मोल बनाते हैं, इसलिए दाब में वृद्धि अमोनिया निर्माण का पक्षधर होगी।

व्याख्या:

• दी गई अभिक्रिया में:

  $\text{N}_2(\text{g}) + 3\text{H}_2(\text{g}) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(\text{g}) + 22.0 \text{ kcal}$

• अमोनिया के निर्माण को अधिकतम करने के लिए:
  • हमें तापमान कम करना चाहिए क्योंकि अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी है। तापमान कम करने से साम्यावस्था उत्पादों (अमोनिया) की ओर स्थानांतरित हो जाएगी।
  • हमें दाब बढ़ाना चाहिए क्योंकि उत्पाद पक्ष पर कम गैस अणु उपस्थित हैं। उच्च दाब कम गैस अणुओं वाले पक्ष का पक्षधर होता है।
• विकल्प 3, "तापमान में कमी और दाब में वृद्धि," दोनों शर्तों को पूरा करता है और अमोनिया निर्माण के लिए सबसे अनुकूल है।

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 3 है: ताप में कमी और दाब में वृद्धि।