TS Inter 1st Year Chemistry Notes Chapter 7 రసాయనిక సమతాస్థితి, అమ్లాలు – క్షారాలు

Here students can locate TS Inter 1st Year Chemistry Notes 7th Lesson రసాయనిక సమతాస్థితి, అమ్లాలు – క్షారాలు to prepare for their exam.

TS Inter 1st Year Chemistry Notes 7th Lesson రసాయనిక సమతాస్థితి, అమ్లాలు – క్షారాలు

→ ద్విగత చర్యలు సమతాస్థితిని పొందుతాయి. పురోగామి, తిరోగామి చర్యల వేగం సమానంగా ఉండే స్థితిని సమతాస్థితి అంటారు. సమతాస్థితి వద్ద క్రియాజనకాల, క్రియాజన్యాల గాఢతలు స్థిరంగా ఉంటాయి.

→ భౌతిక ప్రక్రియలలో సమతాస్థితి :

• ఘనపదార్థం ⇌ ద్రవం
• ద్రవం ⇌ వాయువు
• ఘనపదార్థం ⇌ వాయువు

→ నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద మూసి ఉన్న వ్యవస్థలలో మాత్రమే సమతాస్థితి ఏర్పడుతుంది.

→ పరస్పరం వ్యతిరేకించే రెండు చర్యలు ఒకే వేగంతో జరుగుతాయి. కాబట్టి గతిక సమతాస్థితి ఏర్పడుతుంది.

→ వ్యవస్థ కొలవడానికి వీలుండే అన్ని ధర్మాలు సమతాస్థితి వద్ద స్థిరంగా వుంటాయి.

→ ద్రవ్యరాశి క్రియానియమం : ఏ క్షణం వద్దనైనా, నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద రసాయన చర్యావేగం ఆ క్షణం వద్ద ఉండే క్రియాజనకాల క్రియాశీల ద్రవ్యరాశుల అంకగణిత లబ్ధానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
A + B ⇌ C + D చర్యకు
సమతాస్థితి స్థిరాంకం K_c = \(\frac{[C][D]}{[A][B]}\)

→ 2HI (వా) ⇌ H₂ (వా) + I₂ (వా)
సమతాస్థితి స్థిరాంకం K_c = \(\frac{\left[\mathrm{H}_2\right]\left[\mathrm{I}_2\right]}{[\mathrm{HI}]^2}\)
ఈ గాఢతలు సమతాస్థితి వద్ద గాఢతలు.

→ రసాయన సమతాస్థితి నియమం : నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద, తుల్యం చేయబడిన రసాయన సమీకరణంలోని, క్రియాజన్యాల గాఢతా పదాలకు స్టాయికియోమెట్రిక్ గుణకాలను ఘాతాలుగా వ్రాసి ఏర్పడిన గాఢత పదాల విలువలను, సమీకరణంలోని క్రియాజనకాల గాఢతలను సూచించే పదాలకు వాటి గుణకాలను ఘాతాలుగా రాసి, ఏర్పడిన గాఢత పదాల అంకగణిత విలువతో భాగిస్తే వచ్చే స్థిరవిలువను రసాయన సమతాస్థితి నియమం అంటారు.

→ సమతాస్థితిలో క్రియాజన్యాల మోలార్ గాఢతల లబ్ధానికి క్రియాజనకాల మోలార్ గాఢతల లబ్దానికి గల నిష్పత్తిని సమతాస్థితి స్థిరాంకం K అంటారు.
aA + bB ⇌ cC + dD
K_c = \(\frac{[\mathrm{CC}]^{\mathrm{c}} \cdot[\mathrm{D}]^d}{[\mathrm{~A}]^a \cdot[\mathrm{B}]^b}\)

→ ఒక సమతాస్థితి K_c విలువ x అయితే వ్యుతమ విలువకు K_c’ = \(\frac{1}{x}\)
తిరోగామి దిశలో జరిగే చర్య సమతాస్థితి స్థిరాంకం విలువ, పురోగామి దిశలో జరిగే అదే చర్య సమతాస్థితి స్థిరాంకం విలువ యొక్క విలోమ విలువగా ఉంటుంది.

→ సమతాస్థితి స్థిరాంకం ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉన్నంతవరకు స్థిరంగా ఉంటుంది.

→ సజాతి వ్యవస్థలలో క్రియాజనకాలు, క్రియాజన్యాలు అన్నీ కూడా సజాతి ప్రావస్థలో ఉంటాయి.
N₂ (వా) + 3H₂ (వా) = 2NH₃ (వా)
CH₃ COOC₂H₅ (జల)+ H₂O (ద్ర) ⇌ CH₃COOH (జల) + C₂H₅OH (జల)

→ వాయుస్థితి సమతాస్థితికి మోలార్ గాఢతల బదులు పాక్షిక పీడనాలు రాసినపుడు సమతాస్థితి స్థిరాంకాన్ని K_p అంటారు.
H₂ (వా) + I_c (వా) ⇌ 2HI (వా)
K_p = \(\frac{\mathrm{p}_{\mathrm{HI}}^2}{\mathrm{p}_{\mathrm{H}_2} \cdot \mathrm{p}_{\mathrm{l}_2}}\)

→ K_p = K_c(RT)^Δn
Δn = వాయుస్థితిలోని క్రియాజన్యాల మోల్ల సంఖ్య – వాయుస్థితిలోని క్రియాజనకాల మోత్ల సంఖ్య

→ ఒకటి కంటే ఎక్కువ సంఖ్యలో ప్రావస్థలు కలిగినటువంటి వ్యవస్థ సమతాస్థితిని, విజాతి సమతాస్థితి అంటారు.
CaCO₃ (ఘ) ⇌ CaO(ఘ) + CO₂ (వా)
H₂O (ద్ర) ⇌ H₂O (వా)

→ విజాతి సమతాస్థితిలో శుద్ధ ఘనపదార్థాలు, శుద్ధ ద్రవపదార్థాలు ఉంటాయి. శుద్ధ ఘనపదార్థం, లేదా శుద్ధ ద్రవపదార్థం మోలార్ గాఢత స్థిరంగా వుంటుంది.
CaCO3 (ఘ) ⇌ CaO(ఘ) + CO₂ (వా)
K_c = [CO₂ (వా)]
K_p = PCO₂

→ చర్యాభాగఫల స్థిరాంకం Q విలువను సమతాస్థితి స్థిరాంకాన్ని లెక్కించినట్లే లెక్కించవచ్చు కాని ఆ సమీకరణంలో రాసే గాఢతలు సమతాస్థితి గాఢతలు కావు.

→ aA + bB ⇌ cC + dD

• Q_c = [C]^c [D]^d / [A]^a. [B]^b
• Q_c > K_c అయితే క్రియాజనకాల వైపుగా పోయే దిశలో పురోగమిస్తుంది. (ఉత్రమ చర్య)
• Q_c < K_c అయితే చర్య క్రియాజన్యాలు వైపుకు పోయే దిశలో పురోగమిస్తుంది. (పురోగామి చర్య)
• Q_c = K_c అయితే చర్యా మిశ్రమం సమతాస్థితిలో ఉంటుంది.
• Q_c < K_c అయితే నికచర్య ఎడమవైపు నుంచి కుడివైపుకు పోతుంది.
• Q_c > K_c అయితే నికరచర్య కుడివైపు నుండి ఎడమవైపుకు పోతుంది.
• Q_c = K_c అయితే నికర చర్య జరగదు.

→ గిబ్స్ శక్తి ΔG. రుణవిలువలో ఉంటే ఆ చర్య అయత్నకృతంగా పురోగామి దిశలో జరుగుతుంది.

→ గిబ్స్ శక్తి ΔG ధనవిలువలో ఉంటే ఆ చర్య అయత్నకృతంగా జరగదు. కాబట్టి క్రియాజన్యాలు క్రియాజనకాలుగా మారే చర్య జరుగుతుంది.
A ΔG = 0 అయితే, చర్య సమతాస్థితిని చేరుకుంటుంది.
ΔG = ΔG° + RT/nQ
G° = ప్రమాణ గిబ్స్ శక్తి
సమతాస్థితి వద్ద ΔG = 0 ; Q = K
ΔG = ΔG + RT/nK = 0
K = e^{-ΔG /RT}

→ సమతాస్థితిని నియంత్రించే అంశాలలో – దేనినైనా మార్పుచెందిస్తే ఆ మార్పును తగ్గించే విధంగా పూర్తిగా ప్రతిఘటించే విధంగా, లేదా తటస్థపరిచే విధంగా వ్యవస్థ వ్యవహరిస్తుంది. దీనినే లీచాట్లెయర్ సూత్రం

→ బ్రాన్టేడ్ సిద్ధాంతం ప్రకారం, ప్రోటాన్ దాత ఆమ్లం, ప్రోటాన్ స్వీకర్త క్షారం.

→ లూయీ సిద్ధాంతం ప్రకారం ఎలక్ట్రాన్ జంట దాత క్షారం. ఎలక్ట్రాన్ జంట స్వీకర్త ఆమ్లం.

→ ఆమ్ల క్షారాల మధ్య ప్రోటాన్ మాత్రమే భేదం అయితే ఆ జంటను సంయుగ్మ ఆమ్ల క్షార జంట అంటారు.

→ జలద్రావణంలో గాని, నీటిలోగాని, [H⁺], [OH^–] అయాన్ల గాఢతల లబ్ధాన్ని నీటి అయానిక లబ్ధం అంటారు.
K_w = [H⁺] [OH^–]
25°C వద్ద దీని విలువ 1.0 × 10^-14 మోల్స్² / లీటర్²

→ pH = – log₁₀ [H ]

→ బలహీన ఆమ్ల ద్రావణం pH = \(\frac{1}{2}\)pK_a – \(\frac{1}{2}\)logC

→ రెండు (లేదా అంతకంటే ఎక్కువ) చర్యలను సంకలనం చేసినపుడు లభించే నికరచర్య యొక్క సమతాస్థితి స్థిరాంకాన్ని వ్యక్తిగత చర్యల సమతాస్థితి స్థిరాంక విలువల అంకగణిత లబ్దంగా రాయవచ్చు.
K_నికర = K₁ × K₂ ……

→ ఆనయాన్ జలవిశ్లేషణలో పాల్గొంటే ద్రావణానికి క్షార లక్షణం కలుగుతుంది.
CH₃COO + H₂O (ద్ర) ⇌ CH₃COOH (జల) + OH_– (జల)
జలవిశ్లేషణ స్థిరాంకం K_h = \(\frac{K_w}{K_a}\)

→ కేటయాన్ జలవిశ్లేషణలో పాల్గొంటే ద్రావణం ఆమ్ల లక్షణాన్ని చూపుతుంది.
NH₄⁺ (జల) + H₂O (ద్ర) ⇌ NH₃ (జల) + H₃O⁺ (జల)
జలవిశ్లేషణ స్థిరాంకం K_h = \(\frac{K_w}{K_b}\)

→ బలహీన, ఆమ్ల-క్షారాల, బలహీన విద్యుద్విశ్లేష్యాల అయనీకరణం ఉమ్మడి అయాన్ సమక్షంలో అణచబడుతుంది. దీనినే ఉభయసామాన్య అయాను ప్రభావం అంటారు.

→ ద్రావణాలను విలీనం చేసినపుడు లేదా వాటికి స్వల్ప పరిమాణంలో ఆమ్లాలను లేదా క్షారాలను కలిపినపుడు వాటి pH లో కలిగే మార్పును నిరోధించే శక్తి గల ద్రావణాలను బఫర్ ద్రావణాలు అంటారు.

→ ఆమ్ల బఫర్ pH

→ సంతృప్త ద్రావణంలో అయాన్ల గాఢతల లబ్ధాన్ని ద్రావణీయత లబ్ధి స్థిరాంకము అంటారు.
M_xX_y ⇌ x M^P+ (జల) + yX^q- (జల)
K_sp = [M^P+] [x^q-)_y