एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया: प्रक्रिया, प्रकार और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया ऊर्जा का हस्तांतरण होता है, जिसमें मुख्य रूप से गर्मी या प्रकाश की रिहाई के रूप में, रासायनिक प्रतिक्रिया का एक प्रकार है। उदाहरण के लिए, कोई भी दहन प्रतिक्रिया, जिसमें कुछ जलता है, एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया होती है।

दैनिक जीवन के पाठ्यक्रम में यह देखना आम है कि विभिन्न स्थानों पर तापमान में परिवर्तन के कारण स्वाभाविक रूप से विभिन्न एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाएं कैसे होती हैं। इन तापमान परिवर्तनों को थर्मामीटर की मदद से मापा जा सकता है।

गर्मी की रिहाई के साथ एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया

इस अर्थ में, एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाएं अन्य प्रकार की ऊर्जा को उस माध्यम में स्थानांतरित कर सकती हैं जहां वे उत्पन्न होती हैं, जैसा कि विस्फोट और गतिज और ध्वनि ऊर्जा को स्थानांतरित करने के उनके तरीके से होता है जब उच्च तापमान पर गैसीय चरण में होने वाले पदार्थों का विस्तार होता है। हिंसक तरीका।

उसी तरह, बैटरियों के उपयोग के मामले में भी एक एक्सोथर्मिक प्रकार की प्रतिक्रिया होती है, केवल इस मामले में विद्युत ऊर्जा पहुंचाई जाती है।

इन प्रतिक्रियाओं के विपरीत एंडोथर्मिक वाले होते हैं, जो ऊर्जा को अवशोषित करते हैं।

प्रक्रिया

एक मैच का दहन एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया है

यह पहले उल्लेख किया गया था कि जब एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया होती है, तो एक ऊर्जा रिलीज होती है, जिसे निम्नलिखित समीकरण में अधिक आसानी से कल्पना की जा सकती है:

अभिकर्मक (ओं) → उत्पाद (ओं) + ऊर्जा

तो, एक प्रणाली द्वारा अवशोषित या जारी की गई ऊर्जा को निर्धारित करने के लिए, एक थर्मोडायनामिक पैरामीटर जिसे थैलीपी ("एच" के रूप में चिह्नित किया जाता है) का उपयोग किया जाता है। यदि एक प्रणाली (इस मामले में, एक रासायनिक प्रतिक्रिया) में आसपास की ओर ऊर्जा की रिहाई होती है, तो थैलीपी ((H के रूप में व्यक्त) में परिवर्तन का नकारात्मक मूल्य होगा।

अन्यथा, यदि इस उपाय की विविधता सकारात्मक है, तो यह परिवेश से गर्मी के अवशोषण को दर्शाता है। इसी तरह, प्रणाली के थैलेपी में परिवर्तन की भयावहता ऊर्जा की एक अभिव्यक्ति है जो पर्यावरण से या उससे स्थानांतरित की जाती है।

,H का परिमाण जितना बड़ा होगा, सिस्टम से आसपास के वातावरण में ऊर्जा का उत्सर्जन उतना ही अधिक होगा।

यह तब होता है क्योंकि इन प्रतिक्रियाओं में नए बांड बनाए जाने पर निकलने वाली शुद्ध ऊर्जा, बांडों के विखंडन में उपयोग की जाने वाली शुद्ध ऊर्जा से अधिक होती है।

ऊपर से यह अनुमान लगाया जा सकता है कि प्रतिक्रियाओं का यह वर्ग बहुत आम है, क्योंकि प्रतिक्रिया के उत्पादों में बांडों में संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा होती है जो शुरू में अभिकारकों से अधिक होती है।

प्रकार

रसायन विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में विभिन्न प्रकार की एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाएं हैं, चाहे वह प्रयोगशाला में हो या उद्योग में; कुछ को अनायास किया जाता है और दूसरों को उत्पादन के लिए उत्प्रेरक के रूप में विशिष्ट परिस्थितियों या किसी प्रकार के पदार्थ की आवश्यकता होती है।

सबसे महत्वपूर्ण प्रकार के एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाओं को नीचे सूचीबद्ध किया गया है:

दहन प्रतिक्रियाएँ

दहन प्रतिक्रियाएं रेडॉक्स प्रकार की होती हैं जो तब होती हैं जब एक या एक से अधिक पदार्थ ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, आम तौर पर प्रकाश और तापीय ऊर्जा की रिहाई के परिणामस्वरूप - यह, प्रकाश और गर्मी - जब एक लौ का उत्पादन होता है।

तटस्थ प्रतिक्रियाएं

नमक और पानी बनाने के लिए एक अम्लीय प्रजाति और एक क्षारीय पदार्थ (आधार) के बीच की बातचीत से तटस्थ प्रतिक्रियाओं की विशेषता होती है, जो एक एक्स्टोथर्मिक प्रकृति को प्रकट करती है।

ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं

इस प्रकार की कई प्रतिक्रियाएं हैं जो एक्ज़ोथिर्मिक व्यवहार दिखाती हैं, क्योंकि ऑक्सीजन का ऑक्सीकरण बड़ी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई का कारण बनता है, जैसा कि हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण में होता है।

थर्माइट प्रतिक्रिया

यह प्रतिक्रिया लगभग 3000 डिग्री सेल्सियस के तापमान का उत्पादन कर सकती है, और बड़ी संख्या में धातु के आक्साइड के साथ एल्यूमीनियम पाउडर की उच्च आत्मीयता के कारण, यह स्टील और लोहे के वेल्डिंग में उपयोग किया जाता है।

पॉलिमराइजेशन प्रतिक्रिया

इस प्रकार की प्रतिक्रिया वह है जो उत्पन्न होती है जब एक निश्चित संख्या में रासायनिक प्रजातियों को मोनोमर्स कहा जाता है, जो कि इकाइयाँ होती हैं, जब संयुक्त रूप से बार-बार श्रृंखला में दोहराया जाता है ताकि पॉलिमर नामक मैक्रोमोलेक्युलर संरचनाएं बन सकें।

नाभिकीय विखंडन प्रतिक्रिया

यह प्रक्रिया एक परमाणु के नाभिक के विभाजन को संदर्भित करती है जिसे भारी माना जाता है-एक मध्यवर्ती संख्या के साथ छोटे आकार के टुकड़े या नाभिक का उत्पादन करने के लिए एक जन संख्या (ए) 200 से अधिक है।

इस प्रतिक्रिया में, जहां एक या एक से अधिक न्यूट्रॉन बनते हैं, ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा जारी की जाती है, क्योंकि अधिक वजन वाले नाभिक में इसके उत्पादों की तुलना में कम स्थिरता होती है।

अन्य प्रतिक्रियाएं

महान प्रासंगिकता की अन्य एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाएं भी हैं, जैसे कि सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करने पर कुछ कार्बोहाइड्रेट का निर्जलीकरण, खुली हवा में उजागर सोडियम हाइड्रॉक्साइड द्वारा प्रस्तुत पानी का अवशोषण या कई जंग प्रतिक्रियाओं में धातु प्रजातियों के ऑक्सीकरण।

एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं के उदाहरण

नीचे एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के कुछ उदाहरण दिए गए हैं, जो कि थैलेपी में भिन्नता उत्पन्न करते हैं, जिसका इस तथ्य के कारण नकारात्मक मूल्य है कि वे ऊर्जा छोड़ते हैं:

एक जलाई हुई मोमबत्ती

पैराफिन के दहन और मोमबत्ती की बाती की प्रक्रिया से एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया उत्पन्न होती है जो गर्मी और प्रकाश उत्पन्न करती है।

एक फॉस्फोरस प्रज्वलित करें

जब एक मैच जलाया जाता है, तो रासायनिक पदार्थों के बीच एक प्रतिक्रिया उत्पन्न होती है जो इसे बनाते हैं और हवा में मौजूद ऑक्सीजन। इस तरह, एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया उत्पन्न होती है जो प्रकाश और गर्मी दोनों पैदा करती है।

साँस लेने का

श्वसन प्रक्रिया गैस विनिमय के दौरान कोशिकाओं के भीतर एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया पैदा करती है। इस तरह, ऑक्सीजन के साथ मिलकर ग्लूकोज कार्बन डाइऑक्साइड और गर्मी में बदल जाता है।

जलाऊ लकड़ी

जलती हुई लकड़ी में एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप इस प्रतिक्रिया का परिणाम गर्मी और तापमान के रूप में प्रकट होता है।

प्रोपेन दहन

उदाहरण के लिए, प्रोपेन का दहन एक सहज एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया है:

सी ₃ एच ₈ (छ) + 5O ₂ (छ) → 3CO ₂ (छ) + 4H ₂ हे (एल)

सोडियम कार्बोनेट - हाइड्रोक्लोरिक एसिड न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रिया

एक्ज़ोथर्मिक व्यवहार का एक और मामला सोडियम कार्बोनेट और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के बीच बेअसर प्रतिक्रिया द्वारा दिखाया गया है:

NaHCO ₃ (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H ₂ O (l) + CO ₂ (g)

एसिटिक एसिड के लिए इथेनॉल का ऑक्सीकरण

श्वासनली में इस्तेमाल होने वाले एसिटिक एसिड के लिए इथेनॉल का ऑक्सीकरण भी प्रस्तुत किया गया है, जिसकी पूरी प्रतिक्रिया निम्नलिखित में दिखाई गई है:

3CH ₃ CH ₂ OH + 2K ₂ Cr ₂ O ₇ + 8H ₂ SO ₄ → CH ₃ COOH + 2Cr (SO ₄) ₃ + 2K ₂ SO ₄ + 11H ₂ O

थर्माइट प्रतिक्रिया

एक अन्य प्रकार की एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया तथाकथित थर्माइट प्रतिक्रिया है, जिसमें एल्यूमीनियम एक धातु ऑक्साइड के साथ संयोजित होता है, जैसा कि नीचे दिया गया है:

2Al (s) + Fe ₂ O ₃ (s) → Al ₂ O ₃ (s) + Fe (l)

स्टील की छीलन + सिरका

यह मिश्रण धीमे दहन के रूप में काम करता है जहां स्टील सिरका की कार्रवाई के कारण ऑक्सीकरण प्रक्रिया से गुजरता है।

"कुत्ते भौंक रहे हैं"

इस प्रतिक्रिया को यह नाम दिया गया है क्योंकि यह कुत्ते के भौंकने के समान ध्वनि देता है।

यह प्रतिक्रिया एक प्रयोगशाला ट्यूब के अंदर होती है जहां नाइट्रस ऑक्साइड और नाइट्रिक ऑक्साइड और कार्बन बिसल्फेट मिलाया जाता है।

कांच की बोतल + शराब

उपर्युक्त प्रयोग से उत्पन्न प्रतिक्रिया के समान, यह है कि एक ग्लास बोतल को शराब के साथ इस तरह रगड़ें कि एक लौ उत्पन्न हो।

कपड़े धोने का डिटर्जेंट + पानी

जब कपड़े धोने का डिटर्जेंट साबुन भंग हो जाता है, तो एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया देखी जा सकती है। यह घर में एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं के सबसे आसानी से देखे जाने योग्य उदाहरणों में से एक है।

हाथी का टूथपेस्ट

यह एक प्रयोग है जो आमतौर पर एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाओं की गतिशीलता को समझाने के लिए किया जाता है। इसमें कुछ साबुन माध्यम में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के विघटन होते हैं, ताकि इस तरह से बड़ी मात्रा में फोम का उत्पादन होता है।

इस मिश्रण में एक उत्प्रेरक (पोटेशियम आयोडाइड) मिलाया जाता है, जो पेरोक्साइड के तेजी से अपघटन में मदद करता है।

सल्फ्यूरिक एसिड + चीनी

चीनी की निर्जलीकरण प्रक्रिया एक स्पष्ट एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया पैदा करती है। जब आप सल्फ्यूरिक एसिड को चीनी के साथ मिलाते हैं, तो यह निर्जलित होता है और काले धुएं का एक स्तंभ दिखाई देता है, जिससे पर्यावरण को जली हुई हड्डियों की तरह गंध आती है।

सोडियम + पानी

सोडियम या कोई भी क्षारीय माध्यम पानी के साथ दृढ़ता से प्रतिक्रिया करता है। पानी में किसी भी क्षार धातु को जोड़ने पर (लिथियम, सोडियम, पोटेशियम, रुबिडियम या सीज़ियम) इसे प्रतिक्रिया करनी चाहिए।

आवर्त सारणी में तत्व की संख्या अधिक होने तक, प्रतिक्रिया अधिक मजबूत होगी।

नाजिया

सोडियम एसीटेट को गर्म बर्फ के रूप में जाना जाता है। यह सामग्री जमे हुए समाधानों के क्रिस्टलीकरण से शुरू होती है जो ठंड जारी करने के बजाय, गर्मी जारी करती है।

इसकी उपस्थिति के कारण, इसे "बर्फ" कहा जाता है, लेकिन वास्तव में क्रिस्टलीकृत सोडियम एसीटेट हाथ को गर्म करने के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे आम सामग्रियों में से एक है।

सोडा + सिरका

यह मिश्रण एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया पैदा करता है जो बड़ी मात्रा में फोम उत्पन्न करता है, इसलिए इसका उपयोग आमतौर पर ज्वालामुखी के विस्फोट से मिलता-जुलता है।

बोतल में जिन्न

इस प्रयोग में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड (हाइड्रोजन पेरोक्साइड) को पोटेशियम परमैंगनेट के साथ मिलाया जाता है। इस तरह, परमैंगनेट हाइड्रोजन पेरोक्साइड को तोड़ता है, जिससे बड़ी मात्रा में धुआं और गर्मी निकलती है।

विस्फोटक गमी भालू

गमी भालू सूक्रोज (चीनी) में समृद्ध होता है, एक पदार्थ जो उच्च तापमान पर पोटेशियम क्लोरेट के साथ मिलाया जाता है, एक हिंसक विस्फोट और चिपचिपा भालू का आंदोलन पैदा करता है।

एक ट्यूब में बिजली

यह प्रतिक्रिया तब होती है जब एक संक्षारक एसिड शराब या एसीटोन के साथ मिलाया जाता है।

इस तरह, एक जोरदार रासायनिक प्रतिक्रिया देखी जा सकती है जिसके परिणामस्वरूप ट्यूब के अंदर प्रकाश की पीढ़ी बिजली के समान होती है।

पानी को फ्रीज करें

इस प्रक्रिया के दौरान पानी ऊष्मा के रूप में ऊर्जा छोड़ता है, इसलिए जब पानी के टुकड़े जम जाते हैं, तो एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया होती है।

धातुओं का संक्षारण

शुद्ध धातु, अर्थात, अपनी प्राकृतिक अवस्था में जब वे हवा के संपर्क में आते हैं, तो गर्मी के उत्पादन के साथ ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया उत्पन्न होती है, इसलिए, इस प्रक्रिया को एक्सोथर्मिक कहा जाता है।

गैस दहन प्रक्रिया

किसी भी गैस की दहन प्रक्रिया, जैसे कि मीथेन या प्राकृतिक गैस, एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया पैदा करती है जो गर्मी के उत्पादन में और कुछ अवसरों पर, जब नियंत्रित तरीके से दहन होता है, तो यह प्रकाश पैदा कर सकती है।

अन्य

पहले से बताए गए उदाहरणों के अलावा, कई प्रकार की प्रतिक्रियाएं हैं जिन्हें एक्सोथर्मिक भी माना जाता है, जैसे कि खाद के लिए कचरे में कुछ कार्बनिक पदार्थों का अपघटन।

यह भी कई अन्य प्रतिक्रियाओं के बीच, अग्निछाया की विशेषता bioluminescence का उत्पादन करने के लिए ल्यूसिफरिन वर्णक के ऑक्सीकरण को उजागर करता है, और यहां तक ​​कि श्वसन भी।

संदर्भ

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