धीमी प्रतिक्रियाएँ

वे रासायनिक अभिक्रियाएँ जो बहुत धीमी गति से होती हैं और जिनके पूरा होने में काफी समय लग सकता है, धीमी अभिक्रियाएँ कहलाती हैं।
आमतौर पर सहसंयोजक यौगिक धीमी प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं।
कुछ प्रतिक्रियाओं को पूरा होने में दिन, सप्ताह और महीने लग सकते हैं; इन्हें बहुत धीमी प्रतिक्रियाएँ कहा जाता है।
उदाहरण के लिए, दूध को दही में बदलने में कई घंटे या एक दिन लग सकता है, जबकि लोहे को संक्षारित होने में इससे भी अधिक समय लग सकता है।

लोहे में जंग लगना
4Fe + 3O2 -> 2Fe2O3
(लोहा) (ऑक्सीजन) (जंग – आयरन ऑक्साइड)

भू-रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा कच्चे तेल का निर्माण और रेडियम का विघटन धीमी प्रतिक्रियाओं के अन्य उदाहरण हैं।
तेज़ प्रतिक्रियाएँ

जो रासायनिक अभिक्रियाएँ बहुत कम समय में, जैसे 10 -6 सेकेण्ड से भी कम समय में पूरी हो जाती हैं, उन्हें तीव्र अभिक्रियाएँ कहते हैं।
उदाहरण: बन्सेन बर्नर की लौ में मैग्नीशियम रिबन जलाया जाता है; यह शीघ्र ही ध्यान देने योग्य चिंगारी के साथ जल जाता है।

2Mg(s) + O2 (g) ऊष्मा > 2MgO (s)

इसी प्रकार, अम्ल और क्षार के बीच उदासीनीकरण प्रतिक्रिया एक तीव्र प्रतिक्रिया होती है।
उदाहरण: जब हाइड्रोक्लोरिक एसिड आधार, अमोनियम हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो यह नमक और पानी बनाता है।

HCl (aq) + NaOH (aq) -> NaCl (aq) + H2O (l)
(अम्ल) (क्षार) (सामान्य नमक) (जल)

तीव्र प्रतिक्रिया का एक अन्य उदाहरण सिल्वर क्लोराइड अवक्षेप का निर्माण है जब सोडियम क्लोराइड घोल को सिल्वर नाइट्रेट घोल के साथ मिलाया जाता है।
Ag+NO3- + Na+Cl– -> AgCl + NaNO3

चूँकि, ये तेज़ प्रतिक्रियाएँ आयनों के बीच होती हैं, इसलिए इन्हें आयनिक प्रतिक्रियाएँ भी कहा जाता है।
धीमी और तेज़ प्रतिक्रियाओं के अलावा, एक और श्रेणी होती है जिसे मध्यम प्रतिक्रियाएँ कहा जाता है।

अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएँ

रसायन विज्ञान की एक मौलिक अवधारणा यह है कि रासायनिक प्रतिक्रियाएं तब होती हैं जब अभिकारक उत्पाद बनाने के लिए एक-दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। इन यूनिडायरेक्शनल प्रतिक्रियाओं को अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं के रूप में जाना जाता है, ऐसी प्रतिक्रियाएं जिनमें अभिकारक उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं और जहां उत्पाद वापस अभिकारकों में परिवर्तित नहीं हो सकते हैं। ये प्रतिक्रियाएँ मूलतः बेकिंग की तरह होती हैं। अभिकारकों के रूप में कार्य करने वाली सामग्रियों को मिश्रित किया जाता है और केक बनाने के लिए एक साथ पकाया जाता है, जो उत्पाद के रूप में कार्य करता है। इस केक को वापस अभिकारकों (अंडे, आटा, आदि) में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है, जैसे अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया में उत्पाद वापस अभिकारकों में परिवर्तित नहीं हो सकते हैं।

अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया का एक उदाहरण दहन है। दहन में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोकार्बन जैसे कार्बनिक यौगिक और ऑक्सीजन को जलाना शामिल है। क्योंकि पानी और कार्बन डाइऑक्साइड स्थिर हैं, वे अभिकारक बनाने के लिए एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं। दहन प्रतिक्रियाएँ निम्नलिखित रूप लेती हैं:

CxHy+O2→CO2+H2O

प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएँ

प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं में, अभिकारकों और उत्पादों का कभी भी पूरी तरह से उपभोग नहीं किया जाता है; वे दोनों लगातार प्रतिक्रिया कर रहे हैं और उत्पादित हो रहे हैं। एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया निम्नलिखित सारांशित रूप ले सकती है:

A+B⇌k1k−1C+DA+B⇌k1k−1C+D

इस प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया को दो प्रतिक्रियाओं में विभाजित किया जा सकता है।

प्रतिक्रिया 1:

A+B−→k1C+DA+B→k1C+D

प्रतिक्रिया 2:

C+D−→−k−1A+BC+D→k−1A+B

ये दोनों प्रतिक्रियाएं एक साथ हो रही हैं, जिसका अर्थ है कि अभिकारक उत्पाद उत्पन्न करने के लिए प्रतिक्रिया कर रहे हैं, क्योंकि उत्पाद अभिकारक उत्पन्न करने के लिए प्रतिक्रिया कर रहे हैं। प्रतिक्रियाशील अणुओं के टकराव से एक बंद प्रणाली में रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं। उत्पाद बनने के बाद, जब अणु एक-दूसरे से टकराते हैं तो इन उत्पादों के बीच के बंधन टूट जाते हैं, जिससे उत्पाद और प्रतिक्रियाशील अणुओं के बंधन को तोड़ने के लिए आवश्यक पर्याप्त ऊर्जा उत्पन्न होती है।

एक बॉलरूम की कल्पना करें. माना अभिकारक A में 10 लड़कियाँ हैं और अभिकारक B में 10 लड़के हैं। जैसे ही प्रत्येक लड़की और लड़का डांस फ्लोर पर जाते हैं, वे एक उत्पाद बनने के लिए जोड़ी बनाते हैं। एक बार जब पांच लड़कियां और पांच लड़के डांस फ्लोर पर होते हैं, तो पांच जोड़ों में से एक टूट जाता है और किनारे पर चला जाता है, फिर से प्रतिक्रियावादी बन जाता है। जैसे ही यह जोड़ी डांस फ्लोर छोड़ती है, किनारे पर मौजूद एक अन्य लड़का और लड़की एक बार फिर उत्पाद बनाने के लिए जोड़ी बनाते हैं। यह प्रक्रिया एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करते हुए बार-बार जारी रहती है।

अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं के विपरीत, प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएँ संतुलन की ओर ले जाती हैं: प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं में, प्रतिक्रिया दोनों दिशाओं में आगे बढ़ती है जबकि अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाओं में प्रतिक्रिया केवल एक दिशा में आगे बढ़ती है। यदि अभिकारक उत्पादों के समान दर पर बनते हैं, तो एक गतिशील संतुलन मौजूद होता है। उदाहरण के लिए, यदि एक पानी की टंकी उसी दर से पानी से भरी जा रही है जैसे पानी टंकी से बाहर निकल रहा है (एक काल्पनिक छेद के माध्यम से), तो टंकी में शेष पानी की मात्रा स्थिर रहती है।

प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया और संतुलन की गतिशील प्रकृति।

एक उत्क्रमणीय प्रतिक्रिया गतिशील प्रकृति का संतुलन प्राप्त करती है न कि स्थिर प्रकृति की। तथ्य यह है कि किसी प्रणाली के गुण संतुलन चरण में स्थिर हो जाते हैं, जिससे यह आभास हो सकता है कि आगे और पीछे दोनों प्रक्रियाएं पूरी तरह से रुक जाती हैं। हालाँकि ये सच नहीं है. संतुलन पर, आगे और पीछे की प्रतिक्रियाएँ समान गति से चलती हैं, लेकिन रुकती नहीं हैं। उत्पादों के बनने की दर पुनः अभिकारकों के बनने की दर के बिल्कुल बराबर होती है। परिणामस्वरूप अभिकारकों और उत्पादों की सांद्रता और प्रणाली के अन्य गुण अपरिवर्तित रहते हैं। इस प्रकार संतुलन प्रकृति में गतिशील है।