और इस्पात वर्गीकरण
- गुणवत्ता;
- रासायनिक संरचना;
- नियुक्ति;
- सूक्ष्म संरचना;
- ताकत.
स्टील की गुणवत्ता
रासायनिक संरचना द्वारा
कार्बन स्टील्स स्थायी अशुद्धियाँ
तालिका 1.3।
कार्बन स्टील
मिश्र धातु तत्वों additivesया additives
मिश्र धातु स्टील्स कम एलॉयड(2.5 wt.% तक), डाल दिया गया(2.5 से 10 wt.%) और अत्यधिक मिश्रित "क्रोम"
स्टील के उद्देश्य के अनुसार
संरचनात्मक कम-(या कुछ-)और मध्यम कार्बन।
वाद्यउच्च कार्बन।
और (विशेष गुणों के साथ- ).
और
और गर्मी प्रतिरोध में वृद्धि तेजी से काटना स्टील्स।
सामान्य गुणवत्ता,
संरचनात्मक स्टील्स,
औजारों का स्टील,
6) असर (बॉल बियरिंग) बनना,
7) उच्च गति स्टील(उच्च टंगस्टन सामग्री के साथ उच्च-मिश्र धातु, उच्च-गुणवत्ता वाले उपकरण स्टील्स)।
8) स्वचालित, यानी।बढ़ी हुई (या उच्च) मशीनेबिलिटी, बनना।
स्टील्स के ऐतिहासिक रूप से स्थापित अंकन समूहों की संरचना के विश्लेषण से पता चलता है कि उपयोग की जाने वाली अंकन प्रणाली पांच वर्गीकरण विशेषताओं को सांकेतिक शब्दों में बदलना संभव बनाती है: गुणवत्ता, रासायनिक संरचना, उद्देश्य, डीऑक्सीडेशन की डिग्री,और खाली करने का तरीका(स्वचालित या, दुर्लभ मामलों में, फाउंड्रीज़)। चित्र 1 में ब्लॉक आरेख के निचले भाग में अंकन समूहों और स्टील वर्गों के बीच संबंध को चित्रित किया गया है।
मार्किंग ग्रुप की प्रणाली, मार्किंग नियम और स्टील ग्रेड के उदाहरण
| कार्बन | नियमित गुणवत्ता | |||||||
| इस्पात समूह | वितरण की गारंटी | टिकटों | ||||||
| ए | रासायनिक संरचना द्वारा | सेंट0 | सेंट 1 | सेंट 2 | StZ | सेंट4 | सेंट 5 | St6 |
| बी | यांत्रिक गुणों द्वारा | बीएसटी0 | बीएसटी1 | बीएसटी2 | बीएसटीजेड | बीएसटी4 | Bst5 | Bst6 |
| में | यांत्रिक गुण और रासायनिक संरचना | ईएसपीओ | वीएसटी1 | वीएसटी2 | वीएसटीजेड | वीएसटी4 | वीएसटी5 | वीएसटी6 |
| कार्बन सांद्रता, भार। % | 0,23 | 0,06-0,12 | 0,09-0,15 | 0,14-0,22 | 0,18-0,27 | 0,28-0,37 | 0,38-0,49 | |
| गुणवत्ता उच्च गुणवत्ता | संरचनात्मक | टिकटों के उदाहरण | ||||||
| ग्रेड: कार्बन के एक प्रतिशत के सौवें हिस्से की दो अंकों की संख्या + डीऑक्सीडेशन की डिग्री का संकेत | 05 08kp 10 15 18kp 20A 25ps ZOA 35 40 45 50 55 ... 80 85 नोट: 1) डीऑक्सीडेशन की डिग्री के एक संकेतक की अनुपस्थिति का अर्थ है "sp"; 2) ग्रेड के अंत में "ए" इंगित करता है कि स्टील उच्च गुणवत्ता वाला है | |||||||
| वाद्य | टिकटों | |||||||
| ब्रांड: प्रतीक "यू" + संख्या कार्बन के एक प्रतिशत का TETHS | U7 U7A U8 UVA U9 U9A U10 U10A U12 U12A | |||||||
| मिश्रित | उच्च गुणवत्ता उच्च गुणवत्ता अतिरिक्त उच्च गुणवत्ता | संरचनात्मक | टिकटों के उदाहरण | |||||
| ग्रेड: कार्बन के सौ प्रतिशत के दो अंकों की संख्या + एक मिश्र धातु तत्व का प्रतीक + इसके प्रतिशत की पूरी संख्या | 09G2 10KhSND 18G2AFps 20Kh 40G 45KhN 65S2VA 110G13L 2) ब्रांड 110G13L - कुछ में से एक जिसमें कार्बन के प्रतिशत के सौवें हिस्से की संख्या तीन अंकों की है | |||||||
| वाद्य | टिकटों के उदाहरण | |||||||
| ग्रेड: प्रतिशत कार्बन + के काल की संख्या मिश्र धातु तत्व प्रतीक+ इसके प्रतिशत की पूरी संख्या | ZKh2N2MF 4KhV2S 5KhNM 7X3 9KhVG X KhV4 9Kh4MZF2AGST-SH 2) ब्रांड के अंत में "-एसएच" दिखाता है कि स्टील विशेष रूप से उच्च गुणवत्ता वाला है, उदाहरण के लिए, विधि द्वारा प्राप्त किया गया इलेक्ट्रोस्लैगरीमेल्टिंग (लेकिन न केवल) |
साधारण गुणवत्ता के कार्बन संरचनात्मक स्टील्स
निर्दिष्ट अंकन समूह के विशिष्ट स्टील्स को दो-अक्षर संयोजन का उपयोग करके नामित किया गया है "अनुसूचित जनजाति"जो माने गए अंकन समूह में कुंजी (रीढ़ की हड्डी) है। इस प्रतीक द्वारा इस समूह के स्टील ग्रेड को तुरंत पहचाना जा सकता है।
बिना स्पेस के प्रतीक "St" के बाद एक नंबर इंगित करता है संख्याब्रांडों से «0» पहले "6"।
ग्रेड संख्या में वृद्धि स्टील में कार्बन सामग्री में वृद्धि से मेल खाती है, लेकिन इसके विशिष्ट मूल्य को इंगित नहीं करती है। प्रत्येक ग्रेड के स्टील्स में कार्बन सांद्रता की अनुमेय सीमा तालिका में दर्शाई गई है। 1.5। में कार्बन सामग्री साधारण कार्बन स्टील्स 0.5 wt.% से अधिक नहीं है। इस तरह के स्टील्स संरचनात्मक मानदंड के अनुसार हाइपोएक्टेक्टॉइड हैं, और इसलिए, उनके उद्देश्य के अनुसार संरचनात्मक हैं।
संख्या के बाद, तीन अक्षर संयोजनों में से एक इस प्रकार है: "केपी", "पीएस", "एसपी", जो स्टील डीऑक्सीडेशन की डिग्री को दर्शाता है।
प्रतीक "सेंट" बड़े अक्षरों "ए", "बी" या "सी" से पहले हो सकता है, या कोई प्रतीक नहीं हो सकता है। इस प्रकार, तथाकथित में से एक से संबंधित स्टील के बारे में जानकारी प्रेषित की जाती है "वितरण समूह": ए, बीया में, - आपूर्तिकर्ता द्वारा स्टील के सामान्यीकृत संकेतकों में से किस पर निर्भर करता है।
स्टील समूह ए GOST द्वारा निर्दिष्ट रासायनिक संरचना, या कार्बन और अशुद्धियों की एकाग्रता के अनुमेय मूल्यों की गारंटी के साथ आता है। पत्र "ए" को अक्सर मुहर और उसकी अनुपस्थिति पर नहीं लगाया जाता है गलती करनारासायनिक संरचना गारंटी के लिए खड़ा है। स्टील के उपभोक्ता, जिनके पास यांत्रिक गुणों के बारे में कोई जानकारी नहीं है, उन्हें उचित ताप उपचार द्वारा बना सकते हैं, जिसके लिए रासायनिक संरचना के ज्ञान की आवश्यकता होती है।
स्टील समूह बीआवश्यक यांत्रिक गुणों की गारंटी के साथ आता है। स्टील का उपभोक्ता पूर्व ताप उपचार के बिना यांत्रिक गुणों की ज्ञात विशेषताओं के अनुसार संरचनाओं में इसका इष्टतम उपयोग निर्धारित कर सकता है।
स्टील समूह मेंरासायनिक संरचना और यांत्रिक गुणों दोनों की गारंटी के साथ आता है। इसका उपयोग उपभोक्ता द्वारा मुख्य रूप से वेल्डेड संरचना बनाने के लिए किया जाता है। यांत्रिक गुणों का ज्ञान वेल्ड से दूर के क्षेत्रों में भरी हुई संरचना के व्यवहार की भविष्यवाणी करना संभव बनाता है, और रासायनिक संरचना का ज्ञान भविष्यवाणी करना संभव बनाता है और यदि आवश्यक हो, तो गर्मी उपचार द्वारा स्वयं वेल्ड के यांत्रिक गुणों को सही करता है।
स्टाम्प रिकॉर्डिंग उदाहरण साधारण गुणवत्ता कार्बन स्टीलऐसे दिखते हैं: Vst3ps, Bst6sp, St1kp .
बॉल बेयरिंग स्टील्स
बीयरिंगों के लिए स्टील्स का अपना अंकन होता है, उनके उद्देश्य के अनुसार वे एक विशेष समूह बनाते हैं संरचनात्मक स्टील्स, हालांकि संरचना और गुणों में वे टूल स्टील्स के करीब हैं। "बॉल बेयरिंग" शब्द उनके संकीर्ण दायरे को परिभाषित करता है - रोलिंग बियरिंग्स (न केवल बॉल बेयरिंग, बल्कि रोलर और सुई बियरिंग्स)। इसके अंकन के लिए संक्षिप्त नाम "SHH" प्रस्तावित किया गया था - गेंद असर क्रोमियम, उसके बाद एक संख्या एक प्रतिशत का दसवां हिस्सामध्यम एकाग्रता क्रोम. पहले के प्रसिद्ध ब्रांडों SHKH6, SHKH9 और SHKH15 में से SHKH15 ब्रांड उपयोग में रहा। बॉल बेयरिंग स्टील और इसी तरह के टूल स्टील के बीच का अंतर गैर-धातु समावेशन की संख्या और माइक्रोस्ट्रक्चर में कार्बाइड के समान वितरण के लिए अधिक कठोर आवश्यकताओं में निहित है।
इसमें अतिरिक्त मिश्रधातु योजक (सिलिकॉन और मैंगनीज) की शुरुआत करके ShKh15 स्टील का सुधार अंकन - वितरण में एक अजीबोगरीब तरीके से परिलक्षित हुआ विशिष्टमिश्रधातु स्टील्स की संरचना में मिश्र धातु तत्वों के पदनाम के लिए बाद के नियमों की एक प्रणाली: SHKH15SG, SHKH20SG।
हाई स्पीड स्टील्स
हाई-स्पीड स्टील्स विशेष रूप से अंग्रेजी शब्द में पहली ध्वनि के अनुरूप रूसी वर्णमाला "आर" के प्रारंभिक अक्षर के साथ चिह्नित हैं शीघ्र – शीघ्र, शीघ्र. इसके बाद टंगस्टन का पूर्णांक प्रतिशत होता है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, उच्च गति वाले स्टील का सबसे आम ब्रांड P18 हुआ करता था।
टंगस्टन की कमी और उच्च लागत के कारण, नाइट्रोजन के बिना टंगस्टन-मोलिब्डेनम स्टील R6M5 और नाइट्रोजन के साथ R6AM5 में संक्रमण हुआ। बेयरिंग स्टील्स के समान, दो अंकन प्रणालियों का विलय (एक प्रकार का "संकरण") हुआ है। कोबाल्ट और वैनेडियम के साथ नए हाई-स्पीड स्टील्स के विकास और विकास ने "हाइब्रिड" ग्रेड के शस्त्रागार को समृद्ध किया: R6AM5F3, R6M4K8, 11R3AM3F2 - और आम तौर पर टंगस्टन-मुक्त हाई-स्पीड स्टील्स के उद्भव का भी नेतृत्व किया, जो एक में चिह्नित हैं विशिष्ट प्रणाली (R0M5F1, R0M2F3), और पूरी तरह से नए तरीके से - 9X6M3F3AGST-Sh, 9X4M3F2AGST-Sh।
कच्चा लोहा वर्गीकरण
कास्ट आयरन को कार्बन के साथ लोहे की मिश्र धातु कहा जाता है, जिसकी संरचना 2.14 wt% C से अधिक होती है।
कास्ट आइरन को स्टील (परिवर्तनीय) में बदलने के लिए पिघलाया जाता है, फेरोलॉयज़ प्राप्त करने के लिए जो मिश्र धातु योजक की भूमिका निभाते हैं, और कास्टिंग (कास्टिंग) के लिए उच्च तकनीक वाले मिश्र धातु के रूप में भी।
कार्बन कास्ट आयरन में दो उच्च कार्बन चरणों के रूप में हो सकता है - सीमेंटाइट (Fe3C) और ग्रेफाइट, और कभी-कभी सीमेंटाइट और ग्रेफाइट दोनों के रूप में। कच्चा लोहा, जिसमें केवल सीमेंटाइट मौजूद होता है, एक हल्का, चमकदार फ्रैक्चर देता है और इसलिए इसे कहा जाता है सफ़ेद. ग्रेफाइट की उपस्थिति कच्चा लोहा के फ्रैक्चर को ग्रे रंग देती है। हालांकि, ग्रेफाइट के साथ हर कच्चा लोहा तथाकथित वर्ग का नहीं है स्लेटीकच्चा लोहा। सफेद और ग्रे कास्ट आयरन के बीच वर्ग निहित है अधूरे मन सेकच्चा लोहा।
अधूरे मन सेकच्चा लोहा कच्चा लोहा कहा जाता है, जिसकी संरचना में, रेखांकन के बावजूद, लेडब्यूराइट सीमेंटाइट को कम से कम आंशिक रूप से संरक्षित किया जाता है, जिसका अर्थ है कि लेडबुराइट स्वयं मौजूद है - एक विशिष्ट रूप वाला एक यूटेक्टिक संरचनात्मक घटक।
को स्लेटीकच्चा लोहा शामिल करें जिसमें लेडबुराइट सीमेंटाइट पूरी तरह से विघटित हो गया है, और बाद वाला संरचना से गायब हो गया है। ग्रे कास्ट आयरन के होते हैं ग्रेफाइट समावेशनऔर धातु आधार. यह धातु आधार पर्लिटिक (यूटेक्टॉइड), फेरिटिक-पर्लाइटिक (हाइपो-यूटेक्टॉइड) या फेरिटिक (कम कार्बन) स्टील है। ग्रे कास्ट आयरन के धातु आधार के प्रकारों का निर्दिष्ट क्रम सीमेंटाइट के अपघटन की बढ़ती डिग्री से मेल खाता है, जो पेर्लाइट का हिस्सा है।
घर्षण-रोधी कच्चा लोहा
ब्रांड उदाहरण: एएसएफ-1, एएसएफ-2, एएसएफ-3।
विशेष मिश्र धातु गर्मी प्रतिरोधी, जंग रोधीऔर प्रतिरोधी गर्मीकच्चा लोहा:
विशेष ग्रे आयरन ग्रेड के उदाहरण
वर्गीकरण और लेबलिंग
निसादित कठोर मिश्र धातु
धातु-सिरेमिक हार्ड मिश्र धातु पाउडर धातु विज्ञान (सिरमेट) द्वारा बनाई गई मिश्र धातुएं हैं और दुर्दम्य धातुओं के कार्बाइड से मिलकर बनती हैं: WC, TiC, TaC, एक प्लास्टिक धातु बाइंडर द्वारा जुड़ा हुआ है, जो अक्सर कोबाल्ट के साथ होता है।
वर्तमान में, रूस में कठोर मिश्र धातुओं के तीन समूह निर्मित होते हैं: टंगस्टन, टाइटेनियम-टंगस्टन और टाइटेनियम-टैंटलम-टंगस्टन, - एक बांधने की मशीन के रूप में युक्त कोबाल्ट.
टंगस्टन की उच्च लागत के कारण, कठिन मिश्र धातुओं का विकास किया गया है जिनमें टंगस्टन कार्बाइड बिल्कुल नहीं होता है। एक ठोस चरण के रूप में, उनमें केवल होता है टाइटेनियम कार्बाइडया टाइटेनियम कार्बोनिट्राइड- टीआई (एनसी)। प्लास्टिक लिगामेंट की भूमिका किसके द्वारा निभाई जाती है निकल-मोलिब्डेनम मैट्रिक्स. कठोर मिश्र धातुओं का वर्गीकरण एक ब्लॉक आरेख द्वारा दर्शाया गया है।
सेरमेट हार्ड मिश्र धातुओं के पांच वर्गों के अनुसार, मौजूदा अंकन नियम पांच अंकन समूह बनाते हैं।
टंगस्टन (कई बार बुलाना टंगस्टन-कोबाल्ट) कठोर मिश्र धातु
उदाहरण: वीके3, वीके6, वीके8, वीके10।
टाइटेनियम टंगस्टन (कई बार बुलाना टाइटेनियम-टंगस्टन-कोबाल्ट) हार्ड मिश्र
उदाहरण: T30K4, T15K6, T5K10, T5K12।
टाइटेनियम टैंटलम टंगस्टन (कई बार बुलाना टाइटेनियम-टैंटलम-टंगस्टन-कोबाल्ट) हार्ड मिश्र धातु
उदाहरण: TT7K12, TT8K6, TT10K8, TT20K9।
कभी-कभी, ब्रांड के अंत में, अक्षरों या अक्षरों के संयोजन को एक हाइफ़न के माध्यम से जोड़ा जाता है, जो पाउडर में कार्बाइड कणों के फैलाव को दर्शाता है:
हार्ड सिरेमिक मिश्र धातुओं का वर्गीकरण
कुछ घरेलू अलॉय स्टील ग्रेड के विदेशी एनालॉग तालिका 1.1 में दिखाए गए हैं।
तालिका 1.1।
मिश्रित स्टील्स के कई घरेलू ग्रेड के विदेशी एनालॉग्स
| रूस, गोस्ट | जर्मनी, दीन* | यूएसए, एएसटीएम* | जापान, रास * |
| 15X | 15Cr3 | एससीआर415 | |
| 40X | 41Cr4 | एससीजी440 | |
| 30XM | 25CrMo4 | एससीएम430, एससीएम2 | |
| 12HG3A | 14NiCr10** | – | एसएनसी815 |
| 20 एचजीएनएम | 21एनआईसीआरएमओ2 | एसएनसीएम220 | |
| 08X13 | X7Cr13 ** | 410 | SUS410S |
| 20X13 | Х20Сг13 | SUS420J1 | |
| 12X17 | X8Cr17 | 430 (51430 ***) | SUS430 |
| 12X18H9 | X12CrNi8 9 | SUS302 | |
| 08X18H10T | Х10CrNiTi18 9 | .321 | SUS321 |
| 10Х13СУ | एक्स7सीआरए133 ** | 405 ** (51405) *** | एसयूएस405** |
| 20Х25Н20С2 | Х15CrNiSi25 20 | 30314,314 | एससीएस18, एसयूएच310 ** |
* DIN (Deutsche Industrienorm), ASTM (परीक्षण सामग्री के लिए अमेरिकन सोसाइटी), JIS (जापानी औद्योगिक मानक)।
** संरचना में समान स्टील; *** एसएई मानक
वर्गीकरण सुविधाओं के लक्षण
और इस्पात वर्गीकरण
स्टील्स की आधुनिक वर्गीकरण विशेषताओं में निम्नलिखित शामिल हैं:
- गुणवत्ता;
- रासायनिक संरचना;
- नियुक्ति;
- उत्पादन की धातुकर्म विशेषताएं;
- सूक्ष्म संरचना;
- सख्त करने का पारंपरिक तरीका;
- रिक्त स्थान या भाग प्राप्त करने का पारंपरिक तरीका;
- ताकत.
आइए संक्षेप में उनमें से प्रत्येक का वर्णन करें।
स्टील की गुणवत्तामुख्य रूप से हानिकारक अशुद्धियों - सल्फर और फास्फोरस की सामग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है - और 4 श्रेणियों की विशेषता है (तालिका देखें। 1.2)।
रासायनिक संरचना द्वारास्टील्स को सशर्त रूप से कार्बन (गैर-मिश्र धातु) स्टील्स और मिश्र धातु वाले में विभाजित किया गया है।
कार्बन स्टील्सविशेष रूप से पेश किए गए मिश्र धातु तत्व शामिल नहीं हैं। कार्बन को छोड़कर कार्बन स्टील्स में निहित तत्व तथाकथित हैं स्थायी अशुद्धियाँ. उनकी एकाग्रता संबंधित राज्य मानकों (GOSTs) द्वारा निर्धारित सीमाओं के भीतर होनी चाहिए। तालिका 1.3। कुछ तत्वों के लिए औसत सांद्रता सीमा दी गई है, जिससे इन तत्वों को मिश्रित तत्वों के बजाय अशुद्धियों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। GOSTs द्वारा कार्बन स्टील्स में अशुद्धियों की सामग्री के लिए विशिष्ट सीमाएँ दी गई हैं।
तालिका 1.3।
कुछ तत्वों की सांद्रता को सीमित करना, उन्हें स्थायी अशुद्धता माना जाना
कार्बन स्टील
मिश्र धातु तत्वों, कभी-कभी मिश्र धातु कहा जाता है additivesया additives, विशेष रूप से आवश्यक संरचना और गुण प्राप्त करने के लिए स्टील में पेश किए जाते हैं।
मिश्र धातु स्टील्सकार्बन को छोड़कर मिश्रधातु तत्वों की कुल सांद्रता के अनुसार उप-विभाजित किया जाता है कम एलॉयड(2.5 wt.% तक), डाल दिया गया(2.5 से 10 wt.%) और अत्यधिक मिश्रित(10 wt.% से अधिक) जब लोहे के उत्तरार्द्ध में सामग्री 45 wt.% से कम नहीं है। आमतौर पर, पेश किया गया मिश्र धातु तत्व मिश्र धातु इस्पात को संबंधित नाम देता है: "क्रोम"- क्रोमियम के साथ डोप किया गया, "सिलिकॉन" - सिलिकॉन के साथ, "क्रोमियम-सिलिकॉन" - एक ही समय में क्रोमियम और सिलिकॉन के साथ, आदि।
इसके अलावा, लौह-आधारित मिश्र भी प्रतिष्ठित होते हैं, जब सामग्री की लौह सामग्री 45% से कम होती है, लेकिन यह किसी अन्य मिश्र धातु तत्व से अधिक होती है।
स्टील के उद्देश्य के अनुसारसंरचनात्मक और वाद्य में विभाजित।
संरचनात्मकमैकेनिकल इंजीनियरिंग, निर्माण और उपकरण बनाने में विभिन्न मशीन भागों, तंत्र और संरचनाओं के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टील्स पर विचार किया जाता है। उनके पास आवश्यक ताकत और क्रूरता होनी चाहिए, साथ ही, यदि आवश्यक हो, विशेष गुणों का एक सेट (जंग प्रतिरोध, अनुचुंबकत्व, आदि)। एक नियम के रूप में, संरचनात्मक स्टील्स हैं कम-(या कुछ-)और मध्यम कार्बन।कठोरता उनके लिए निर्णायक यांत्रिक विशेषता नहीं है।
वाद्यकाटने या दबाव के साथ-साथ मापने के उपकरण के निर्माण के लिए प्रसंस्करण सामग्री के लिए उपयोग किए जाने वाले स्टील्स कहलाते हैं। उनके पास उच्च कठोरता, पहनने के प्रतिरोध, शक्ति और कई अन्य विशिष्ट गुण होने चाहिए, उदाहरण के लिए, गर्मी प्रतिरोध। उच्च कठोरता प्राप्त करने के लिए एक आवश्यक शर्त एक बढ़ी हुई कार्बन सामग्री है, इसलिए टूल स्टील्स, दुर्लभ अपवादों के साथ, हमेशा होते हैं उच्च कार्बन।
प्रत्येक समूह के भीतर उद्देश्य के अनुसार अधिक विस्तृत विभाजन होता है। संरचनात्मक स्टील्स में बांटा गया है निर्माण इंजीनियरिंगऔर विशेष आवेदन स्टील्स(विशेष गुणों के साथ- गर्मी प्रतिरोधी, गर्मी प्रतिरोधी, संक्षारण प्रतिरोधी, गैर चुंबकीय).
टूल स्टील्स में विभाजित हैं काटने के उपकरण स्टील्स, डाई स्टील्सऔर मापने के उपकरण के लिए स्टील।
टूल स्टील्स की एक सामान्य परिचालन संपत्ति उच्च कठोरता है, जो उपकरण की सतह के विरूपण और घर्षण के प्रतिरोध को सुनिश्चित करती है। उसी समय, काटने के उपकरण के लिए स्टील्स पर एक विशिष्ट आवश्यकता लगाई जाती है - उच्च तापमान (500 ... 600ºС तक) पर उच्च कठोरता बनाए रखने के लिए, जो उच्च काटने की गति पर अत्याधुनिक में विकसित होती है। स्टील की संकेतित क्षमता को इसका कहा जाता है गर्मी प्रतिरोध (या लाल कठोरता)। निर्दिष्ट मानदंड के अनुसार, काटने के उपकरण के लिए स्टील्स को विभाजित किया गया है गैर गर्मी प्रतिरोधी, अर्द्ध गर्मी प्रतिरोधी, गर्मी प्रतिरोधीऔर गर्मी प्रतिरोध में वृद्धि. अंतिम दो समूहों को कला में नाम से जाना जाता है तेजी से काटना स्टील्स।
डाई स्टील्स से, उच्च कठोरता के अलावा, उच्च क्रूरता की आवश्यकता होती है, क्योंकि डाई टूल शॉक लोडिंग परिस्थितियों में काम करता है। इसके अलावा, गर्म मुद्रांकन के लिए उपकरण, गर्म धातु के रिक्त स्थान के संपर्क में, लंबे समय तक काम के दौरान गर्म हो सकता है। इसलिए, गर्म मुद्रांकन के लिए स्टील्स भी गर्मी प्रतिरोधी होना चाहिए।
उपकरण स्टील्स को मापना, उच्च पहनने के प्रतिरोध के अलावा, एक लंबी सेवा जीवन पर आयामी सटीकता सुनिश्चित करना, ऑपरेटिंग तापमान की स्थिति की परवाह किए बिना उपकरण आयामी स्थिरता की गारंटी देना चाहिए। दूसरे शब्दों में, उनके पास बहुत कम थर्मल विस्तार गुणांक होना चाहिए।
रासायनिक प्रतिक्रियाओं को परमाणु प्रतिक्रियाओं से अलग किया जाना चाहिए। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, प्रत्येक रासायनिक तत्व के परमाणुओं की कुल संख्या और इसकी समस्थानिक संरचना नहीं बदलती है। परमाणु प्रतिक्रियाएँ एक और मामला है - अन्य नाभिकों या प्राथमिक कणों के साथ उनकी बातचीत के परिणामस्वरूप परमाणु नाभिक के परिवर्तन की प्रक्रियाएँ, उदाहरण के लिए, मैग्नीशियम में एल्यूमीनियम का परिवर्तन:
27 13 अल + 1 1 एच \u003d 24 12 मिलीग्राम + 4 2 वह
रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण बहुआयामी है, अर्थात यह विभिन्न संकेतों पर आधारित हो सकता है। लेकिन इनमें से किसी भी संकेत के तहत, अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थों के बीच प्रतिक्रियाओं को जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।
विभिन्न मानदंडों के अनुसार रासायनिक प्रतिक्रियाओं के वर्गीकरण पर विचार करें।
वे अभिक्रियाएँ जो पदार्थों के संघटन में परिवर्तन किए बिना होती हैं।
अकार्बनिक रसायन विज्ञान में, ऐसी प्रतिक्रियाओं में एक रासायनिक तत्व के एलोट्रोपिक संशोधनों को प्राप्त करने की प्रक्रिया शामिल होती है, उदाहरण के लिए:
सी (ग्रेफाइट) ↔ सी (हीरा)
एस (रंबिक) ↔ एस (मोनोक्लिनिक)
आर (सफेद) ↔ आर (लाल)
एसएन (सफेद टिन) ↔ एसएन (ग्रे टिन)
3O 2 (ऑक्सीजन) ↔ 2O 3 (ओज़ोन)
कार्बनिक रसायन विज्ञान में, इस प्रकार की प्रतिक्रियाओं में आइसोमेरिज़ेशन प्रतिक्रियाएं शामिल हो सकती हैं जो न केवल गुणात्मक परिवर्तन के बिना होती हैं, बल्कि पदार्थों के अणुओं की मात्रात्मक संरचना भी होती हैं, उदाहरण के लिए:
1. अल्केन्स का आइसोमेराइजेशन।
अल्केन्स के आइसोमेराइजेशन की प्रतिक्रिया का बड़ा व्यावहारिक महत्व है, क्योंकि आइसोस्ट्रक्चर के हाइड्रोकार्बन में विस्फोट करने की क्षमता कम होती है।
2. एलकेन्स का आइसोमेराइजेशन।
3. एल्काइन्स का आइसोमेराइजेशन (ए। ई। फेवरस्की की प्रतिक्रिया)।
सीएच 3 - सीएच 2 - सी \u003d - सीएच ↔ सीएच 3 - सी \u003d - सी- सीएच 3
एथिल एसिटिलीन डाइमिथाइल एसिटिलीन
4. हेलोएल्केन्स का आइसोमेराइजेशन (ए. ई. फेवरस्की, 1907)।
5. गर्म करने पर अमोनियम साइनाइट का आइसोमेराइजेशन।
पहली बार यूरिया को F. वेहलर द्वारा 1828 में गर्म करने पर अमोनियम साइनेट के आइसोमेराइजेशन द्वारा संश्लेषित किया गया था।
ऐसी चार प्रकार की प्रतिक्रियाएँ हैं: यौगिक, अपघटन, प्रतिस्थापन और विनिमय।
1. संयोजक अभिक्रियाएँ ऐसी अभिक्रियाएँ होती हैं जिनमें दो या दो से अधिक पदार्थों से एक जटिल पदार्थ का निर्माण होता है
अकार्बनिक रसायन विज्ञान में, यौगिक प्रतिक्रियाओं की पूरी विविधता पर विचार किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, सल्फर से सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रियाओं के उदाहरण का उपयोग करना:
1. सल्फर ऑक्साइड (IV) प्राप्त करना:
S + O 2 \u003d SO - एक जटिल पदार्थ दो सरल पदार्थों से बनता है।
2. सल्फर ऑक्साइड (VI) प्राप्त करना:
SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - एक सरल और जटिल पदार्थ से एक जटिल पदार्थ बनता है।
3. सल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करना:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - दो जटिल पदार्थों से एक जटिल बनता है।
एक यौगिक प्रतिक्रिया का एक उदाहरण जिसमें दो से अधिक शुरुआती सामग्रियों से एक जटिल पदार्थ बनता है, नाइट्रिक एसिड के उत्पादन में अंतिम चरण है:
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3
कार्बनिक रसायन शास्त्र में, यौगिक प्रतिक्रियाओं को आमतौर पर "अतिरिक्त प्रतिक्रियाएं" कहा जाता है। इस तरह की प्रतिक्रियाओं की पूरी विविधता को असंतृप्त पदार्थों के गुणों की विशेषता वाली प्रतिक्रियाओं के एक ब्लॉक के उदाहरण पर माना जा सकता है, उदाहरण के लिए, एथिलीन:
1. हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया - हाइड्रोजन जोड़:
सीएच 2 \u003d सीएच 2 + एच 2 → एच 3 -सीएच 3
एथीन → ईथेन
2. जलयोजन अभिक्रिया - जल मिलाना।
3. पॉलिमराइजेशन रिएक्शन।
2. अपघटन अभिक्रियाएँ ऐसी अभिक्रियाएँ होती हैं जिनमें एक जटिल पदार्थ से कई नए पदार्थ बनते हैं।
अकार्बनिक रसायन विज्ञान में, प्रयोगशाला विधियों द्वारा ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रियाओं के ब्लॉक में ऐसी सभी प्रकार की प्रतिक्रियाओं पर विचार किया जा सकता है:
1. मरकरी (II) ऑक्साइड का अपघटन - एक जटिल पदार्थ से दो सरल बनते हैं।
2. पोटेशियम नाइट्रेट का अपघटन - एक जटिल पदार्थ से एक सरल और एक जटिल बनता है।
3. पोटेशियम परमैंगनेट का अपघटन - एक जटिल पदार्थ से, दो जटिल और एक सरल, यानी तीन नए पदार्थ बनते हैं।
कार्बनिक रसायन विज्ञान में, प्रयोगशाला और उद्योग में एथिलीन के उत्पादन के लिए प्रतिक्रियाओं के ब्लॉक पर अपघटन प्रतिक्रियाओं पर विचार किया जा सकता है:
1. इथेनॉल के निर्जलीकरण (पानी के विभाजन) की प्रतिक्रिया:
सी 2 एच 5 ओएच → सीएच 2 \u003d सीएच 2 + एच 2 ओ
2. ईथेन की डीहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया (हाइड्रोजन विभाजन):
सीएच 3 -सीएच 3 → सीएच 2 \u003d सीएच 2 + एच 2
या सीएच 3 -सीएच 3 → 2सी + जेडएच 2
3. प्रोपेन की क्रैकिंग प्रतिक्रिया (विभाजन):
सीएच 3 -सीएच 2 -सीएच 3 → सीएच 2 \u003d सीएच 2 + सीएच 4
3. प्रतिस्थापन अभिक्रियाएँ ऐसी अभिक्रियाएँ होती हैं जिनके परिणामस्वरूप एक जटिल पदार्थ में एक साधारण पदार्थ के परमाणु एक तत्व के परमाणुओं को प्रतिस्थापित कर देते हैं।
अकार्बनिक रसायन शास्त्र में, ऐसी प्रक्रियाओं का एक उदाहरण प्रतिक्रियाओं का एक ब्लॉक है जो गुणों की विशेषता है, उदाहरण के लिए, धातु:
1. क्षार या क्षारीय पृथ्वी धातुओं का पानी के साथ परस्पर क्रिया:
2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2
2. घोल में अम्ल के साथ धातुओं की परस्पर क्रिया:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
3. विलयन में लवण के साथ धातुओं की परस्पर क्रिया:
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
4. मेटलथर्मी:
2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr
कार्बनिक रसायन के अध्ययन का विषय सरल पदार्थ नहीं है, बल्कि केवल यौगिक हैं। इसलिए, एक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया के एक उदाहरण के रूप में, हम संतृप्त यौगिकों की सबसे विशिष्ट संपत्ति देते हैं, विशेष रूप से मीथेन में, इसके हाइड्रोजन परमाणुओं को हलोजन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित करने की क्षमता। एक अन्य उदाहरण एक सुगंधित यौगिक (बेंजीन, टोल्यूनि, एनिलिन) का ब्रोमिनेशन है।
सी 6 एच 6 + बीआर 2 → सी 6 एच 5 बीआर + एचबीआर
बेंजीन → ब्रोमोबेंजीन
आइए हम कार्बनिक पदार्थों में प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया की ख़ासियत पर ध्यान दें: ऐसी प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, एक सरल और जटिल पदार्थ नहीं बनता है, जैसा कि अकार्बनिक रसायन विज्ञान में होता है, लेकिन दो जटिल पदार्थ।
कार्बनिक रसायन विज्ञान में, प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में दो जटिल पदार्थों के बीच कुछ प्रतिक्रियाएं भी शामिल होती हैं, उदाहरण के लिए, बेंजीन का नाइट्रेशन। यह औपचारिक रूप से एक विनिमय प्रतिक्रिया है। तथ्य यह है कि यह एक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया है, इसके तंत्र पर विचार करने पर ही स्पष्ट हो जाता है।
4. विनिमय अभिक्रियाएँ ऐसी अभिक्रियाएँ होती हैं जिनमें दो जटिल पदार्थ अपने घटक भागों का आदान-प्रदान करते हैं
ये प्रतिक्रियाएं इलेक्ट्रोलाइट्स के गुणों को चिह्नित करती हैं और बर्थोलेट नियम के अनुसार समाधानों में आगे बढ़ती हैं, अर्थात, केवल तभी जब एक अवक्षेप, गैस या एक कम-विघटनकारी पदार्थ (उदाहरण के लिए, एच 2 ओ) बनता है।
अकार्बनिक रसायन शास्त्र में, यह प्रतिक्रियाओं का एक ब्लॉक हो सकता है, उदाहरण के लिए, क्षार के गुण:
1. न्यूट्रलाइजेशन रिएक्शन जो नमक और पानी के बनने के साथ होता है।
2. क्षार और नमक के बीच अभिक्रिया, जो गैस बनने के साथ चलती है।
3. क्षार और नमक के बीच प्रतिक्रिया, जो अवक्षेप के गठन के साथ होती है:
CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4
या आयनिक रूप में:
Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2
कार्बनिक रसायन विज्ञान में, प्रतिक्रियाओं के एक ब्लॉक पर विचार किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एसिटिक एसिड के गुण:
1. एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट - एच 2 ओ के गठन के साथ आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया:
सीएच 3 कूह + नाओएच → ना (सीएच 3 सीओओ) + एच 2 ओ
2. गैस बनने के साथ होने वाली अभिक्रिया:
2CH 3 COOH + CaCO 3 → 2CH 3 सीओओ + सीए 2+ + सीओ 2 + एच 2 ओ
3. अवक्षेप के निर्माण के साथ आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया:
2CH 3 COOH + K 2 SO 3 → 2K (CH 3 COO) + H 2 SO 3
2CH 3 COOH + SiO → 2CH 3 COO + H 2 SiO 3
इस आधार पर, निम्नलिखित प्रतिक्रियाएँ प्रतिष्ठित हैं:
1. प्रतिक्रियाएँ जो तत्वों के ऑक्सीकरण राज्यों में परिवर्तन या रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के साथ होती हैं।
इनमें कई प्रतिक्रियाएँ शामिल हैं, जिनमें सभी प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ शामिल हैं, साथ ही संयोजन और अपघटन की प्रतिक्रियाएँ जिनमें कम से कम एक साधारण पदार्थ भाग लेता है, उदाहरण के लिए:
1. एमजी 0 + एच + 2 एसओ 4 \u003d एमजी + 2 एसओ 4 + एच 2
2. 2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2 O -2
इलेक्ट्रॉन संतुलन विधि का उपयोग करके जटिल रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं संकलित की जाती हैं।
2KMn +7 O 4 + 16HCl - \u003d 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O
कार्बनिक रसायन विज्ञान में, एल्डिहाइड के गुण रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के एक आकर्षक उदाहरण के रूप में काम कर सकते हैं।
1. वे इसी अल्कोहल में कम हो जाते हैं:
एल्डीसाइड्स को संबंधित एसिड में ऑक्सीकृत किया जाता है:
2. रासायनिक तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं को बदले बिना होने वाली अभिक्रियाएँ।
इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, सभी आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाएं, साथ ही कई यौगिक प्रतिक्रियाएं, कई अपघटन प्रतिक्रियाएं, एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाएं:
एचसीओएचएच + सीएचजीओएच = एचएसओसीएच 3 + एच 2 ओ
थर्मल प्रभाव के अनुसार, प्रतिक्रियाओं को एक्ज़ोथिर्मिक और एंडोथर्मिक में विभाजित किया जाता है।
1. ऊष्माक्षेपी अभिक्रियाएँ ऊर्जा मुक्त होने के साथ आगे बढ़ती हैं।
इनमें लगभग सभी यौगिक अभिक्रियाएँ शामिल हैं। एक दुर्लभ अपवाद नाइट्रोजन और ऑक्सीजन से नाइट्रिक ऑक्साइड (II) के संश्लेषण की एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं और ठोस आयोडीन के साथ गैसीय हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया है।
ऊष्माक्षेपी अभिक्रियाएँ जो प्रकाश के विमोचन के साथ आगे बढ़ती हैं, दहन अभिक्रियाएँ कहलाती हैं। एथिलीन का हाइड्रोजनीकरण ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया का एक उदाहरण है। यह कमरे के तापमान पर चलता है।
2. ऊष्माशोषी अभिक्रियाएँ ऊर्जा के अवशोषण के साथ आगे बढ़ती हैं।
जाहिर है, लगभग सभी अपघटन प्रतिक्रियाएं उन पर लागू होंगी, उदाहरण के लिए:
1. चूना पत्थर का कैल्सीनेशन
2. ब्यूटेन क्रैकिंग
प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप जारी या अवशोषित ऊर्जा की मात्रा को प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव कहा जाता है, और इस प्रभाव को दर्शाने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया के समीकरण को थर्मोकेमिकल समीकरण कहा जाता है:
एच 2 (जी) + सी 12 (जी) \u003d 2एचसी 1 (जी) + 92.3 केजे
एन 2 (जी) + ओ 2 (जी) \u003d 2NO (जी) - 90.4 केजे
प्रतिक्रियाशील पदार्थों के एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार, हैं:
1. विषमांगी अभिक्रियाएँ - ऐसी अभिक्रियाएँ जिनमें अभिकारक और प्रतिक्रिया उत्पाद एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं (विभिन्न चरणों में) में होते हैं।
2. सजातीय प्रतिक्रियाएँ - ऐसी प्रतिक्रियाएँ जिनमें अभिकारक और प्रतिक्रिया उत्पाद एक ही एकत्रीकरण (एक चरण में) की स्थिति में होते हैं।
उत्प्रेरक की भागीदारी के अनुसार, निम्न हैं:
1. उत्प्रेरक की भागीदारी के बिना होने वाली गैर-उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं।
2. उत्प्रेरक की भागीदारी के साथ होने वाली उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं। चूंकि जीवित जीवों की कोशिकाओं में होने वाली सभी जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं एक प्रोटीन प्रकृति के विशेष जैविक उत्प्रेरक - एंजाइमों की भागीदारी के साथ आगे बढ़ती हैं, वे सभी उत्प्रेरक या अधिक सटीक, एंजाइम वाले होते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 70% से अधिक रासायनिक उद्योग उत्प्रेरक का उपयोग करते हैं।
दिशा के अनुसार हैं:
1. अपरिवर्तनीय प्रतिक्रियाएँ दी गई शर्तों के तहत केवल एक दिशा में आगे बढ़ती हैं। इनमें एक अवक्षेप, गैस या एक कम-विघटनकारी पदार्थ (पानी) और सभी दहन प्रतिक्रियाओं के गठन के साथ सभी विनिमय प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।
2. इन परिस्थितियों में उत्क्रमणीय अभिक्रियाएँ एक साथ दो विपरीत दिशाओं में आगे बढ़ती हैं। इनमें से अधिकतर प्रतिक्रियाएं हैं।
कार्बनिक रसायन विज्ञान में, प्रतिवर्तीता का संकेत नामों में परिलक्षित होता है - प्रक्रियाओं के विलोम:
हाइड्रोजनीकरण - निर्जलीकरण,
जलयोजन - निर्जलीकरण,
पोलीमराइजेशन - डीपोलीमराइजेशन।
सभी एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाएं प्रतिवर्ती हैं (विपरीत प्रक्रिया, जैसा कि आप जानते हैं, हाइड्रोलिसिस कहा जाता है) और प्रोटीन, एस्टर, कार्बोहाइड्रेट, पॉलीन्यूक्लियोटाइड्स की हाइड्रोलिसिस। इन प्रक्रियाओं की प्रतिवर्तीता एक जीवित जीव की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति - चयापचय को रेखांकित करती है।
1. प्रतिक्रिया के दौरान बनने वाले रेडिकल्स और अणुओं के बीच रेडिकल प्रतिक्रियाएं होती हैं।
जैसा कि आप जानते हैं, सभी अभिक्रियाओं में पुराने रासायनिक बंध टूटते हैं और नए रासायनिक बंध बनते हैं। मूल पदार्थ के अणुओं में बंधन तोड़ने की विधि प्रतिक्रिया के तंत्र (पथ) को निर्धारित करती है। यदि पदार्थ एक सहसंयोजक बंधन द्वारा बनता है, तो इस बंधन को तोड़ने के दो तरीके हो सकते हैं: हेमोलिटिक और हेटेरोलिटिक। उदाहरण के लिए, सीएल 2, सीएच 4, आदि के अणुओं के लिए, बांडों का एक हेमोलिटिक क्लेवाज महसूस किया जाता है, यह अप्रकाशित इलेक्ट्रॉनों के साथ कणों के गठन की ओर ले जाएगा, अर्थात मुक्त कण।
रेडिकल्स अक्सर तब बनते हैं जब बांड टूट जाते हैं जिसमें साझा इलेक्ट्रॉन जोड़े परमाणुओं (गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन) के बीच लगभग समान रूप से वितरित होते हैं, लेकिन कई ध्रुवीय बंधन भी इसी तरह से टूट सकते हैं, विशेष रूप से जब प्रतिक्रिया होती है गैस चरण और प्रकाश की क्रिया के तहत। , उदाहरण के लिए, ऊपर चर्चा की गई प्रक्रियाओं के मामले में - सी 12 और सीएच 4 - की बातचीत। रेडिकल अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं, क्योंकि वे किसी अन्य परमाणु या अणु से एक इलेक्ट्रॉन लेकर अपनी इलेक्ट्रॉन परत को पूरा करते हैं। उदाहरण के लिए, जब एक क्लोरीन रेडिकल हाइड्रोजन अणु से टकराता है, तो यह साझा इलेक्ट्रॉन जोड़ी को तोड़ता है जो हाइड्रोजन परमाणुओं को बांधता है और हाइड्रोजन परमाणुओं में से एक के साथ एक सहसंयोजक बंधन बनाता है। दूसरा हाइड्रोजन परमाणु, एक रेडिकल बनकर, क्लोरीन परमाणु के अयुग्मित इलेक्ट्रॉन के साथ एक सामान्य इलेक्ट्रॉन जोड़ी बनाता है, जो क्ल 2 अणु के ढहने से होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक क्लोरीन रेडिकल होता है जो एक नए हाइड्रोजन अणु पर हमला करता है, आदि।
प्रतिक्रियाएँ, जो क्रमिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला होती हैं, श्रृंखला प्रतिक्रियाएँ कहलाती हैं। श्रृंखला प्रतिक्रियाओं के सिद्धांत के विकास के लिए, दो उत्कृष्ट रसायनज्ञ - हमारे हमवतन एन.एन. सेमेनोव और अंग्रेज एस.ए. हिंशेलवुड को नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।
क्लोरीन और मीथेन के बीच प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया समान रूप से आगे बढ़ती है:
अधिकांश कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों की दहन प्रतिक्रियाएँ, पानी का संश्लेषण, अमोनिया, एथिलीन का पोलीमराइज़ेशन, विनाइल क्लोराइड, आदि कट्टरपंथी तंत्र के अनुसार आगे बढ़ते हैं।
विशिष्ट आयनिक प्रतिक्रियाएं समाधान में इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच बातचीत होती हैं। आयन न केवल समाधानों में इलेक्ट्रोलाइट्स के पृथक्करण के दौरान बनते हैं, बल्कि विद्युत निर्वहन, ताप या विकिरण की क्रिया के तहत भी बनते हैं। γ-किरणें, उदाहरण के लिए, पानी और मीथेन अणुओं को आणविक आयनों में परिवर्तित करती हैं।
एक अन्य आयनिक तंत्र के अनुसार, हाइड्रोजन हलाइड्स, हाइड्रोजन, हैलोजन से अल्केन्स, ऑक्सीकरण और अल्कोहल के निर्जलीकरण के अलावा, हैलोजन द्वारा अल्कोहल हाइड्रॉक्सिल के प्रतिस्थापन की प्रतिक्रियाएं होती हैं; एल्डिहाइड और एसिड के गुणों की विशेषता वाली प्रतिक्रियाएँ। इस मामले में आयन सहसंयोजक ध्रुवीय बंधों के हेटेरोलाइटिक टूटने से बनते हैं।
प्रतिक्रिया की शुरुआत, वहाँ हैं:
1. प्रकाश रासायनिक अभिक्रियाएँ। वे प्रकाश ऊर्जा द्वारा आरंभ किए जाते हैं। एचसीएल संश्लेषण की उपरोक्त फोटोकेमिकल प्रक्रियाओं या क्लोरीन के साथ मीथेन की प्रतिक्रिया के अलावा, वे द्वितीयक वायुमंडलीय प्रदूषक के रूप में क्षोभमंडल में ओजोन का उत्पादन शामिल करते हैं। इस मामले में, नाइट्रिक ऑक्साइड (IV) प्राथमिक के रूप में कार्य करता है, जो प्रकाश की क्रिया के तहत ऑक्सीजन रेडिकल बनाता है। ये मूलक ऑक्सीजन के अणुओं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ओजोन होता है।
ओजोन का निर्माण तब तक चलता रहता है जब तक पर्याप्त प्रकाश होता है, क्योंकि NO, ऑक्सीजन के अणुओं के साथ परस्पर क्रिया कर समान NO2 बनाता है। ओजोन और अन्य द्वितीयक वायु प्रदूषकों के संचयन से फोटोकैमिकल स्मॉग हो सकता है।
इस प्रकार की प्रतिक्रिया में सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया भी शामिल है जो पौधों की कोशिकाओं में होती है - प्रकाश संश्लेषण, जिसका नाम खुद के लिए बोलता है।
2. विकिरण प्रतिक्रियाएँ। वे उच्च-ऊर्जा विकिरण - एक्स-रे, परमाणु विकिरण (γ-रे, ए-कण - He 2+, आदि) द्वारा शुरू किए जाते हैं। विकिरण अभिक्रियाओं की सहायता से बहुत तेजी से रेडियोपॉलीमराइजेशन, रेडियोलिसिस (विकिरण अपघटन) आदि क्रियाएं की जाती हैं।
उदाहरण के लिए, बेंजीन से फिनोल के दो चरण के उत्पादन के बजाय, इसे विकिरण की क्रिया के तहत पानी के साथ बेंजीन की बातचीत से प्राप्त किया जा सकता है। इस मामले में, रेडिकल्स [OH] और [H] पानी के अणुओं से बनते हैं, जिसके साथ बेंजीन फिनोल बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है:
सी 6 एच 6 + 2 [ओएच] → सी 6 एच 5 ओएच + एच 2 ओ
रेडियोवल्कनीकरण का उपयोग करके सल्फर के बिना रबर का वल्केनाइजेशन किया जा सकता है, और परिणामस्वरूप रबर पारंपरिक रबर से भी बदतर नहीं होगा।
3. विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाएँ। वे एक विद्युत प्रवाह द्वारा शुरू किए जाते हैं। आप अच्छी तरह से ज्ञात इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं के अलावा, हम इलेक्ट्रोसिंथेसिस प्रतिक्रियाओं का भी संकेत देते हैं, उदाहरण के लिए, अकार्बनिक ऑक्सीडेंट के औद्योगिक उत्पादन की प्रतिक्रियाएं
4. थर्मोकेमिकल प्रतिक्रियाएँ। वे तापीय ऊर्जा द्वारा आरंभ किए जाते हैं। इनमें सभी एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं और कई एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जिन्हें शुरू करने के लिए गर्मी की प्रारंभिक आपूर्ति की आवश्यकता होती है, अर्थात प्रक्रिया की शुरुआत।
रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपरोक्त वर्गीकरण आरेख में परिलक्षित होता है।
रासायनिक प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण, अन्य सभी वर्गीकरणों की तरह, सशर्त है। वैज्ञानिक प्रतिक्रियाओं को उनके द्वारा पहचाने गए संकेतों के अनुसार कुछ प्रकारों में विभाजित करने पर सहमत हुए। लेकिन अधिकांश रासायनिक परिवर्तनों को विभिन्न प्रकारों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आइए अमोनिया संश्लेषण प्रक्रिया का वर्णन करें।
यह एक यौगिक प्रतिक्रिया है, रेडॉक्स, एक्ज़ोथिर्मिक, प्रतिवर्ती, उत्प्रेरक, विषम (अधिक सटीक, विषम उत्प्रेरक), सिस्टम में दबाव में कमी के साथ आगे बढ़ना। प्रक्रिया को सफलतापूर्वक प्रबंधित करने के लिए, उपरोक्त सभी सूचनाओं को ध्यान में रखा जाना चाहिए। एक विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रिया हमेशा बहु-गुणात्मक होती है, यह विभिन्न विशेषताओं की विशेषता होती है।
आइए अब हम ऊपर प्रस्तुत वर्गीकरण योजना का अधिक विस्तार से विश्लेषण करें।
जैसा कि हम देख सकते हैं, सबसे पहले, सभी अकार्बनिक पदार्थों में बांटा गया है सरलऔर जटिल:
सरल पदार्थ वे पदार्थ जो केवल एक रासायनिक तत्व के परमाणुओं से बनते हैं कहलाते हैं। उदाहरण के लिए, सरल पदार्थ हाइड्रोजन एच 2, ऑक्सीजन ओ 2, आयरन फ़े, कार्बन सी, आदि हैं।
साधारण पदार्थों में हैं धातुओं, nonmetalsऔर उत्कृष्ट गैस:
धातुओंबोरॉन-एस्टैट विकर्ण के नीचे स्थित रासायनिक तत्वों के साथ-साथ उन सभी तत्वों द्वारा गठित होते हैं जो पार्श्व समूहों में होते हैं।
उत्कृष्ट गैससमूह VIIIA के रासायनिक तत्वों द्वारा गठित।
गैर धातुसमूह VIIIA में स्थित द्वितीयक उपसमूहों और महान गैसों के सभी तत्वों के अपवाद के साथ, बोरॉन-एस्टैट विकर्ण के ऊपर स्थित रासायनिक तत्वों द्वारा क्रमशः गठित:
सरल पदार्थों के नाम अक्सर उन रासायनिक तत्वों के नाम से मेल खाते हैं जिनके परमाणु बनते हैं। हालांकि, कई रासायनिक तत्वों के लिए, एलोट्रॉपी की घटना व्यापक है। एलोट्रॉपी वह घटना है जब एक रासायनिक तत्व कई सरल पदार्थ बनाने में सक्षम होता है। उदाहरण के लिए, रासायनिक तत्व ऑक्सीजन के मामले में, सूत्र O2 और O3 के साथ आणविक यौगिकों का अस्तित्व संभव है। पहले पदार्थ को आमतौर पर उसी रासायनिक तत्व के रूप में ऑक्सीजन कहा जाता है जिसके परमाणुओं का गठन होता है, और दूसरा पदार्थ (ओ 3) आमतौर पर ओजोन कहा जाता है। साधारण पदार्थ कार्बन का अर्थ इसके किसी भी अलॉट्रोपिक संशोधन से हो सकता है, उदाहरण के लिए, हीरा, ग्रेफाइट या फुलरीन। सरल पदार्थ फास्फोरस को इसके एलोट्रोपिक संशोधनों के रूप में समझा जा सकता है, जैसे कि सफेद फास्फोरस, लाल फास्फोरस, काला फास्फोरस।
जटिल पदार्थ दो या दो से अधिक तत्वों के परमाणुओं से बने पदार्थ कहलाते हैं।
इसलिए, उदाहरण के लिए, जटिल पदार्थ अमोनिया एनएच 3, सल्फ्यूरिक एसिड एच 2 एसओ 4, बुझा हुआ चूना सीए (ओएच) 2 और अनगिनत अन्य हैं।
जटिल अकार्बनिक पदार्थों में, 5 मुख्य वर्ग प्रतिष्ठित हैं, अर्थात् ऑक्साइड, क्षार, उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड, अम्ल और लवण:
आक्साइड - दो रासायनिक तत्वों द्वारा गठित जटिल पदार्थ, जिनमें से एक -2 ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीजन है।
ऑक्साइड के सामान्य सूत्र को E x O y के रूप में लिखा जा सकता है, जहाँ E एक रासायनिक तत्व का प्रतीक है।
रासायनिक तत्व के ऑक्साइड का नाम सिद्धांत पर आधारित है:
उदाहरण के लिए:
Fe 2 O 3 - आयरन ऑक्साइड (III); CuO, कॉपर (II) ऑक्साइड; एन 2 ओ 5 - नाइट्रिक ऑक्साइड (वी)
आप अक्सर जानकारी प्राप्त कर सकते हैं कि तत्व की वैधता को कोष्ठक में इंगित किया गया है, लेकिन ऐसा नहीं है। इसलिए, उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन N 2 O 5 का ऑक्सीकरण अवस्था +5 है, और वैलेंसी, विचित्र रूप से पर्याप्त, चार है।
यदि किसी रासायनिक तत्व के यौगिकों में एकल धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था है, तो ऑक्सीकरण अवस्था इंगित नहीं की जाती है। उदाहरण के लिए:
ना 2 ओ - सोडियम ऑक्साइड; एच 2 ओ - हाइड्रोजन ऑक्साइड; ZnO जिंक ऑक्साइड है।
ऑक्साइड, एसिड या बेस के साथ बातचीत करते समय नमक बनाने की उनकी क्षमता के अनुसार क्रमशः विभाजित होते हैं नमक बनाने वालाऔर गैर-नमक बनाने वाला.
कुछ गैर-नमक बनाने वाले ऑक्साइड हैं, ये सभी ऑक्सीकरण अवस्था +1 और +2 में गैर-धातुओं द्वारा बनते हैं। गैर-नमक बनाने वाले ऑक्साइड की सूची को याद रखना चाहिए: CO, SiO, N 2 O, NO।
नमक बनाने वाले आक्साइड, बदले में, विभाजित होते हैं मुख्य, अम्लीयऔर उभयधर्मी.
मूल आक्साइडऐसे ऑक्साइड कहलाते हैं, जो एसिड (या एसिड ऑक्साइड) के साथ परस्पर क्रिया करके लवण बनाते हैं। मुख्य आक्साइड में BeO, ZnO, SnO, PbO के आक्साइड के अपवाद के साथ ऑक्सीकरण अवस्था +1 और +2 में धातु आक्साइड शामिल हैं।
एसिड ऑक्साइडऐसे ऑक्साइड कहलाते हैं, जो क्षार (या मूल ऑक्साइड) के साथ परस्पर क्रिया करके लवण बनाते हैं। एसिड ऑक्साइड गैर-नमक बनाने वाले सीओ, एनओ, एन 2 ओ, सीओओ, साथ ही उच्च ऑक्सीकरण राज्यों (+5, +6 और +7) में सभी धातु ऑक्साइड के अपवाद के साथ गैर-धातुओं के लगभग सभी ऑक्साइड हैं।
एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइडऑक्साइड कहलाते हैं, जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं और इन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप लवण बनते हैं। ऐसे ऑक्साइड दोहरी अम्ल-क्षार प्रकृति प्रदर्शित करते हैं, अर्थात वे अम्लीय और बुनियादी ऑक्साइड दोनों के गुणों को प्रदर्शित कर सकते हैं। अम्फोटेरिक ऑक्साइड में +3, +4 ऑक्सीकरण राज्यों में धातु ऑक्साइड शामिल हैं, और, अपवाद के रूप में, BeO, ZnO, SnO, PbO के ऑक्साइड।
कुछ धातुएँ तीनों प्रकार के लवण बनाने वाले ऑक्साइड बना सकती हैं। उदाहरण के लिए, क्रोमियम बेसिक ऑक्साइड CrO, एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड Cr2O3 और एसिड ऑक्साइड CrO3 बनाता है।
जैसा कि देखा जा सकता है, धातु ऑक्साइड के अम्ल-क्षार गुण सीधे ऑक्साइड में धातु के ऑक्सीकरण की डिग्री पर निर्भर करते हैं: ऑक्सीकरण की डिग्री जितनी अधिक होगी, अम्लीय गुण उतने ही अधिक स्पष्ट होंगे।
नींव - फॉर्म मी (ओएच) एक्स के फार्मूले के साथ यौगिक, जहां एक्सअक्सर 1 या 2 के बराबर।
अपवाद: Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2 और Pb (OH) 2 धातु +2 के ऑक्सीकरण अवस्था के बावजूद आधारों से संबंधित नहीं हैं। ये यौगिक उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड हैं, जिन पर इस अध्याय में अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी।
एक संरचनात्मक इकाई में हाइड्रॉक्सो समूहों की संख्या के अनुसार आधारों को वर्गीकृत किया जाता है।
एक हाइड्रॉक्सो समूह के साथ आधार, अर्थात। MeOH टाइप करें, जिसे कॉल किया जाता है एकल अम्ल क्षारदो हाइड्रॉक्सो समूहों के साथ, अर्थात Me(OH) 2 टाइप करें, क्रमशः, व्दिअम्लजवगैरह।
इसके अलावा, आधारों को घुलनशील (क्षार) और अघुलनशील में विभाजित किया गया है।
क्षार में विशेष रूप से क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के हाइड्रॉक्साइड, साथ ही थैलियम हाइड्रॉक्साइड TlOH शामिल हैं।
नींव का नाम निम्नलिखित सिद्धांत के अनुसार बनाया गया है:
उदाहरण के लिए:
Fe (OH) 2 - लोहा (II) हाइड्रॉक्साइड,
Cu (OH) 2 - कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड।
ऐसे मामलों में जहां जटिल पदार्थों में धातु की निरंतर ऑक्सीकरण अवस्था होती है, इसे इंगित करने की आवश्यकता नहीं होती है। उदाहरण के लिए:
NaOH - सोडियम हाइड्रोक्साइड,
सीए (ओएच) 2 - कैल्शियम हाइड्रोक्साइड, आदि।
अम्ल - जटिल पदार्थ, जिनके अणुओं में हाइड्रोजन परमाणु होते हैं जिन्हें धातु द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।
एसिड के सामान्य सूत्र को एच एक्स ए के रूप में लिखा जा सकता है, जहां एच हाइड्रोजन परमाणु होते हैं जिन्हें धातु द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, और ए एक एसिड अवशेष है।
उदाहरण के लिए, एसिड में H2SO4, HCl, HNO3, HNO2, आदि जैसे यौगिक शामिल हैं।
एक धातु द्वारा प्रतिस्थापित किए जा सकने वाले हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या के अनुसार, अम्लों को इसमें विभाजित किया जाता है:
- ओ मोनोबैसिक एसिड: एचएफ, एचसीएल, एचबीआर, एचआई, एचएनओ 3;
- डी एसिटिक एसिड: एच 2 एसओ 4, एच 2 एसओ 3, एच 2 सीओ 3;
- टी रेबेसिक एसिड: एच 3 पीओ 4, एच 3 बीओ 3।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कार्बनिक अम्लों के मामले में हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या अक्सर उनकी मूलभूतता को प्रतिबिंबित नहीं करती है। उदाहरण के लिए, सूत्र CH3COOH के साथ एसिटिक एसिड, अणु में 4 हाइड्रोजन परमाणुओं की उपस्थिति के बावजूद, चार- नहीं, बल्कि मोनोबेसिक है। कार्बनिक अम्लों की मौलिकता अणु में कार्बोक्सिल समूहों (-COOH) की संख्या से निर्धारित होती है।
इसके अलावा, एसिड के अणुओं में ऑक्सीजन की उपस्थिति के अनुसार, उन्हें एनोक्सिक (एचएफ, एचसीएल, एचबीआर, आदि) और ऑक्सीजन युक्त (एच 2 एसओ 4, एचएनओ 3, एच 3 पीओ 4, आदि) में विभाजित किया गया है। ऑक्सीजन युक्त अम्ल भी कहलाते हैं ऑक्सो एसिड.
आप अम्लों के वर्गीकरण के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं।
एसिड और एसिड अवशेषों के नामों और सूत्रों की निम्नलिखित सूची सीखनी चाहिए।
कुछ मामलों में, नीचे दिए गए कई नियम याद रखना आसान बना सकते हैं।
जैसा कि ऊपर दी गई तालिका से देखा जा सकता है, एनोक्सिक एसिड के व्यवस्थित नामों का निर्माण इस प्रकार है:
उदाहरण के लिए:
एचएफ, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड;
एचसीएल, हाइड्रोक्लोरिक एसिड;
एच 2 एस - हाइड्रोसल्फाइड एसिड।
ऑक्सीजन रहित अम्लों के अम्ल अवशेषों के नाम सिद्धांत के अनुसार बनाए गए हैं:
उदाहरण के लिए, Cl - - क्लोराइड, Br - - ब्रोमाइड।
अम्ल बनाने वाले तत्व के नाम में विभिन्न प्रत्यय और अंत जोड़कर ऑक्सीजन युक्त एसिड के नाम प्राप्त किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, यदि ऑक्सीजन युक्त अम्ल में अम्ल बनाने वाले तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था उच्चतम होती है, तो ऐसे अम्ल का नाम इस प्रकार बनाया जाता है:
उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड एच 2 एस +6 ओ 4, क्रोमिक एसिड एच 2 सीआर +6 ओ 4।
सभी ऑक्सीजन युक्त अम्लों को भी अम्लीय हाइड्रॉक्साइड के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, क्योंकि उनके अणुओं में हाइड्रॉक्सो समूह (OH) पाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, इसे कुछ ऑक्सीजन युक्त अम्लों के निम्नलिखित चित्रमय सूत्रों से देखा जा सकता है:
इस प्रकार, सल्फ्यूरिक एसिड को अन्यथा सल्फर (VI) हाइड्रॉक्साइड, नाइट्रिक एसिड - नाइट्रोजन (V) हाइड्रॉक्साइड, फॉस्फोरिक एसिड - फॉस्फोरिक (V) हाइड्रॉक्साइड, आदि कहा जा सकता है। कोष्ठक में संख्या अम्ल बनाने वाले तत्व के ऑक्सीकरण की डिग्री को दर्शाती है। ऑक्सीजन युक्त एसिड के नामों का ऐसा रूप कई लोगों के लिए बेहद असामान्य लग सकता है, लेकिन कभी-कभी ऐसे नाम अकार्बनिक पदार्थों के वर्गीकरण के लिए रसायन विज्ञान में एकीकृत राज्य परीक्षा के वास्तविक KIM में पाए जा सकते हैं।
एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स - धातु हाइड्रॉक्साइड एक दोहरी प्रकृति का प्रदर्शन करते हैं, अर्थात। एसिड के गुण और क्षार के गुण दोनों को प्रदर्शित करने में सक्षम।
अम्फोटेरिक ऑक्सीकरण राज्यों +3 और +4 (साथ ही ऑक्साइड) में धातु हाइड्रॉक्साइड हैं।
इसके अलावा, यौगिकों Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2 और Pb (OH) 2 को एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स के अपवाद के रूप में शामिल किया गया है, उनमें धातु के ऑक्सीकरण की डिग्री +2 के बावजूद।
त्रि- और टेट्रावेलेंट धातुओं के एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स के लिए, ऑर्थो- और मेटा-रूपों का अस्तित्व संभव है, जो एक पानी के अणु से एक दूसरे से भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम (III) हाइड्रॉक्साइड Al(OH) 3 के ऑर्थो रूप में या AlO(OH) (मेटाहाइड्रॉक्साइड) के मेटा रूप में मौजूद हो सकता है।
चूंकि, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स एसिड के गुणों और आधारों के गुणों दोनों को प्रदर्शित करते हैं, उनके सूत्र और नाम को भी अलग-अलग लिखा जा सकता है: या तो आधार के रूप में या एसिड के रूप में। उदाहरण के लिए:
नमक - ये जटिल पदार्थ हैं, जिनमें धातु के कटियन और अम्लीय अवशेषों के आयन शामिल हैं।
इसलिए, उदाहरण के लिए, लवण में KCl, Ca(NO 3) 2, NaHCO 3, आदि जैसे यौगिक शामिल हैं।
उपरोक्त परिभाषा अधिकांश लवणों की संरचना का वर्णन करती है, हालाँकि, ऐसे लवण हैं जो इसके अंतर्गत नहीं आते हैं। उदाहरण के लिए, धातु के पिंजरों के बजाय, नमक में अमोनियम केशन या इसके कार्बनिक डेरिवेटिव हो सकते हैं। वे। लवण में यौगिक शामिल हैं, उदाहरण के लिए, (NH 4) 2 SO 4 (अमोनियम सल्फेट), + Cl - (मिथाइलअमोनियम क्लोराइड), आदि।
उपरोक्त लवणों की परिभाषा के विपरीत भी तथाकथित जटिल लवणों का वर्ग है, जिसकी चर्चा इस विषय के अंत में की जाएगी।
दूसरी ओर, लवण को अन्य धनायनों के लिए एक अम्ल में हाइड्रोजन धनायनों H+ के प्रतिस्थापन के उत्पादों के रूप में, या अन्य आयनों के लिए क्षारकों (या उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड्स) में हाइड्रॉक्साइड आयनों के प्रतिस्थापन के उत्पादों के रूप में माना जा सकता है।
पूर्ण प्रतिस्थापन के साथ, तथाकथित मध्यमया सामान्यनमक। उदाहरण के लिए, सोडियम के साथ सल्फ्यूरिक एसिड में हाइड्रोजन के पूर्ण प्रतिस्थापन के साथ, एक औसत (सामान्य) नमक Na 2 SO 4 बनता है, और एसिड अवशेषों के साथ Ca (OH) 2 बेस में हाइड्रॉक्साइड आयनों के पूर्ण प्रतिस्थापन के साथ, नाइट्रेट आयन औसत (सामान्य) नमक Ca(NO3)2 बनाते हैं।
द्विक्षारकीय (या अधिक) अम्ल में धातु धनायनों के साथ हाइड्रोजन धनायनों के अधूरे प्रतिस्थापन से प्राप्त लवण अम्ल लवण कहलाते हैं। तो, सोडियम केशन द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड में हाइड्रोजन के अधूरे प्रतिस्थापन के साथ, एक एसिड नमक NaHSO4 बनता है।
दो-अम्ल (या अधिक) क्षारों में हाइड्रॉक्साइड आयनों के अधूरे प्रतिस्थापन से बनने वाले लवणों को क्षारीय कहा जाता है हेलवण। उदाहरण के लिए, सीए (ओएच) 2 बेस में हाइड्रॉक्साइड आयनों के अधूरे प्रतिस्थापन के साथ नाइट्रेट आयनों के साथ, एक बुनियादी हेसाफ नमक सीए (ओएच) नहीं 3।
दो अलग-अलग धातुओं के धनायनों से बने लवण और केवल एक अम्ल के अम्ल अवशेषों के ऋणायन कहलाते हैं डबल नमक. इसलिए, उदाहरण के लिए, दोहरे लवण KNaCO3, KMgCl3, आदि हैं।
यदि एक प्रकार के धनायन तथा दो प्रकार के अम्ल अवशेषों से लवण बनता है तो ऐसे लवण मिश्रित कहलाते हैं। उदाहरण के लिए मिश्रित लवण Ca(OCl)Cl, CuBrCl आदि यौगिक हैं।
ऐसे लवण हैं जो धातु के पिंजरों के लिए एसिड में हाइड्रोजन के प्रतिस्थापन के उत्पादों के रूप में लवण की परिभाषा के अंतर्गत नहीं आते हैं या एसिड अवशेषों के आयनों के लिए क्षार में हाइड्रॉक्साइड आयनों के प्रतिस्थापन के उत्पाद हैं। ये जटिल लवण हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, जटिल लवण सोडियम टेट्राहाइड्रोक्सोज़िंकेट और टेट्राहाइड्रोक्सालुमिनेट क्रमशः Na 2 और Na के सूत्रों के साथ हैं। सूत्र में वर्ग कोष्ठक की उपस्थिति से, दूसरों के बीच, जटिल लवणों को पहचानें। हालाँकि, यह समझा जाना चाहिए कि किसी पदार्थ को नमक के रूप में वर्गीकृत करने के लिए, इसकी संरचना में H + को छोड़कर (या इसके बजाय) कोई भी धनायन शामिल होना चाहिए, और आयनों से (या इसके अलावा) कोई भी आयन होना चाहिए के बजाय) ओह -। उदाहरण के लिए, यौगिक H 2 जटिल लवणों के वर्ग से संबंधित नहीं है, क्योंकि केवल हाइड्रोजन धनायन H + ही पिंजरों से पृथक्करण के दौरान विलयन में मौजूद होते हैं। पृथक्करण के प्रकार के अनुसार, इस पदार्थ को ऑक्सीजन रहित जटिल एसिड के रूप में वर्गीकृत किया जाना चाहिए। इसी प्रकार, OH यौगिक लवणों से संबंधित नहीं है, क्योंकि इस यौगिक में धनायन + और हाइड्रॉक्साइड आयन OH - होते हैं, अर्थात। इसे एक जटिल आधार माना जाना चाहिए।
मध्यम और अम्लीय लवणों का नाम किस सिद्धांत पर आधारित है:
यदि जटिल पदार्थों में धातु के ऑक्सीकरण की डिग्री स्थिर है, तो इसका संकेत नहीं दिया जाता है।
एसिड के नामकरण पर विचार करते समय एसिड अवशेषों के नाम ऊपर दिए गए थे।
उदाहरण के लिए,
ना 2 एसओ 4 - सोडियम सल्फेट;
NaHSO 4 - सोडियम हाइड्रोसल्फेट;
सीएसीओ 3 - कैल्शियम कार्बोनेट;
Ca (HCO 3) 2 - कैल्शियम बाइकार्बोनेट, आदि।
मुख्य लवणों के नाम सिद्धांत के अनुसार बनाए गए हैं:
उदाहरण के लिए:
(CuOH) 2 CO 3 - कॉपर (II) हाइड्रोक्सोकार्बोनेट;
Fe (OH) 2 NO 3 - लोहा (III) डाइहाइड्रोक्सोनिट्रेट।
जटिल यौगिकों का नामकरण बहुत अधिक जटिल है, और आपको परीक्षा पास करने के लिए जटिल लवणों के नामकरण से ज्यादा कुछ जानने की आवश्यकता नहीं है।
उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड्स के साथ क्षार समाधानों की बातचीत से प्राप्त जटिल लवणों को नाम देने में सक्षम होना चाहिए। उदाहरण के लिए:
*सूत्र और नाम में समान रंग सूत्र और नाम के संबंधित तत्वों को इंगित करते हैं।
तुच्छ नामों को ऐसे पदार्थों के नाम के रूप में समझा जाता है जो संबंधित नहीं हैं, या उनकी संरचना और संरचना से कमजोर रूप से संबंधित हैं। तुच्छ नाम, एक नियम के रूप में, या तो ऐतिहासिक कारणों से या इन यौगिकों के भौतिक या रासायनिक गुणों के कारण होते हैं।
अकार्बनिक पदार्थों के तुच्छ नामों की सूची जिन्हें आपको जानना आवश्यक है:
| ना 3 | क्रायोलाइट |
| SiO2 | क्वार्ट्ज, सिलिका |
| एफईएस 2 | पाइराइट, आयरन पाइराइट |
| CaSO4 ∙2H 2 O | जिप्सम |
| सीएसी2 | कैल्शियम कार्बाइड |
| अल 4 सी 3 | एल्यूमीनियम कार्बाइड |
| कोह | कास्टिक पोटाश |
| NaOH | कास्टिक सोडा, कास्टिक सोडा |
| H2O2 | हाइड्रोजन पेरोक्साइड |
| क्यूएसओ 4 ∙ 5 एच 2 ओ | नीला विट्रियल |
| NH4Cl | अमोनिया |
| CaCO3 | चाक, संगमरमर, चूना पत्थर |
| N2O | हंसाने वाली गैस |
| सं 2 | भूरी गैस |
| NaHCO3 | भोजन (पीने का) सोडा |
| फे 3 ओ 4 | लौह ऑक्साइड |
| एनएच 3 ∙ एच 2 ओ (एनएच 4 ओएच) | अमोनिया |
| सीओ | कार्बन मोनोआक्साइड |
| सीओ 2 | कार्बन डाईऑक्साइड |
| सिक | कार्बोरंडम (सिलिकॉन कार्बाइड) |
| पीएच 3 | फॉस्फीन |
| एनएच3 | अमोनिया |
| केसीएलओ 3 | बर्थोलेट नमक (पोटेशियम क्लोरेट) |
| (CuOH) 2 सीओ 3 | मैलाकाइट |
| काओ | बिना बुझाया हुआ चूना |
| सीए (ओएच) 2 | कास्टिक चूना |
| Ca(OH)2 का पारदर्शी जलीय विलयन | नीबू का रास |
| इसके जलीय घोल में ठोस Ca (OH) 2 का निलंबन | चूने का दूध |
| K2CO3 | पोटाश |
| Na2CO3 | खार राख |
| ना 2 सीओ 3 ∙10H 2 ओ | क्रिस्टल सोडा |
| एम जी ओ | मैग्नीशिया |
चेतन और निर्जीव प्रकृति को बनाने वाले रासायनिक तत्व निरंतर गति में हैं, क्योंकि इन तत्वों से बने पदार्थ लगातार बदलते रहते हैं।
रासायनिक प्रतिक्रियाएँ (लैटिन प्रतिक्रिया से - प्रतिकार, प्रतिकर्षण) - यह अन्य पदार्थों और भौतिक कारकों (तापमान, दबाव, विकिरण, आदि) के प्रभाव के लिए पदार्थों की प्रतिक्रिया है।
हालाँकि, यह परिभाषा उन भौतिक परिवर्तनों से भी मेल खाती है जो पदार्थों के साथ होते हैं - उबलना, पिघलना, संघनन, आदि। इसलिए, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि रासायनिक प्रतिक्रियाएँ ऐसी प्रक्रियाएँ हैं जो पुराने रासायनिक बंधनों को नष्ट करती हैं और नए बनाती हैं और परिणामस्वरूप, नए पदार्थों से बनता है।
हमारे शरीर के अंदर और हमारे आसपास की दुनिया में रासायनिक प्रतिक्रियाएं लगातार हो रही हैं। अनगिनत प्रतिक्रियाओं को आमतौर पर विभिन्न मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। आइए 8वीं कक्षा के पाठ्यक्रम से उन संकेतों को याद करें जिनसे आप पहले से ही परिचित हैं। ऐसा करने के लिए, हम एक प्रयोगशाला प्रयोग की ओर मुड़ते हैं।
लैब अनुभव #3
कॉपर (द्वितीय) सल्फेट समाधान में तांबे के लिए लोहे का प्रतिस्थापन
एक परखनली में 2 मिली कॉपर (II) सल्फेट घोल डालें और उसमें एक पुश पिन या पेपर क्लिप रखें। आप क्या देख रहे हैं? आणविक और आयनिक रूपों में प्रतिक्रिया समीकरण लिखिए। रेडॉक्स प्रक्रियाओं पर विचार करें। आणविक समीकरण के आधार पर, इस प्रतिक्रिया को निम्नलिखित विशेषताओं के आधार पर प्रतिक्रियाओं के एक या दूसरे समूह को असाइन करें:
अब अपने आप को चेक करो। CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu।
|
हम रसायन विज्ञान में एक बहुत ही महत्वपूर्ण अवधारणा पर आए हैं - "रासायनिक प्रतिक्रिया की दर।" यह ज्ञात है कि कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाएँ बहुत तेज़ी से आगे बढ़ती हैं, अन्य - काफी समय के लिए। जब सोडियम क्लोराइड के घोल में सिल्वर नाइट्रेट का घोल डाला जाता है, तो एक सफेद पनीर का अवक्षेप लगभग तुरंत अवक्षेपित हो जाता है:
AgNO 3 + NaCl \u003d NaNO 3 + AgCl ↓।
एक विस्फोट के साथ प्रतिक्रियाएं बड़ी तेजी से आगे बढ़ती हैं (चित्र 11, 1)। इसके विपरीत, पत्थर की गुफाओं में स्टैलेक्टाइट्स और स्टैलेग्माइट्स धीरे-धीरे बढ़ते हैं (चित्र 11, 2), इस्पात उत्पाद खुरचना (जंग) (चित्र 11, 3), अम्ल वर्षा की क्रिया के तहत महलों और मूर्तियों को नष्ट कर दिया जाता है (चित्र 11)। 4).
चावल। ग्यारह।
उच्च गति (1) और बहुत धीमी गति से (2-4) होने वाली रासायनिक अभिक्रियाएँ
| एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को प्रति इकाई समय में अभिकारकों की सांद्रता में परिवर्तन के रूप में समझा जाता है: वी पी \u003d सी 1 - सी 2 /टी। |
बदले में, एकाग्रता को किसी पदार्थ की मात्रा के अनुपात के रूप में समझा जाता है (जैसा कि आप जानते हैं, इसे मोल्स में मापा जाता है) उस मात्रा में (लीटर में)। यहां से रासायनिक प्रतिक्रिया की दर के मापन की इकाई - 1 mol / (l s) प्राप्त करना मुश्किल नहीं है।
रासायनिक प्रतिक्रिया की दर का अध्ययन रसायन विज्ञान की एक विशेष शाखा है जिसे रासायनिक कैनेटीक्स कहा जाता है।
इसके पैटर्न को जानने से आप रासायनिक प्रतिक्रिया को नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे यह तेजी से या धीमी गति से आगे बढ़ता है।
रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को कौन से कारक प्रभावित करते हैं?
1. अभिकारकों की प्रकृति. आइए प्रयोग की ओर मुड़ें।
प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 4
धातुओं के साथ एसिड की बातचीत के उदाहरण पर अभिकारकों की प्रकृति पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता
| हाइड्रोक्लोरिक एसिड के 1-2 मिलीलीटर को दो टेस्ट ट्यूब और जगह में डालें: पहले में - एक जस्ता ग्रेन्युल, दूसरे में - एक ही आकार के लोहे का एक टुकड़ा। किस अभिकर्मक की प्रकृति अम्ल और धातु के बीच अन्योन्यक्रिया की दर को प्रभावित करती है? क्यों? आणविक और आयनिक रूपों में प्रतिक्रिया समीकरण लिखिए। ऑक्सीकरण-कमी के दृष्टिकोण से उन पर विचार करें। फिर एक ही जिंक ग्रेन्युल पर दो अन्य टेस्ट ट्यूब में रखें और उनमें समान सघनता के एसिड के घोल डालें: पहले में - हाइड्रोक्लोरिक एसिड, दूसरे में - एसिटिक। किस अभिकर्मक की प्रकृति अम्ल और धातु के बीच अन्योन्यक्रिया की दर को प्रभावित करती है? क्यों? आणविक और आयनिक रूपों में प्रतिक्रिया समीकरण लिखिए। ऑक्सीकरण-कमी के दृष्टिकोण से उन पर विचार करें। |
2. अभिकारकों की सांद्रता. आइए प्रयोग की ओर मुड़ें।
प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 5
विभिन्न सांद्रता के हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ जस्ता की बातचीत के उदाहरण पर अभिकारकों की एकाग्रता पर एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता
निष्कर्ष निकालना आसान है: अभिकारकों की सांद्रता जितनी अधिक होगी, उनके बीच परस्पर क्रिया की दर उतनी ही अधिक होगी।
दबाव बढ़ाकर सजातीय उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए गैसीय पदार्थों की सांद्रता बढ़ाई जाती है। उदाहरण के लिए, यह सल्फ्यूरिक एसिड, अमोनिया, एथिल अल्कोहल के उत्पादन में किया जाता है।
प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता का कारक न केवल उत्पादन में, बल्कि मानव जीवन के अन्य क्षेत्रों में भी ध्यान में रखा जाता है, उदाहरण के लिए, चिकित्सा में। फेफड़े के रोगों वाले रोगी, जिनमें वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ रक्त हीमोग्लोबिन की परस्पर क्रिया की दर कम होती है, ऑक्सीजन तकिए की मदद से सांस लेने में सुविधा होती है।
3. अभिकारकों का संपर्क क्षेत्र. इस कारक पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता को दर्शाने वाला प्रयोग निम्नलिखित प्रयोग का उपयोग करके किया जा सकता है।
प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 6
अभिकारकों के संपर्क के क्षेत्र पर एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता
विषम प्रतिक्रियाओं के लिए: अभिकारकों का संपर्क क्षेत्र जितना बड़ा होगा, प्रतिक्रिया की दर उतनी ही तेज़ होगी.
आप इसे व्यक्तिगत अनुभव से देख सकते हैं। आग जलाने के लिए, आप जलाऊ लकड़ी के नीचे छोटे-छोटे चिप्स डालते हैं, और उनके नीचे - उखड़ा हुआ कागज, जिससे पूरी आग जल जाती है। इसके विपरीत, आग को पानी से बुझाना हवा के साथ जलती हुई वस्तुओं के संपर्क के क्षेत्र को कम करना है।
उत्पादन में, इस कारक को विशेष रूप से ध्यान में रखा जाता है, तथाकथित द्रवयुक्त बिस्तर का उपयोग किया जाता है। प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाने के लिए, ठोस को लगभग धूल की स्थिति में कुचल दिया जाता है, और फिर एक दूसरा पदार्थ, आमतौर पर गैसीय, नीचे से इसके माध्यम से पारित किया जाता है। इसे बारीक विभाजित ठोस में से गुजारने से क्वथन प्रभाव पैदा होता है (इसलिए विधि का नाम)। द्रवित बिस्तर का उपयोग, उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड और पेट्रोलियम उत्पादों के उत्पादन में किया जाता है।
प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 7
द्रवित बिस्तर मॉडलिंग
4. तापमान. आइए प्रयोग की ओर मुड़ें।
प्रयोगशाला प्रयोग संख्या 8
विभिन्न तापमानों पर सल्फ्यूरिक एसिड के घोल के साथ कॉपर (II) ऑक्साइड की परस्पर क्रिया के उदाहरण पर प्रतिक्रियाशील पदार्थों के तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता
यह निष्कर्ष निकालना आसान है कि तापमान जितना अधिक होगा, प्रतिक्रिया दर उतनी ही तेज होगी।
पहले नोबेल पुरस्कार विजेता, डच रसायनज्ञ जे.एक्स. वांट हॉफ ने नियम तैयार किया:
उत्पादन में, एक नियम के रूप में, उच्च तापमान वाली रासायनिक प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है: लोहे और स्टील को गलाने में, कांच और साबुन को पिघलाने में, कागज और पेट्रोलियम उत्पादों के उत्पादन में, आदि। (चित्र 12)।
चावल। 12.
उच्च तापमान रासायनिक प्रक्रियाएं: 1 - लौह प्रगलन; 2 - कांच का पिघलना; 3 - पेट्रोलियम उत्पादों का उत्पादन
पांचवां कारक जिस पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर निर्भर करती है वह उत्प्रेरक है। आप उनसे अगले पैराग्राफ में मिलेंगे।
