Question
Download Solution PDF[Fe(H2O)6]2+ + [Fe*(H2O)6]3+ \(\rm \xrightarrow{K_{11}}\) [Fe(H2O)6]3+ + [Fe*(H2O)6]2+
[Fe(bpy)3]2+ + [Fe*(bpy)3]3+ \(\rm \xrightarrow{K_{22}}\) [Fe(bpy)3]3+ + [Fe*(bpy)3]2+
[Co(NH3)6]2+ + [Co*(NH3)6]3+ \(\rm \xrightarrow{K_{33}}\) [Co(NH3)6]3+ + [Co*(NH3)6]2+
* रेडियोधर्मी समस्थानिक को इंगित करता है
किसी दिए गए तापमान पर दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में दर स्थिरांक इस प्रकार हैं:
Answer (Detailed Solution Below)
Detailed Solution
Download Solution PDFसिद्धांत:-
स्व-विनिमय अभिक्रियाएँ: ये इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाएँ हैं जिनमें धातु आयनों की ऑक्सीकरण अवस्था बदल जाती है लेकिन शुद्ध रासायनिक परिवर्तन के बिना, क्योंकि समान रासायनिक स्पीशीज अभिकारक और उत्पाद दोनों हैं।
गतिज दरें: अभिक्रिया की दर बताती है कि समय के साथ अभिकारकों की सांद्रता कैसे घटती है और उत्पादों की सांद्रता कैसे बढ़ती है। इसे प्रभावित करने वाले कारकों में अभिकारकों की प्रकृति, सांद्रता, तापमान, उत्प्रेरक की उपस्थिति और सतह क्षेत्र शामिल हैं।
लिगैंड प्रभाव: संक्रमण धातु आयन के आसपास के लिगैंड की प्रकृति रेडॉक्स अभिक्रियाओं की दर को बहुत प्रभावित कर सकती है। लिगैंड जो खाली कक्षकों में इलेक्ट्रॉन घनत्व को स्वीकार कर सकते हैं (π-स्वीकर्ता, इस मामले में bpy की तरह) उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं को स्थिर करते हैं और इस प्रकार रेडॉक्स अभिक्रियाओं की दर को बढ़ा सकते हैं।
व्याख्या:-
- बंधित लिगैंड की प्रकृति का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता हैदर पर।
- bpyलिगैंड एकπ-स्वीकर्तालिगैंड है जिसकाπ-तंत्रइलेक्ट्रॉनों के आसान मार्ग को प्रदान करता है, यह (bpy)लिगैंड एकπ-स्वीकर्ताहै।अभिक्रिया परπ-स्वीकर्ता लिगैंड अत्यधिक संयुग्मित होता है। यहआसान इलेक्ट्रॉन सुरंग को सुगम बनाता है।
[Fe(H2O6)2+ + [Fe*(H2O)6]3+ \(\rm \xrightarrow{K_{11}}\) [Fe(H2O6)3+ + [Fe*(H2O)6]2+
k11 के मामले में, Fe(H2O)6 +2 ऑक्सीकरण अवस्था में अपेक्षाकृत स्थिर है, इसलिए इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण होता है, लेकिन अन्य मामलों की तरह आसानी से नहीं, इस प्रकार अभिक्रिया की तुलनात्मक रूप से कम दर प्रदान करता है।
[Fe(bpy)3]2+ + [Fe*(bpy)3]3+ \(\rm \xrightarrow{K_{22}}\) [Fe(bpy)3]3+ + [Fe*(bpy)3]2+
k22 के मामले में, [Fe(bpy)3]2+ से [Fe(bpy)3]3+, अभिक्रिया की दर लिगैंड bpy के कारण अधिक होती है, जो एक मजबूत π-स्वीकर्ता है। यह लिगैंड उच्च ऑक्सीकरण अवस्था को स्थिर करता है, जिससे इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण आसान हो जाता है।
[Co(NH3)6]2+ + [Co*(NH3)6]3+ \(\rm \xrightarrow{K_{33}}\) [Co(NH3)6]3+ + [Co*(NH3)6]2+
k33 के मामले में, [Co(NH3)6]2+ और [Co(NH3)6]3+ के बीच अभिक्रिया, जहाँ लिगैंड केवल एक σ-दाता है, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अधिक कठिन है और इसलिए d-कक्षक के कम स्थिरीकरण के कारण यह अभिक्रिया तीनों में सबसे धीमी दर वाली अभिक्रिया है।
दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रिया में दर स्थिरांक K22 > K11 > K33 के क्रम में हैं क्योंकि II अभिक्रिया में π-स्वीकर्ता उपस्थित हैं, जिसके कारण यह अन्य की तुलना में बहुत तेज होगी।
निष्कर्ष:-
इसलिए, किसी दिए गए तापमान पर दी गई स्व-विनिमय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में दर स्थिरांक K22 > K11 > K33 के क्रम में हैं।
Last updated on Dec 6, 2023
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