Class 10 Science Chapter 1: रासायनिक अभिक्रियाएँ एवं समीकरण
Chemical Reactions and Equations
🔬 इस अध्याय में आप सीखेंगे:
- रासायनिक अभिक्रिया क्या होती है?
- रासायनिक समीकरण कैसे लिखें और संतुलित करें?
- विभिन्न प्रकार की रासायनिक अभिक्रियाएँ
- दैनिक जीवन में रासायनिक अभिक्रियाओं के उदाहरण
- उपचयन और अपचयन की अवधारणा
📑 विषय सूची (Table of Contents)
- 1. परिचय (Introduction)
- 2. मुख्य परिभाषाएँ (Key Definitions)
- 3. रासायनिक समीकरण लिखना (Writing Chemical Equations)
- 4. समीकरणों को संतुलित करना (Balancing Equations)
- 5. रासायनिक अभिक्रियाओं के प्रकार (Types of Reactions)
- 6. रासायनिक अभिक्रियाओं के प्रभाव (Effects of Reactions)
- 7. अभ्यास प्रश्न (Practice Questions)
- 8. परीक्षा टिप्स (Exam Tips)
1. रासायनिक अभिक्रिया का परिचय (Introduction to Chemical Reactions)
रासायनिक अभिक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक या एक से अधिक पदार्थ (अभिकारक) रासायनिक परिवर्तन से गुजरकर नए पदार्थ (उत्पाद) बनाते हैं। हमारे दैनिक जीवन में अनेक रासायनिक अभिक्रियाएँ होती रहती हैं।
दैनिक जीवन में रासायनिक अभिक्रियाओं के उदाहरण:
- खाना पकाना: भोजन के पोषक तत्वों का रासायनिक परिवर्तन
- ईंधन का जलना: कार्बन और हाइड्रोजन का ऑक्सीजन से मिलकर CO₂ और H₂O बनाना
- लोहे पर जंग लगना: लोहे का ऑक्सीजन और नमी से क्रिया करके आयरन ऑक्साइड बनाना
- फलों का पकना: जटिल रासायनिक परिवर्तन जिससे रंग, स्वाद और गंध बदलते हैं
- पाचन: भोजन का पाचक रसों द्वारा सरल पदार्थों में टूटना
- श्वसन: ग्लूकोज़ का ऑक्सीजन से क्रिया करके ऊर्जा उत्पन्न करना
- प्रकाश संश्लेषण: पौधों द्वारा CO₂ और पानी से भोजन बनाना
2. मुख्य परिभाषाएँ और अवधारणाएँ (Key Definitions and Concepts)
| शब्द (Term) | परिभाषा (Definition) | उदाहरण (Example) |
|---|---|---|
| रासायनिक अभिक्रिया (Chemical Reaction) |
वह प्रक्रिया जिसमें एक या अधिक पदार्थ (अभिकारक) रासायनिक परिवर्तन से गुजरकर नए पदार्थ (उत्पाद) बनाते हैं |
2Mg + O₂ → 2MgO
|
| रासायनिक समीकरण (Chemical Equation) |
रासायनिक अभिक्रिया का प्रतीकात्मक निरूपण, जिसमें रासायनिक सूत्रों का उपयोग किया जाता है |
Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂
|
| अभिकारक (Reactants) |
वे पदार्थ जो रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेते हैं (समीकरण के बाईं ओर) | ऊपर के उदाहरण में: Zn और H₂SO₄ |
| उत्पाद (Products) |
रासायनिक अभिक्रिया के परिणामस्वरूप बने नए पदार्थ (समीकरण के दाईं ओर) | ऊपर के उदाहरण में: ZnSO₄ और H₂ |
| संतुलित समीकरण (Balanced Equation) |
वह समीकरण जिसमें दोनों ओर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान होती है |
2H₂ + O₂ → 2H₂O
H: 4 (दोनों ओर), O: 2 (दोनों ओर)
|
3. रासायनिक समीकरण लिखना (Writing Chemical Equations)
रासायनिक समीकरण लिखने की प्रक्रिया तीन चरणों में होती है:
चरण 1: शब्द समीकरण (Word Equation)
उदाहरण:
मैग्नीशियम + ऑक्सीजन → मैग्नीशियम ऑक्साइड
Magnesium + Oxygen → Magnesium oxide
चरण 2: कंकाल समीकरण (Skeleton Equation)
रासायनिक सूत्रों का उपयोग करके:
⚠️ यह संतुलित नहीं है!
चरण 3: संतुलित समीकरण (Balanced Equation)
परमाणुओं की संख्या को समान करके:
✓ अब यह संतुलित है!
4. रासायनिक समीकरणों को संतुलित करना (Balancing Chemical Equations)
द्रव्यमान संरक्षण का नियम (Law of Conservation of Mass)
रासायनिक अभिक्रिया में द्रव्यमान न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है। इसलिए, अभिकारकों का कुल द्रव्यमान उत्पादों के कुल द्रव्यमान के बराबर होना चाहिए।
अर्थात: समीकरण के दोनों ओर प्रत्येक तत्व के परमाणुओं की संख्या समान होनी चाहिए।
🎯 हिट एंड ट्रायल विधि (Hit and Trial Method)
उदाहरण: निम्नलिखित समीकरण को संतुलित करें
चरण 1: कंकाल समीकरण लिखें
Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂
चरण 2: दोनों ओर परमाणुओं की गणना करें
| तत्व | बाईं ओर | दाईं ओर |
|---|---|---|
| Fe | 1 | 3 |
| H | 2 | 2 |
| O | 1 | 4 |
चरण 3: Fe को संतुलित करें
चरण 4: O को संतुलित करें
चरण 5: H को संतुलित करें
चरण 6: जाँच करें ✓
| तत्व | बाईं ओर | दाईं ओर | स्थिति |
|---|---|---|---|
| Fe | 3 | 3 | ✓ |
| H | 8 | 8 | ✓ |
| O | 4 | 4 | ✓ |
📝 अधिक संतुलन अभ्यास (More Balancing Practice)
| असंतुलित समीकरण | संतुलित समीकरण |
|---|---|
| H₂ + O₂ → H₂O | 2H₂ + O₂ → 2H₂O |
| N₂ + H₂ → NH₃ | N₂ + 3H₂ → 2NH₃ |
| C + O₂ → CO | 2C + O₂ → 2CO |
| Al + O₂ → Al₂O₃ | 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ |
| CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O | CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O |
5. रासायनिक अभिक्रियाओं के प्रकार (Types of Chemical Reactions)
5.1 संयोजन अभिक्रिया (Combination Reaction)
परिभाषा: वह अभिक्रिया जिसमें दो या दो से अधिक अभिकारक मिलकर एक उत्पाद बनाते हैं।
उदाहरण:
1. मैग्नीशियम का जलना:
मैग्नीशियम + ऑक्सीजन → मैग्नीशियम ऑक्साइड
प्रेक्षण: चमकदार सफेद रोशनी उत्पन्न होती है
2. कार्बन का जलना:
कार्बन + ऑक्सीजन → कार्बन डाइऑक्साइड
प्रेक्षण: ऊष्मा और प्रकाश उत्पन्न होते हैं
3. बुझे चूने का बनना:
बिना बुझा चूना + जल → बुझा हुआ चूना
प्रेक्षण: बहुत अधिक ऊष्मा निकलती है (उष्माक्षेपी)
उपयोग: भवनों की सफेदी (whitewashing) में
4. जल का बनना:
हाइड्रोजन + ऑक्सीजन → जल
प्रेक्षण: प्रचंड ऊर्जा निकलती है
5.2 वियोजन अभिक्रिया (Decomposition Reaction)
परिभाषा: वह अभिक्रिया जिसमें एक यौगिक टूटकर दो या दो से अधिक सरल पदार्थों में विघटित हो जाता है।
वियोजन अभिक्रियाओं के प्रकार:
A) तापीय वियोजन (Thermal Decomposition) - ऊष्मा की आवश्यकता
1. फेरस सल्फेट का विघटन:
फेरस सल्फेट → फेरिक ऑक्साइड + सल्फर डाइऑक्साइड + सल्फर ट्राइऑक्साइड
प्रेक्षण: हरे रंग के क्रिस्टल गर्म करने पर भूरे रंग में बदल जाते हैं
2. चूना पत्थर का विघटन:
कैल्शियम कार्बोनेट → कैल्शियम ऑक्साइड + कार्बन डाइऑक्साइड
उपयोग: उद्योगों में बिना बुझा चूना बनाने में
B) विद्युत-अपघटनी वियोजन (Electrolytic Decomposition) - विद्युत की आवश्यकता
3. जल का विद्युत-अपघटन:
जल → हाइड्रोजन + ऑक्सीजन
प्रेक्षण:
- कैथोड पर हाइड्रोजन गैस एकत्रित होती है
- एनोड पर ऑक्सीजन गैस एकत्रित होती है
- आयतन अनुपात H₂:O₂ = 2:1
C) प्रकाशीय वियोजन (Photolytic Decomposition) - प्रकाश की आवश्यकता
4. सिल्वर ब्रोमाइड का विघटन:
सिल्वर ब्रोमाइड → सिल्वर + ब्रोमीन
प्रेक्षण: सफेद AgBr सूर्य के प्रकाश में धूसर (grey) हो जाता है
उपयोग: श्याम-श्वेत फोटोग्राफी में
5.3 विस्थापन अभिक्रिया (Displacement Reaction)
परिभाषा: वह अभिक्रिया जिसमें अधिक क्रियाशील तत्व कम क्रियाशील तत्व को उसके यौगिक से विस्थापित कर देता है।
1. जिंक और कॉपर सल्फेट की अभिक्रिया:
जिंक + कॉपर सल्फेट → जिंक सल्फेट + कॉपर
प्रेक्षण:
- नीला रंग फीका पड़ जाता है
- भूरे रंग का कॉपर जमा होता है
2. आयरन और कॉपर सल्फेट:
आयरन + कॉपर सल्फेट → आयरन सल्फेट + कॉपर
प्रेक्षण: नीला विलयन हल्का हरा हो जाता है
3. जिंक और सल्फ्यूरिक अम्ल:
जिंक + सल्फ्यूरिक अम्ल → जिंक सल्फेट + हाइड्रोजन
प्रेक्षण: हाइड्रोजन गैस के बुलबुले निकलते हैं
परीक्षण: जलती हुई तीली पास लाने पर 'पॉप' की आवाज़ (Pop sound test)
(सबसे अधिक क्रियाशील → सबसे कम क्रियाशील)
नियम: अधिक क्रियाशील धातु कम क्रियाशील धातु को उसके लवण के विलयन से विस्थापित कर सकती है।
5.4 द्वि-विस्थापन अभिक्रिया (Double Displacement Reaction)
परिभाषा: वह अभिक्रिया जिसमें दो यौगिकों के बीच आयनों का आदान-प्रदान होता है और दो नए यौगिक बनते हैं।
1. अवक्षेपण अभिक्रिया (Precipitation Reaction):
सोडियम सल्फेट + बेरियम क्लोराइड → बेरियम सल्फेट + सोडियम क्लोराइड
प्रेक्षण: सफेद रंग का अवक्षेप (precipitate) बनता है
2. उदासीनीकरण अभिक्रिया (Neutralization Reaction):
सोडियम हाइड्रॉक्साइड + हाइड्रोक्लोरिक अम्ल → सोडियम क्लोराइड + जल
प्रेक्षण: ऊष्मा उत्पन्न होती है (उष्माक्षेपी)
3. सिल्वर नाइट्रेट परीक्षण:
सिल्वर नाइट्रेट + सोडियम क्लोराइड → सिल्वर क्लोराइड + सोडियम नाइट्रेट
प्रेक्षण: सफेद अवक्षेप (AgCl) बनता है
उपयोग: क्लोराइड आयनों की उपस्थिति की जाँच में
• अवक्षेपण अभिक्रिया: जब अघुलनशील ठोस (अवक्षेप) बनता है
• उदासीनीकरण अभिक्रिया: जब अम्ल और क्षार की अभिक्रिया से लवण और जल बनते हैं
5.5 उपचयन और अपचयन अभिक्रियाएँ (Oxidation and Reduction Reactions)
उपचयन (Oxidation): किसी पदार्थ में ऑक्सीजन का योग या हाइड्रोजन का ह्रास
अपचयन (Reduction): किसी पदार्थ में ऑक्सीजन का ह्रास या हाइड्रोजन का योग
रेडॉक्स अभिक्रिया (Redox Reaction): वह अभिक्रिया जिसमें उपचयन और अपचयन एक साथ होते हैं
1. कॉपर ऑक्साइड का अपचयन:
विश्लेषण:
- CuO अपचयित हो रहा है (ऑक्सीजन का ह्रास)
- H₂ उपचयित हो रहा है (ऑक्सीजन का योग)
- H₂ अपचायक (reducing agent) है
- CuO उपचायक (oxidizing agent) है
2. जिंक ऑक्साइड का अपचयन:
विश्लेषण:
- ZnO अपचयित हो रहा है
- C उपचयित हो रहा है
3. कॉपर का उपचयन:
कॉपर + ऑक्सीजन → कॉपर ऑक्साइड
प्रेक्षण: लाल-भूरे रंग का कॉपर काला हो जाता है
4. मैंगनीज डाइऑक्साइड और HCl:
विश्लेषण:
- MnO₂ अपचयित हो रहा है
- HCl उपचयित हो रहा है
Oxidation Is Loss (of electrons)
Reduction Is Gain (of electrons)
उपचयन = इलेक्ट्रॉन का ह्रास
अपचयन = इलेक्ट्रॉन का लाभ
6. रासायनिक अभिक्रियाओं के प्रभाव (Effects of Chemical Reactions)
रासायनिक अभिक्रियाओं को निम्नलिखित प्रेक्षणों द्वारा पहचाना जा सकता है:
| प्रभाव | विवरण | उदाहरण |
|---|---|---|
| ऊष्मा का निकलना (Exothermic) |
ऊर्जा ऊष्मा के रूप में निकलती है |
C + O₂ → CO₂ + ऊष्मा
ईंधन का जलना
|
| ऊष्मा का अवशोषण (Endothermic) |
ऊर्जा परिवेश से अवशोषित होती है |
N₂ + O₂ + ऊष्मा → 2NO
प्रकाश संश्लेषण
|
| प्रकाश का उत्पादन | अभिक्रिया में प्रकाश उत्पन्न होता है |
2Mg + O₂ → 2MgO
मैग्नीशियम का जलना (चमकदार सफेद रोशनी)
|
| गैस का निकलना | गैस उत्पन्न होकर बाहर निकलती है |
Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑
हाइड्रोजन गैस के बुलबुले
|
| रंग में परिवर्तन | पदार्थ का रंग बदल जाता है |
CuSO₄ (नीला) + Fe → FeSO₄ (हरा) + Cu
नीला विलयन हरा हो जाता है
|
| अवक्षेप का बनना | अघुलनशील ठोस बनता है |
AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃
सफेद अवक्षेप
|
7. अभ्यास प्रश्न (Practice Questions)
📝 NCERT पाठ्यपुस्तक के प्रश्न
प्रश्न 1:
मैग्नीशियम रिबन को हवा में जलाने से पहले उसे साफ क्यों किया जाता है?
उत्तर: मैग्नीशियम रिबन को सैंडपेपर से रगड़कर साफ किया जाता है ताकि उसकी सतह पर उपस्थित मैग्नीशियम कार्बोनेट की सुरक्षात्मक परत हट जाए। यह परत ऑक्सीजन के साथ सीधे संपर्क को रोकती है और जलने की प्रक्रिया को प्रभावित करती है।
प्रश्न 2:
निम्नलिखित समीकरणों को संतुलित करें:
(a) हाइड्रोजन + क्लोरीन → हाइड्रोजन क्लोराइड
(b) बेरियम क्लोराइड + एल्युमिनियम सल्फेट → बेरियम सल्फेट + एल्युमिनियम क्लोराइड
(c) सोडियम + जल → सोडियम हाइड्रॉक्साइड + हाइड्रोजन
उत्तर:
प्रश्न 3:
वियोजन अभिक्रिया के लिए एक समीकरण लिखें जहाँ ऊर्जा निम्नलिखित रूपों में दी जाती है:
(a) ऊष्मा (b) प्रकाश (c) विद्युत
उत्तर:
(a) तापीय वियोजन:
(b) प्रकाशीय वियोजन:
(c) विद्युत-अपघटनी वियोजन:
प्रश्न 4:
उष्माक्षेपी और ऊष्माशोषी अभिक्रिया से आप क्या समझते हैं? उदाहरण दें।
उत्तर:
उष्माक्षेपी अभिक्रिया (Exothermic Reaction): वह अभिक्रिया जिसमें ऊर्जा (सामान्यतः ऊष्मा के रूप में) निकलती है।
उदाहरण: कोयले का जलना
ऊष्माशोषी अभिक्रिया (Endothermic Reaction): वह अभिक्रिया जिसमें ऊर्जा अवशोषित होती है।
उदाहरण: चूना पत्थर का विघटन
प्रश्न 5:
श्वसन को उष्माक्षेपी अभिक्रिया क्यों माना जाता है?
उत्तर: श्वसन के दौरान, ग्लूकोज़ कोशिकाओं में ऑक्सीजन के साथ मिलकर CO₂, जल और ऊर्जा (ऊष्मा) उत्पन्न करता है। चूंकि ऊर्जा निकलती है, इसलिए यह एक उष्माक्षेपी प्रक्रिया है।
📝 अतिरिक्त महत्वपूर्ण प्रश्न
प्रश्न 6:
अभिक्रिया के प्रकार पहचानें:
(a) 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
(b) CaO + H₂O → Ca(OH)₂
(c) Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu
उत्तर:
(a) वियोजन अभिक्रिया (तापीय वियोजन)
(b) संयोजन अभिक्रिया (उष्माक्षेपी)
(c) विस्थापन अभिक्रिया
प्रश्न 7:
क्या होता है जब:
(a) जिंक तनु H₂SO₄ के साथ अभिक्रिया करता है
(b) लोहे की कील CuSO₄ विलयन में रखी जाती है
उत्तर:
(a) हाइड्रोजन गैस उत्पन्न होती है:
प्रेक्षण: बुलबुले के साथ गैस निकलती है
(b) कॉपर जमा होता है:
प्रेक्षण: नीला रंग फीका पड़ जाता है और लाल-भूरा कॉपर जमा होता है
प्रश्न 8:
निम्नलिखित समीकरणों को संतुलित करें:
(a) H₂ + O₂ → H₂O
(b) Fe + O₂ → Fe₂O₃
(c) NH₃ + O₂ → NO + H₂O
उत्तर:
8. परीक्षा के लिए महत्वपूर्ण टिप्स (Exam Tips)
🎯 उच्च अंक प्राप्त करने की रणनीति
1. समीकरण संतुलन (बहुत महत्वपूर्ण!):
- प्रतिदिन कम से कम 20 समीकरण संतुलित करने का अभ्यास करें
- सबसे सरल तत्व से शुरू करें
- कभी भी अंकलिपिक (subscript) न बदलें, केवल गुणांक (coefficient) जोड़ें
- हमेशा दोनों ओर परमाणुओं की गणना करके सत्यापित करें
- सामान्य गलती: O या H को संतुलित करना भूल जाना
2. अभिक्रियाओं के प्रकार:
- सामान्य रूप याद करें: A+B→AB, AB→A+B, आदि
- प्रत्येक प्रकार के लिए 2-3 उदाहरण याद रखें
- विशेष प्रेक्षण याद रखें
- जानें कि कौन सी अभिक्रियाएँ उष्माक्षेपी/ऊष्माशोषी हैं
3. प्रायोगिक प्रश्न:
- रंग परिवर्तन जानें (अक्सर पूछे जाते हैं)
- अवक्षेप बनने वाली अभिक्रियाएँ
- गैस निकलने वाली अभिक्रियाएँ
- सुरक्षा सावधानियाँ याद रखें
4. परिभाषा प्रश्न:
- सरल भाषा में परिभाषाएँ लिखें
- हमेशा एक उदाहरण दें
- मुख्य शब्दों को रेखांकित करें
5. चित्र प्रश्न:
- साफ-सुथरे नामांकित चित्र बनाएँ
- प्रेक्षण लिखें
- संतुलित समीकरण लिखें
⚡ उच्च अंक प्राप्त करने के क्षेत्र:
- ✓ समीकरण संतुलन (2-3 अंक गारंटीड)
- ✓ परिभाषा + उदाहरण प्रश्न (2 अंक)
- ✓ प्रकार पहचान (1-2 अंक)
- ✓ विभेदन प्रश्न (3 अंक)
- ✓ प्रायोगिक प्रेक्षण (2-3 अंक)
⚠️ बचने योग्य सामान्य गलतियाँ:
- ✗ समीकरणों को पूरी तरह से संतुलित न करना
- ✗ उपचयन को अपचयन से भ्रमित करना
- ✗ गलत प्रतीक/सूत्र (CuSO₄ न कि CuSO4)
- ✗ पूछे जाने पर अवस्था प्रतीक न लिखना
- ✗ प्रेक्षण लिखना भूल जाना
- ✗ उत्तरों में संतुलित समीकरण न लिखना
1. 2Mg + O₂ → 2MgO
2. 2FeSO₄ → Fe₂O₃ + SO₂ + SO₃
3. Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu
4. 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂
5. CuO + H₂ → Cu + H₂O
6. Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl
7. 2AgBr → 2Ag + Br₂
8. CaCO₃ → CaO + CO₂
9. 2H₂O → 2H₂ + O₂
10. 2H₂ + O₂ → 2H₂O
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