General Competition | Science | Chemistry (रसायन विज्ञान) | गैस के गुण

गैस जिस वर्त्तन में रखा जाता है उस बरतन की भीतरी आयतन गै का आयतन कहलाता है गैस का आयतन लीटर या मीलीलीटर या घनसेमी से व्यक्त किया जाता है ।

Apr 25, 2024 - 06:05 Updated: Apr 25, 2024 - 07:04
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General Competition | Science | Chemistry (रसायन विज्ञान) | गैस के गुण

General Competition | Science | Chemistry (रसायन विज्ञान) | गैस के गुण

पदार्थ के गैसीय अवस्था में निम्नलिखित गुण पाये जाते हैं:-
  1. गैसों की प्रसारणीयता (Expansiblity) असीम होती है। गैस की अल्प मात्रा ही बड़े-बड़े आकार वाले वर्त्तन को पूर्णतः भर सकता है।
    • गैस जिस वर्त्तन में रखा जाता है उस बरतन की भीतरी आयतन गै का आयतन कहलाता है गैस का आयतन लीटर या मीलीलीटर या घनसेमी से व्यक्त किया जाता है ।

  2. गैसों में संपीड्यता (Compressibility) का गुण पाया जाता है यानि गैस की बड़ी मात्रा को छोटे आयतन वाले वर्त्तन में संपीड़ित किया जा सकता है।
    • प्राकृतिक गैस को आजकल संपीड़ित करके ही ईधन के रूप में बेचा जाता है। जिसे CNG (Comporessed Natural Gas) कहते हैं।
  3. गैस बहुत ही तेजी से परस्पर घुल-मिलकर समांग मिश्रण बना लेता है जिसे गैस की विसरणशीलता (Diffusibility) कहते हैं।
  4. गैस को जिस बरतन में रखी जाती है उस बरतन की दिवारों पर दाब आरोपित करता है।
    • गैस की दाब की ईकाई वायुमंडल ( atm) है।
      1 atm = पारा का 76 cm या 760mm
      1 atm = 1.01325 × 155 Pascal
  5. गैस के मोलो की संख्या = गैस का द्रव्यमान / गैस का आण्विक द्रव्यमान

गैस के नियम

  • गैस के आयतन (v), दाब (p), ताप (T) और द्रव्यमान (मोलो की संख्या, n ) के बीच संबंध जानते हुए कुछ नियम प्रतिपादित किये गये हैं जो निम्न है-
    1. बॉयल का नियम ( Boyle's Law)
      • इस नियम का प्रतिपादन रॉबर्ट बाल 1960 ई० में किया था ।
      • इस नियम के अनुसार “स्थिर ताप पर किसी गैस के निश्चित द्रव्यमान का आयतन उसके दाब के व्युतक्रमानुपाती होता है अर्थात् ताप स्थिर है तो दाब बढ़ाने पर गैस का आयतन घटेगा तथा दाब घटाने पर गैस का आयतन बढ़ेगा ।'

      • स्थिर ताप पर गैस के दाब और घनत्व के बीच संबंध-
        अगर गैस का द्रव्यमान m तथा p1 तथा p2 दाब पर घनत्व D1 और D2 तो 

        स्थिर ताप पर गैस के निश्चित मात्रा का दाव उसके घनत्व के समानुपाती होता है, अर्थात् ताप स्थिर हैं तो दाब बढ़ाने पर गैस का घनत्व बढ़ेगा और दाब घटाने पर गैस का घनत्व घटेगा ।
    2. चार्ल्स ( Charles ) का नियम
      • इस नियम का प्रतिपादन जैक्स चार्ल्स ने 1787 ई० में किया था।
      • इस नियम के अनुसार:- स्थिर दाब पर गैस के निश्चित द्रव्यमान का आयतन उसके परम ताप के सीधा समानुपाती होता है, अर्थात् दाब स्थिर है तो ताप बढ़ाने पर गैस का आयतन बढ़ेगा तथा ताप घटाने पर गैस का आयतन घटेगा ।

      • चार्ल्स के अनुसार - 273°C ताप पर गैस का आयतन घटकर शून्य हो जाता है यानि गैस का अस्तित्व ही समाप्त हो जाता है । परन्तु इस ताप को प्राप्त करने में कोई सफलता नहीं मिली है। इस काल्पनिक ताप को परमशून्य ताप कहते हैं। 
      • वॉयल तथा चार्ल्स के नियम को आपस में मिलाने पर-

    3. गे - लुसेक (Gay Lussca) का नियम
      • इस नियम का प्रतिपादन 1802 ई० में गे-लुसैक ने किया था।
      • इस नियम के अनुसार स्थिर आयतन पर, किसी गैस के एक निश्चित मात्रा का दाव परम ताप के सीधा समानुपाती होता है।

    4. ऐवोगाद्रो (Avogardro) नियम
      • इस नियम के अनुसार यदि गैस के ताप और दाब स्थिर रखकर उस गैस की मात्रा बढ़ी जाए तो गैस का आयतन भी बढ़ जाता है। यदि गैस की मात्रा को मोल में व्यक्त किया जाए तो 

आदर्श गैस के समीकरण

  • बॉयल, चार्ल्स, ऐवोगाड्रो के नियम को मिलाकर आदर्श गैस के समीकरण प्राप्त किये जाते हैं।

         

  • PV = nRT को आदर्श गैस समीकरण या अवस्था समीकरण कहते हैं । constnat R का मान भिन्न-भिन्न स्थिति भिन्न होता है ।
    1. जब गैस का दाब Pascal में और आयतन m3 में हो तब
      R = 8.31 Jk-1 mol-1
    2. जब गैस का दाब वायुमंडल ( atm) में और आयतन लीटर में हो तब
      R = 0.0821 / atm mol-1 k-1
    3. जब गैस का दाब वायुमंडल ( atm) में और दाब cm3 हो तब
      R = 82.05 atm – cm3 mol-1 k-1

सामान्य ताप तथा दाब (NTP)

0°C या 273k को सामान्य ताप कहते हैं और जब बैरोमीटर से पारा की ऊँचाई 76 cm (760mm) हो तो उसे सामान्य दाब कहते हैं। इसे 1 वायुमंडलीय दाब भी कहा जाता है।

आदर्श गैस और वास्तविक गैस में अंतर

  1. आदर्श गैस सभी ताप तथा दाब पर गैस के सभी नियम का पालन करता है जबकि वास्तविक गैस सिर्फ निम्न दाब तथा उच्च ताप पर ही गैस के नियम का पालन करते हैं।
  2. आदर्श गैस के अणुओं का वास्तविक आयतन गैस के आयतन के तुलना में नगण्य होता है जबकि वास्तविक गैस के अणुओं का आयतन गैस के आयतन के तुलना में नगण्य नहीं होता है ।
  3. आदर्श गैस के अणुओं के मध्य आकर्षण नहीं होता है जबकि वास्तविक गैस के अणुओं के मध्य आकर्षण होता है।
  4. आदर्श गैस PV = nRT का पालन करता है जबकि वास्तविक गैस नहीं करता है ।
  5. आदर्श गैस काल्पनिक गैस है जबकि सभी ज्ञात गैस वास्तविक गैस है।

वान् - डरवाल्स समीकरण

  • आदर्श गैस समीकरण Pv = nRT को वास्तविक गैस के लिए उपयोगी बनाने हेतु समीकरण के दो पद आयतन तथा दाब में संसोधन कर नय नियम दिया जो वास्तविक गैस के लिए मान्य है ।

  • यहाँ a तथा b वान डर वाल्स constant है जो सभी गैस के किये अलग-अलग होता है ।

डाल्टन का आंशिक दाब नियम-

  • इस नियम को नियम प्रकार से व्यक्त किया जा सकता है- "परस्पर अभिक्रिया न करनेवाली दो या दो से अधिक गैस एक बंद बर्त्तन में मिश्रित कर दिया जाए तो गैसीय मिश्रण का कुल दाब अवयवी गैसों के आंशिक दाबों के योगफल के बराबर होते हैं।'
  • अगर A, B, C गैस का दाब PA, PB तथा PC हो और तीनों गैस का ताप समान हो और तीनों गैस एक बर्तन में डाल दिया जाए तब बर्त्तन की दिवार पर आरोपित कुल दाब P = PA + PB + PC होगा। 
  • ऊपर जाने पर वायुमंडलीय दाब घटता है जिसके कारण वायुमंडल में अवस्थित सभ्ज्ञी गेस का दाब घट जाता है, यानि ऑक्सीजन का भी दाब घट जाता है और सांस लेने में कठिनाई होती है ।

गैसों के अणुभार तथा वाष्प घनत्व (Vapour Denscity) में संबंध

Graham's Law of Difusion

  • किसी (Diffusion)– घनत्व में अंतर होते हुए भी गैस का परस्पर मिल कर एक हो जाने के गुण को विसरण कहते हैं।
  • गैसों के विसरण के संबंध में टॉमस ग्राहम ने एक नियम निकाला जो निम्न है-
    “ताप और दाब की समान अवस्थाओं में गैस का विसरण के वेग उनके घनत्वों के वर्गमूल के व्युतक्रमानुपाती होता है।"

  • अगर दो गैस A तथा B का विसरण का वेग rA तथा rB हो और इन गैसों का घनत्व क्रमशः DA तथा DB हो तो ग्राहम नियम के अनुसार-

  • गैस के घनत्व (वाष्प घनत्व) को आण्वीक द्रव्यमान में बदलने पर -

  • ग्राहम के विसरण निम्न को निम्न प्रकार भी कहा जा सकता है- ताप और दाब की समान अवस्थाओं में गैसों के विसरण का वेग उनके आण्वीक द्रव्यमान के वर्गमूल के व्युतक्रमानुपाती होते हैं ।

  • स्थिर ताप पर गैस का दाब बढ़ाने पर गैसों का विसरण वेग बढ़ जाता है।
  • निःसरण (Effusion ) - बर्तन में बंद गैस का बर्तन के सूक्ष्म छिद्र से बाहर निकलना गैस का निःसरण कहलाता है।
      ग्राम के विसरण नियम का उपयोगः-
  1. इस नियम का उयोग कर तत्वों के समस्थानिको को अलग - अलग किया जाता है ।
  2. अज्ञात गैस का विसरेग वेग ज्ञात कर गैसों की पहचान की जाती है ।
  3. विभिन्न घनत्वों की गैस को एक-दूसरे से अलग किया जाता है ।
  • आवर्त सारणी में कुल 11 तत्व ऐसे है जो गैसीय अवस्था में रहते हैं-
    1. H (हाइड्रोजन)
    2. O (ऑक्सीजन)
    3. F (फ्लोरीन)
    4. Cl (क्लोरीन)
              तथा 6 अक्रिय गैस-
    1. He (हीलियम)
    2. Ne (निऑन)
    3. Ar (ऑर्गन)
    4. Kr (क्रिप्टॉन)
    5. Xe (जेनॉन)
    6. Rn (रेडॉन)

अभ्यास प्रश्न

1. 798mm दाब पर किसी गैस का आयतन 200 mL है। यदि ताप स्थिर रखकर दाब घटाकर 760mm कर दिया जाए तो गैस का आयतन क्या होगा ?
(a) 200 mL
(b) 210 mL 
(c) 300 mL
(d) 310mL
2. 20°C ताप पर किसी गैस का आयतन 100 mL है 140°C पर इसका आयतन क्या होगा ?
(a) 105.8mL
(b) 106.8 mL
(c) 102.68 mL
(d) 200.8 mL
3. 0°C ताप पर स्थित एक गैस का निश्चित आयतन किस ताप पर दुगुणा हो जाएगा, यदि दाब स्थिर है ?
(a) 100°C 
(b) 273°C
(c) 30°C
(d) 310°C
4. एक बंद बरतन में रखे गैस का दाब पारा के 76 cm दाब के बराबर है। यदि स्थिर ताप पर इस गैस को किसी दुगुणे आयतन वाले बरतन में भेज दिया जाए तो उसमें गैस का दाब क्या होगा ?
(a) 20 cm
(b) 30 cm
(c) 38 cm
(d) 152 cm
5. 27°C और 2 atm दाब पर ऑक्सीजन के 1 मोल का आयतन निकाले । सा०ता०दा० (NTP) पर ऑक्सीजन 1 मोल का आयतन 22.4 mL है ।
(a) 9.30 L
(b) 30L
(c) 9L
(d) 10.30L
6. "गैस अणु का वास्तविक आयतन नगण्य होता है ।" यह कथन अनुरूप है -
(a) ऐवोगाड्रो की परिकल्पना का
(b) गतिज सिद्धान्त का
(c) वॉयल नियम का
(d) चार्ल्स नियम का 
7. आदर्श गैस के लिए अवस्था समीकरण pV = nRT में R सूचित करता है- 
(a) गैस के प्रकृति पर
(b) गैस के दाब पर 
(c) गैस के ताप पर
(d) माप की इकाई पर 
8. परम शून्य ताप (Absolute zero temp) है-
(a) किसी भी तापमान पैमाने का आरम्भिक बिन्दु
(b) सैद्धान्तिक रूप से न्यूनतम सम्भव तापमान
(c) वह तापमान जिसपर सभी द्रव पदार्थों के वाष्प जम जाते हैं।
(d) वह तापमान जिसपर सभी पदार्थ वाष्पीय प्रावस्था में होते हैं।
9. NTP पर 22 ग्राम CO2 का आयतन होगा- 
(a) 22.4 ली०
(b) 11.2 ली०
(c) 44.8 ली०
(d) 2.24 ली०
10. एक गैस का वाष्प घनत्व 14 है उसका अणु भार होगा-
(a) 14
(b) 21
(c) 28
(d) 42
11. निम्नलिखित में से कौन-सा नियम गैसों से सम्बन्धित नहीं है ?
(a) बॉयल का नियम
(b) चार्ल्स का नियम
(c) गे लुसाक का नियम
(d) फैराडे का नियम
12. सभी गैसें शून्य आयतन प्राप्त करते हैं जब तापक्रम है- 
(a) 273°C 
(b) 27.3°C
(c) - 273°C
(d) 0°C
13. CO2 के विसरण की गति हवा की अपेक्षा कम होती है, क्योंकि यह हवा से -
(a) हल्की होती है । 
(b) भारी होती है । 
(c) काफी हल्की होती है। 
(d) काफी भारी होती है । 
14. "समान ताप और दाब पर गैसों के समान आयतनों में अणुओं की संख्या समान होती है।" यह किस नियम के अनुसार है ?
(a) बॉयल का नियम
(b) चार्ल्स का नियम
(c) डाल्टन का नियम 
(d) एवोगाद्रो की परिकल्पना
15. वायु से हल्की गैस है-
(a) ऑक्सीजन
(b) अमोनिया
(c) क्लोरीन
(d) प्रोपेन
16. ऑक्सीजन और हाइड्रोजन गैस का विसरण की दर का अनुपात है- 
(a) 1:4
(b) 1:1
(c) 1:2
(d) 2:1
17. परम ताप का मान होता है- 
(a) 0°C
(b) -273°
(c) 100°C
(d) 180°K
18. "निश्चित ताप पर किसी गैस के दिये हुए द्रव्यमान का दाब उसके आयतन के प्रतिलोमानुपाती होती है" यह नियम है- 
(a) चार्ल्स का नियम
(b) बॉयल का नियम 
(c) डाल्टन का नियम
(d) ग्राहम का नियम
19. घनत्वों में अन्तर रहते हुए भी गैसों के पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल के विरुद्ध परस्पर घुल-मिल जाने की स्वाभाविक प्रक्रिया को कहते हैं-
(a) गैसों का वाष्पण
(b) गैसों का द्रवीकरण
(c) गैसों का विसरण
(d) गैसों का वाष्पीकरण
20. आदर्श गैस की ऊर्जा निर्भर करती है-
(a) दाब पर
(b) आयतन पर
(c) तापमान पर
(d) मोल की संख्या पर
21. स्थिर ताप पर किसी गैस का आयतन कम करने पर उसका दाब- 
(a) कम जाता है
(b) बढ़ जाता है
(c) पहले घटता है फिर बढ़ता है।
(d) अपरिवर्तित रहता है
22. गैसों के विसरण नियम का उपयोग होता है- 
(a) समस्थानिकों को अलग करने में
(b) गैसों के वाष्प घनत्व के निर्धारण में
(c) गैसों के मिश्रण को अलग-अलग करने में
(d) इनमें से सभी
23. किसी गैस को दबाने (संपीड़ित करने) पर- 
(a) केवल दाब बढ़ता है
(b) केवल तापमान बढ़ता
(c) दाब तथा तापमान दोनों बढ़ते हैं
(d) दाब बढ़ता है और तापमान घटता है
24. एक गैस के विसरण की दर-
(a ) घनत्व के अनुक्रमानुपाती होती है।
(b) अणुभार के अनुक्रमानुपाती होती है ।
(c) अणुभार के वर्गमूल के अनुक्रमानुपाती होती है।
(d) अणुभार के वर्गमूल के व्युत्क्रमानुपाती होती है ।
25. ताप एवं दबाव की समान अवस्थाओं में विभिन्न गैसों के समान आयतन में किसकी संख्या समान होती है ?
(a) परमाणु की
(b) अणु की 
(c) मूलक की
(d) इलेक्ट्रॉन की
26. गैसों के विसरण हेतु आवश्यक शर्त है कि उनके बीच रासायनिक प्रतिक्रिया-
(a) संभव हो
(b) संभव न हो
(c) धीमी हो
(d) तेज हो
27. "दिए हुए ताप पर गैस की एक निश्चित मात्रा के लिए दाब / घनत्व का मान नियत रहता है।" यह निष्कर्ष किस नियम से निकलता है ?
(a) चार्ल्स के नियम से
(b) बॉयल के नियम से
(c) पास्कल के नियम से
(d) इवोगाद्रो की अभिकल्पना से
28. किसी कमरे के एक कोने में इत्र की खुली शीशा रख देने से उसकी खुशबू कमरे में सभी भाग में फैल जाती है। ऐसा किस कारण से होता है ?
(a) वाष्पन
(b) वाष्पीकरण
(c) विसरण
(d) ऊर्ध्वपातन
29. स्थिर दाब पर गैस का आयतन परमताप के समानुपाती होती हैं I यह कहलाता है-
(a) चार्ल्स का नियम
(b) बॉयल का नियम
(c) गेल्यूसेक का नियम 
(d ) ग्राहम का नियम 
30. वास्तविक गैस किन परिस्थितियों में आदर्श गैस का व्यवहार करती है ?
(a) उच्च दाब एवं निम्न ताप
(b) निम्न दाब एवं उच्च ताप
(c) उच्च दाब एवं उच्च ताप
(d) निम्न दाब एवं निम्न ताप
31. स्थिर ताप पर किसी गैस का दाब तिगुना कर देने पर उसका आयतन हो जाएगा-
(a) तिहाई
(b) तिगुना
(c) आधा
(d) चौथाई
32. किसी गैस का अणुभार उकसे वाष्प घनत्व का कितना होता है ?
(a) दुगना
(b) तिगुना
(c) चार गुणा
(d) आधा
33. "निश्चित ताप और दाब पर विभिन्न गैसों के विसरण के आपेक्षिक वेग उसके घनत्व के वर्गमूल के विपरीत अनुपात में होते हैं ।" यह नियम है- .
(a) बॉयल का नियम
(b) चार्ल्स का नियम
(c) ग्राहम का नियम
(d) डाल्टन का नियम
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