Reactivity series of metals

 

धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला The Reactivity Series of Metals

धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला रसायन विज्ञान में एक मौलिक अवधारणा है जो धातुओं को उनकी प्रतिक्रियाशीलता के आधार पर व्यवस्थित करती है। यह श्रृंखला यह अनुमान लगाने के लिए आवश्यक है कि धातुएँ विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, विशेष रूप से एसिड, पानी और ऑक्सीजन के साथ कैसे प्रतिक्रिया करेंगी। यह धातु विज्ञान में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिसमें उनके अयस्कों से धातुओं का निष्कर्षण और संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री का डिज़ाइन शामिल है। 

 प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला क्या है?

प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला, जिसे गतिविधि श्रृंखला के रूप में भी जाना जाता है, सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील से सबसे कम प्रतिक्रियाशील तक धातुओं की व्यवस्था है। यह किसी धातु की अन्य धातुओं को उनके यौगिकों से विस्थापित करने और पानी और एसिड जैसे पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करने की क्षमता का एक सापेक्ष माप प्रदान करता है। श्रृंखला को आम तौर पर एक ऊर्ध्वाधर सूची में व्यवस्थित किया जाता है, जिसमें शीर्ष पर सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील धातुएं होती हैं और सबसे नीचे सबसे कम प्रतिक्रियाशील होती हैं।

प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला की व्यवस्था

प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला को आमतौर पर इस प्रकार सूचीबद्ध किया जाता है (सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील से कम से कम प्रतिक्रियाशील तक):

1. पोटेशियम (K)

2. सोडियम (Na)

3. कैल्शियम (Ca)

4. मैग्नीशियम (Mg)

5. एल्युमिनियम (Al)

6. जिंक (Zn)

7. आयरन (Fe)

8. टिन (Sn)

9. लीड (Pb)

10. हाइड्रोजन (H)

11. तांबा (Cu)

12. चांदी (Ag)

13. सोना (Au)

श्रृंखला में हाइड्रोजन को शामिल करने से एसिड के संबंध में धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता को समझने में मदद मिलती है, हालांकि हाइड्रोजन स्वयं एक धातु नहीं है।

 प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला कैसे निर्धारित की जाती है?

प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला प्रयोगात्मक टिप्पणियों और सैद्धांतिक विचारों के संयोजन के माध्यम से निर्धारित की जाती है। धातुओं का पानी, एसिड और ऑक्सीजन के साथ उनकी प्रतिक्रिया के लिए परीक्षण किया जाता है। इन अवलोकनों का उपयोग धातुओं को उनकी क्षमता के आधार पर स्थान निर्धारित  करने के लिए किया जाता है:

- अन्य धातुओं को उनके यौगिकों से विस्थापित करें: अधिक प्रतिक्रियाशील धातुएँ कम प्रतिक्रियाशील धातुओं को उनके यौगिकों से विस्थापित कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, जिंक कॉपर सल्फेट के घोल से तांबे को विस्थापित कर सकता है।

Displace other metals from their compounds: More reactive metals can displace less reactive metals from their compounds. For example, zinc can displace copper from copper sulphate solution.

- पानी के साथ प्रतिक्रिया करें: पोटेशियम और सोडियम जैसी अत्यधिक प्रतिक्रियाशील धातुएं पानी के साथ तीव्रता से प्रतिक्रिया करके हाइड्रॉक्साइड बनाती हैं और हाइड्रोजन गैस छोड़ती हैं। कम प्रतिक्रियाशील धातुएँ, जैसे लोहा, अधिक धीमी गति से प्रतिक्रिया करती हैं।

- अम्ल के साथ प्रतिक्रिया करें: अधिकांश धातुएँ अम्ल के साथ प्रतिक्रिया करके लवण और हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करती हैं। प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में उच्चतर धातुएँ अधिक तीव्रता से प्रतिक्रिया करती हैं।

 प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला के व्यावहारिक अनुप्रयोग

1. धातुकर्म और निष्कर्षण: Metallurgy and Extraction

   - प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला उनके अयस्कों से धातुओं के निष्कर्षण का मार्गदर्शन करती है। उदाहरण के लिए, पोटेशियम और सोडियम जैसी प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में उच्च धातुएं इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से निकाली जाती हैं। इसके विपरीत, सोना और प्लैटिनम जैसी धातुएं, जो कम प्रतिक्रियाशील होती हैं, उन्हें कार्बन के साथ अवकरण जैसे सरल तरीकों से निकाला जा सकता है।

2. संक्षारण रोकथाम: Corrosion Prevention:

   - संक्षारण को समझने और रोकने में प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला महत्वपूर्ण है। जो धातुएँ अधिक प्रतिक्रियाशील होती हैं, जैसे लोहा, उनमें जंग लगने की संभावना अधिक होती है। संक्षारण संरक्षण विधियाँ, जैसे गैल्वनीकरण (जस्ता जैसी अधिक प्रतिक्रियाशील धातु के साथ लोहे की कोटिंग), प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला के सिद्धांतों पर निर्भर करती हैं।

3. प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करना: Predicting Reactions

   - श्रृंखला रसायनज्ञों को विस्थापन प्रतिक्रियाओं के परिणामों की भविष्यवाणी करने में मदद करती है। उदाहरण के लिए, यदि कम प्रतिक्रियाशील धातु के नमक के घोल में अधिक प्रतिक्रियाशील धातु डाली जाती है, तो अधिक प्रतिक्रियाशील धातु कम प्रतिक्रियाशील धातु को विस्थापित कर देगी।

4. बैटरियां और इलेक्ट्रोकेमिकल सेल: Batteries and Electrochemical Cells:

   - प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला का उपयोग बैटरी और इलेक्ट्रोकेमिकल कोशिकाओं को डिजाइन करने में भी किया जाता है, जहां धातुओं का उपयोग इलेक्ट्रोड के रूप में किया जाता है। श्रृंखला उन धातुओं को चुनने में मदद करती है जो वांछित वोल्टेज और दक्षता पैदा करेगी।

प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला की सीमाएँ

जबकि प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला एक मूल्यवान उपकरण है, इसकी अपनी सीमाएँ हैं:

- प्रतिक्रियाओं की जटिलता: सभी प्रतिक्रियाएँ श्रृंखला में ठीक से फिट नहीं बैठतीं। उदाहरण के लिए, जटिल यौगिकों में या विभिन्न परिस्थितियों में धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला के साथ पूरी तरह से संरेखित नहीं हो सकती है।

- पर्यावरणीय स्थितियाँ: तापमान, सांद्रता और अन्य पदार्थों की उपस्थिति जैसे कारक धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता को प्रभावित कर सकते हैं।

अब बताइए :-

MCQs
Q1.प्रतिक्रिया श्रृंखला का उद्देश्य क्या है?
A)धातुओं को वर्णानुक्रम में क्रमबद्ध करना
B)धातुओं को उनकी प्रतिक्रियाशीलता के आधार पर स्थान निर्धारित करना
C)धातुओं को उनके गलनांक के आधार पर स्थान निर्धारित करना
D)धातुओं को उनके रंग के आधार पर स्थान निर्धारित करना

B)धातुओं को उनकी प्रतिक्रियाशीलता के आधार पर स्थान निर्धारित करना

Q2. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में कौन सी धातु सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील है?
A)लोहा
B)सोना
C)टिन
D)सोडियम

D)सोडियम

Q3. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला कैसे निर्धारित की जाती है?
A)यादृच्छिक चयन के माध्यम से
B)वर्णमाला क्रम के माध्यम से
C)संख्यात्मक गणना के माध्यम से
D)प्रयोगात्मक टिप्पणियों और सैद्धांतिक विचारों के माध्यम से

D)प्रयोगात्मक टिप्पणियों और सैद्धांतिक विचारों के माध्यम से

Q4. धातु विज्ञान और निष्कर्षण में प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला का क्या व्यावहारिक अनुप्रयोग है?
A)संगीत उत्पादन तकनीकों का मार्गदर्शन करना
B)खाना पकाने के तरीकों का मार्गदर्शन करना
C)चिकित्सा प्रक्रियाओं का मार्गदर्शन करने के लिए
D)अयस्कों से धातुओं के निष्कर्षण का मार्गदर्शन करने के लिए

D)अयस्कों से धातुओं के निष्कर्षण का मार्गदर्शन करने के लिए

Q5.प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में कौन सी धातु जस्ता से कम लेकिन चांदी से अधिक प्रतिक्रियाशील है?
A)एल्यूमिनियम
B)तांबा
C)सोडियम
D)पोटेशियम

B)तांबा

Q6. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में हाइड्रोजन को शामिल करना क्यों सहायक है?
A)धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करने वाली एक गैर-धातु का उदाहरण प्रदान करना
B)एक ऐसी धातु का उदाहरण देना जो प्रतिक्रियाशील नहीं है
C) धातुओं की एक लंबी सूची बनाना
D) अम्लों के संबंध में धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता को समझने में सहायता करना

D) अम्लों के संबंध में धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता को समझने में सहायता करना

Q7. जंग की रोकथाम के लिए प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला किस व्यावहारिक अनुप्रयोग में महत्वपूर्ण है?
A)वास्तुकला
B)चिकित्सा
C)कृषि
D)धातुकर्म

D)धातुकर्म

Q8. प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करने में प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला क्या भूमिका निभाती है?
A)प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करने में इसकी कोई भूमिका नहीं है
B)यह खेल खेल के परिणाम की भविष्यवाणी करने में मदद करता है
C)यह रसायनज्ञों को विस्थापन प्रतिक्रियाओं के परिणामों की भविष्यवाणी करने में मदद करता है
D) यह मौसम की भविष्यवाणी करने में मदद करता है

C)यह रसायनज्ञों को विस्थापन प्रतिक्रियाओं के परिणामों की भविष्यवाणी करने में मदद करता है

Q9. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में उच्च धातुओं के लिए आमतौर पर कौन सी धातु निष्कर्षण विधि का उपयोग किया जाता है?
A)कार्बन के साथ अवकरण
B)हाथ से निष्कर्षण
C) इलेक्ट्रोलिसिस
D)चुम्बकों का उपयोग करके निष्कर्षण

C) इलेक्ट्रोलिसिस

Q10. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला की सीमा क्या है?
A)इसे वर्णानुक्रम में व्यवस्थित नहीं किया गया है
B)सभी प्रतिक्रियाएं श्रृंखला में पूरी तरह से फिट नहीं होती हैं
C)यह तापमान भिन्नता को ध्यान में नहीं रखता है
D)यह धातुओं को उनके वजन के आधार पर स्थान निर्धारित नहीं कर सकता है

B)सभी प्रतिक्रियाएं श्रृंखला में पूरी तरह से फिट नहीं होती हैं

Fill in the blanks:
Q1. धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला पानी, एसिड और अन्य पदार्थों के साथ _______ करने की उनकी क्षमता के आधार पर धातुओं को स्थान निर्धारित करती है।

Ans: प्रतिक्रिया

Q2. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में, सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील धातु _______ है।

Ans: पोटैशियम

Q3. धातु _______ मैग्नीशियम से कम प्रतिक्रियाशील है लेकिन जिंक से अधिक प्रतिक्रियाशील है।

Ans: एल्युमीनियम

Q4. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में धातुओं की तुलना करते समय, एक अधिक प्रतिक्रियाशील धातु अपने यौगिक से कम प्रतिक्रियाशील धातु को _______ करेगी।

Ans: विस्थापित

Q5. धातु _______ का उपयोग इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण थर्माइट वेल्डिंग में किया जाता है।

Ans: एल्युमीनियम

Q6. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में धातुओं में से, _______ को जंग लगने से बचाने के लिए गैल्वनाइजिंग जस्तीकरण में उपयोग के लिए जाना जाता है।

Ans: जिंक

Q7. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में उच्चतर धातुएँ, जैसे _______ और _______, पानी के साथ तीव्रता से प्रतिक्रिया करती हैं।

Ans: सोडियम; पोटैशियम

Q8. धातु _______ का उपयोग अक्सर गहनों में किया जाता है और यह अपनी कम प्रतिक्रियाशीलता और आकर्षक उपस्थिति के लिए जाना जाता है।

Ans: सोना

Q9. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में, _______ और _______ जैसी धातुएँ एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करती हैं।

Ans: जिंक; लोहा

Q10. धातु _______ पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती है लेकिन अम्ल के साथ प्रतिक्रिया करती है।

Ans: लोहा

Q11. तत्व _______ का उपयोग अक्सर इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता और इलेक्ट्रॉनों को आसानी से खोने की क्षमता के कारण बैटरी में किया जाता है।

Ans: लिथियम

Q12. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला में, _______ लोहे की तुलना में कम प्रतिक्रियाशील है लेकिन तांबे की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशील है।

Ans: जिंक

Q13. _______ और _______ जैसी धातुएँ प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला के निचले भाग में पाई जाती हैं और आम तौर पर अप्रतिक्रियाशील होती हैं।

Ans: चाँदी; सोना

Q14. प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला _______ को हाइड्रोजन से ऊपर रखती है, यह दर्शाता है कि यह एसिड से हाइड्रोजन को विस्थापित कर सकता है।

Ans: जिंक

Q15. धातु _______ का उपयोग आमतौर पर इसकी उच्च चालकता और कम प्रतिक्रियाशीलता के कारण विद्युत तारों में किया जाता है।

Ans: तांबा