निम्नलिखित में से कौन-सी, एक ऊष्माशोषी अभिक्रिया (Endothermic reaction) है ?

सही उत्तर — D, लेड(II) नाइट्रेट का ऊष्मीय वियोजन। 2Pb(NO₃)₂ को लेड(II) ऑक्साइड, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन में तोड़ने के लिए ठोस नाइट्रेट के आबंध तोड़ने हेतु ऊष्मा की निरंतर आपूर्ति चाहिए; अभिक्रिया अपने परिवेश से ऊर्जा खींचती है और गर्म करना बंद करते ही रुक जाती है। जो अभिक्रिया इस प्रकार ऊर्जा अवशोषित करती है, वह परिभाषा से ऊष्माशोषी है। इसका पहचान-चिह्न वह पीली-भूरी नाइट्रोजन डाइऑक्साइड गैस है जो तभी तक निकलती है जब तक क्रूसिबल गर्म रखा जाए। मूल प्रश्नपत्र में विकल्प (a) इसी रूप में मुद्रित है (`… → CO₂ (g) + 2O₂ (g)`), जबकि रासायनिक दृष्टि से अपेक्षित रूप `… → CO₂ (g) + 2H₂O (l)` होता। यहाँ आयोग द्वारा मुद्रित पाठ ही यथावत् रखा गया है, क्योंकि परीक्षा में अभ्यर्थी को यही दिखाई दिया था। इससे उत्तर पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता।

अन्य विकल्प क्यों गलत हैं

• (a)
  CH₄ (g) + 2O₂ (g) → CO₂ (g) + 2O₂ (g) — यह मेथेन का दहन है — वही अभिक्रिया जो गैस-चूल्हे को गरम करती है। दहन परिवेश को बड़ी मात्रा में ऊष्मा देता है, इसलिए यह प्रबल रूप से ऊष्माक्षेपी है, ऊष्माशोषी नहीं। (मुद्रित समीकरण से संबंधित टिप्पणी ऊपर दी गई है।)
• (b)
  C₆H₁₂O₆ (aq) + 6O₂ (g) → 6CO₂ (g) + 6H₂O (l) — यह ग्लूकोस का ऑक्सीकरण है (श्वसन या दहन)। इससे वह ऊर्जा मुक्त होती है जिसका उपयोग जीवित कोशिकाएँ करती हैं, और यही इसे सबसे परिचित ऊष्माक्षेपी अभिक्रियाओं में से एक बनाता है।
• (c)
  N₂ (g) + 3H₂ (g) → 2NH₃ (g) — अमोनिया का हैबर संश्लेषण प्रति मोल अभिक्रिया लगभग 92 kJ ऊष्मा देता है, इसलिए यह ऊष्माक्षेपी है; इसी कारण अग्र अभिक्रिया के पक्ष में यह प्रक्रम मध्यम ताप पर चलाया जाता है।

रासायनिक अभिक्रियाओं का वर्गीकरण परिवेश के साथ उनके ऊष्मा-आदान-प्रदान से किया जाता है। ऊष्माशोषी अभिक्रिया ऊष्मा अवशोषित करती है (परिवेश ठंडा होता है), जबकि ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया ऊष्मा मुक्त करती है (परिवेश गरम होता है)। आबंध तोड़ने में ऊर्जा लगती है और आबंध बनाने में ऊर्जा वापस मिलती है, इसलिए कोई अभिक्रिया कुल मिलाकर तब ऊष्माशोषी होती है जब आबंध तोड़ने में लगी ऊर्जा नए आबंध बनने से प्राप्त ऊर्जा से अधिक हो।

मुख्य तथ्य

• ऊष्माशोषी अभिक्रियाएँ परिवेश से ऊष्मा अवशोषित करती हैं; ऊष्माक्षेपी अभिक्रियाएँ परिवेश को ऊष्मा देती हैं।
• अधिकांश धातु नाइट्रेटों और कार्बोनेटों का ऊष्मीय वियोजन ऊष्माशोषी है और इसके लिए लगातार गर्म करना पड़ता है।
• लेड(II) नाइट्रेट को गर्म करने पर लेड(II) ऑक्साइड, भूरी नाइट्रोजन डाइऑक्साइड गैस और ऑक्सीजन मिलती है।
• दहन, श्वसन और हैबर प्रक्रम — तीनों ऊष्माक्षेपी हैं, ये ऊष्मा देते हैं।

सामान्य भ्रम

• यह न मान लें कि जिस अभिक्रिया को शुरू करने के लिए गर्म करना पड़ता है वह ऊष्माशोषी है; दहन को चिनगारी चाहिए, फिर भी वह ऊष्माक्षेपी है।
• प्रकाश संश्लेषण ऊर्जा अवशोषित करता है और ऊष्माशोषी है, जबकि उसका दर्पण-प्रतिबिंब श्वसन ऊर्जा मुक्त करता है और ऊष्माक्षेपी है — इन्हें आपस में न बदलें।

• अभ्यास प्रश्न — वास्तविक PYQ नहीं

  निम्नलिखित में से कौन-सी ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया है ?

  • (a)गर्म करने पर कैल्सियम कार्बोनेट का वियोजन
  • (b)वायु में प्राकृतिक गैस का जलना
  • (c)हरी पत्तियों में प्रकाश संश्लेषण
  • (d)जल का विद्युत अपघटन
  उत्तर(b) वायु में प्राकृतिक गैस का जलना — दहन ऊष्मा मुक्त करता है, इसलिए यह ऊष्माक्षेपी है।
• अभ्यास प्रश्न — वास्तविक PYQ नहीं

  प्रबल रूप से गर्म करने पर होने वाली अभिक्रिया CaCO₃ (s) → CaO (s) + CO₂ (g) किसका उदाहरण है ?

  • (a)एक ऊष्माक्षेपी संयोजन अभिक्रिया
  • (b)एक ऊष्माशोषी ऊष्मीय वियोजन
  • (c)एक विस्थापन अभिक्रिया
  • (d)एक उदासीनीकरण अभिक्रिया
  उत्तर(b) एक ऊष्माशोषी ऊष्मीय वियोजन — चूना-पत्थर को बिना बुझे चूने और कार्बन डाइऑक्साइड में तोड़ने के लिए उसे लगातार गर्म करना पड़ता है।