- विलय क्या है?
- ठोस मिश्रण और पायस के पिघलने
- आइसक्रीम
- मीठी और नमकीन बर्फ
- उदाहरण
- रसोईघर में
- अलंकरणों में
- प्रकृति में
- सबसे आम पदार्थों के पिघलने बिंदु
- बच्चों और किशोरों के लिए संलयन की व्याख्या करने का प्रयोग
- रंगीन बर्फ के गुंबद
- थर्मल कैबिनेट
- संदर्भ
संलयन एक तापमान रेंज में एक पदार्थ के लिए तरल ठोस से राज्य के परिवर्तन है। यदि पदार्थ में शुद्धता की उच्च डिग्री है, तो सीमा एक विशिष्ट तापमान से मेल खाती है: पिघलने बिंदु। और जब अशुद्धियों की एक निश्चित डिग्री होती है, तो पिघलने बिंदु को एक सीमा (जैसे 120-122 डिग्री सेल्सियस) द्वारा दर्शाया जाता है।
यह प्रकृति में सबसे आम शारीरिक प्रक्रियाओं में से एक है। ठोस गर्मी को अवशोषित करते हैं और अपना तापमान बढ़ाते हैं जब तक कि तरल की पहली बूंदें बनना शुरू नहीं हो जाती हैं। फिर अन्य बूंदें पहले वाले का पालन करती हैं, और जब तक सभी ठोस पिघल नहीं गए तब तक इसका तापमान स्थिर रहता है।
स्रोत: पिक्साबे
क्यों? क्योंकि बाद वाले को गर्म करने के बजाय अधिक गर्मी पैदा करने के लिए सभी गर्मी का सेवन किया जाता है। इसलिए, ठोस और तरल का संतुलन में समान तापमान और सह-अस्तित्व होता है। यदि गर्मी की आपूर्ति स्थिर है, तो संतुलन तरल के पूर्ण गठन में स्थानांतरित हो जाता है।
इस कारण से, जब वसंत में एक बर्फ का डंठल पिघलना शुरू होता है, तो एक बार राज्य का परिवर्तन शुरू हो गया है, यह तब तक समाप्त नहीं होगा जब तक कि यह तरल पानी में तब्दील नहीं हो जाता। ऊपर की छवि में, यह देखा जा सकता है कि यहां तक कि बर्फ के क्रिस्टल एक लटकती बूंद के अंदर तैरते हैं।
अज्ञात पदार्थ के पिघलने बिंदु का निर्धारण करना इसकी पहचान करने के लिए एक उत्कृष्ट परीक्षण है (जब तक कि इसमें कई अशुद्धियां न हों)।
यह भी पता चलता है कि ठोस बनाने वाले अणुओं के बीच बातचीत कितनी मजबूत है; जैसे-जैसे यह उच्च तापमान पर पिघलता है, इसकी अंतर-आणविक ताकतें उतनी ही मजबूत होंगी।
विलय क्या है?
संलयन में ठोस से तरल तक अवस्था का परिवर्तन होता है। तरल में अणुओं या परमाणुओं में उच्च औसत ऊर्जा होती है क्योंकि वे उच्च गति पर चलते हैं, कंपन करते हैं और घूमते हैं। नतीजतन, यह इंटरमॉलिक्युलर स्पेस में वृद्धि बनाता है और इसलिए वॉल्यूम में वृद्धि होती है (हालांकि पानी के मामले में ऐसा नहीं है)।
जैसे ठोस में अणु अधिक कॉम्पैक्ट व्यवस्था में होते हैं, उनके आंदोलन में स्वतंत्रता की कमी होती है, और उनकी औसत ऊर्जा कम होती है। होने वाले ठोस-तरल संक्रमण के लिए, ठोस के अणुओं या परमाणुओं को ऊष्मा को अवशोषित करके उच्च गति पर कंपन करना चाहिए।
जैसा कि यह कंपन करता है, अणुओं का एक सेट अलग हो जाता है जो पहली बूंद बनाने के लिए एक साथ आते हैं। और इसलिए, संलयन गर्मी के प्रभाव के कारण ठोस के पिघलने से ज्यादा कुछ नहीं है। तापमान जितना अधिक होगा, ठोस उतनी ही तेजी से पिघलेगा।
विशेष रूप से, संलयन ठोस के भीतर सुरंगों और छिद्रों के गठन का कारण बन सकता है। यह बच्चों के लिए एक समर्पित प्रयोग के माध्यम से प्रदर्शित किया जा सकता है।
ठोस मिश्रण और पायस के पिघलने
स्रोत: पिक्साबे
आइसक्रीम
पिघलने का तात्पर्य किसी पदार्थ या मिश्रण के ताप के पिघलने से है। हालांकि, इस शब्द का उपयोग अन्य पदार्थों के पिघलने को संदर्भित करने के लिए भी किया गया है जिन्हें कड़ाई से ठोस के रूप में वर्गीकृत नहीं किया गया है: इमल्शन।
आदर्श उदाहरण आइसक्रीम है। वे हवा और वसा (दूध, क्रीम, कोको, मक्खन, आदि) के साथ जमे हुए पानी (और कुछ में, क्रिस्टलीकृत) के पायस हैं।
आइसक्रीम पिघलती है या पिघलती है क्योंकि बर्फ अपने पिघलने बिंदु से अधिक हो जाती है, हवा बचना शुरू हो जाती है, और तरल अपने बाकी घटकों को खींचता है।
आइसक्रीम की रसायन विज्ञान अत्यंत जटिल है, और संलयन की परिभाषा पर विचार करते समय रुचि और जिज्ञासा का प्रतिनिधित्व करता है।
मीठी और नमकीन बर्फ
अन्य ठोस मिश्रणों के संबंध में, कोई भी विश्लेषणात्मक उद्देश्यों के लिए एक पिघलने बिंदु की ठीक से बात नहीं कर सकता है; यही है, यह एक या अधिक पदार्थों की पहचान के लिए एक निर्णायक मानदंड नहीं है। एक मिश्रण में, जैसा कि एक घटक पिघला देता है, अन्य तरल चरण में भंग कर सकते हैं, जो तिरछे तिरछे के विपरीत है।
उदाहरण के लिए, बर्फ पिघलते ही एक ठोस बर्फ-चीनी-नमक मिश्रण पूरी तरह से पिघल जाएगा। चूंकि चीनी और नमक पानी में बहुत घुलनशील होते हैं, इसलिए यह उन्हें घोल देगा, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि चीनी और नमक पिघल गए हैं।
उदाहरण
रसोईघर में
संलयन के कुछ सामान्य उदाहरण रसोई के भीतर पाए जा सकते हैं। चटनी, चॉकलेट, च्यूइंग गम और अन्य मिठाइयाँ पिघल जाती हैं अगर उन्हें धूप से सीधे गर्मी मिलती है, या यदि वे गर्म स्थानों में संलग्न हैं। कुछ कैंडीज, जैसे मार्शमॉलो, जानबूझकर उनके स्वाद के सर्वोत्तम आनंद के लिए पिघल जाती हैं।
कई व्यंजनों में कहा गया है कि एक या एक से अधिक अवयवों को पहले जोड़ा जाना चाहिए। पनीर, वसा और शहद (बहुत चिपचिपा) भी इन सामग्रियों में से हैं।
अलंकरणों में
कुछ स्थानों और वस्तुओं को सजाने के लिए, विभिन्न डिजाइनों के साथ धातु, कांच और सिरेमिक का उपयोग किया जाता है। ये अलंकरण किसी भवन की छत पर, कुछ दीवारों के कांच और मोज़ेक में, या जौहर के अंदर बिक्री के लिए वस्तुओं में देखे जा सकते हैं।
सभी ऐसी सामग्रियों से बने होते हैं जो बहुत अधिक तापमान पर पिघलते हैं, इसलिए उन्हें काम करने और उन्हें वांछित आकार देने के लिए पहले पिघलना या नरम होना चाहिए।
यह तब है कि गरमागरम लोहे का काम किया जाता है, जैसा कि हथियारों, औजारों और अन्य वस्तुओं के निर्माण में लोहार करते हैं। इसी तरह, संलयन विभिन्न द्रव्यमान अनुपात में दो या अधिक धातुओं को वेल्डिंग करके मिश्र धातुओं को प्राप्त करने की अनुमति देता है।
पिघले हुए कांच से आप सजावटी आंकड़े जैसे घोड़े, हंस, पुरुष और महिलाएं, यात्रा स्मृति चिन्ह आदि बना सकते हैं।
प्रकृति में
प्रकृति के पिघलने के मुख्य उदाहरण हिमखंडों के पिघलने में देखे जा सकते हैं; लावा में, ज्वालामुखियों के अंदर तीव्र गर्मी से पिघलती चट्टानों का मिश्रण; और ग्रह की पपड़ी में, जहां तरल धातुओं की उपस्थिति प्रबल होती है, विशेष रूप से लोहे की।
सबसे आम पदार्थों के पिघलने बिंदु
उनके संबंधित पिघलने बिंदुओं के साथ आम पदार्थों की एक श्रृंखला नीचे सूचीबद्ध है:
-इसे, 0IC
-पारफीन, ६५.६º सी
-चॉक्लेट्स, 15.6-36.1hC (ध्यान दें कि यह एक तापमान सीमा है, क्योंकि ऐसी चॉकलेट हैं जो कम या अधिक तापमान पर पिघलती हैं)
-प्लेमिटिक एसिड, 63ºC
-अगर, 85º सी
-फॉस्फोरस, 44º सी
-आलू, 658ºC
-कैल्शियम, 851ºC
-गोल्ड, 1083ºC
-कॉपर, 1083ºC
-इरॉन, 1530ºC
-मर्चरी; -39º सी (यह कमरे के तापमान पर तरल है)
-मेथेन गैस; -182º सी
-थेनॉल, -117º सी
-ग्राफाइट कार्बन, 4073ºC
-डायमंड कोयला, 4096ºC
जैसा कि देखा जा सकता है, आमतौर पर धातु, उनके धातुई बांड के कारण, सबसे अधिक पिघलने वाले बिंदु होते हैं। हालांकि, सहसंयोजक बांड होने के बावजूद कार्बन उनसे अधिक है, लेकिन बहुत स्थिर आणविक व्यवस्था के साथ।
मीथेन गैस और इथेनॉल जैसे छोटे, एपोलर अणु, कमरे के तापमान पर ठोस रहने के लिए दृढ़ता से बातचीत नहीं करते हैं।
बाकी से, ठोस के भीतर अंतः आणविक बातचीत की ताकत को इसके पिघलने बिंदु को मापने के द्वारा अनुमान लगाया जा सकता है। एक ठोस जो झुलसा देने वाले तापमान के साथ होता है, उसके पास एक बहुत ही स्थिर संरचना होनी चाहिए।
सामान्य तौर पर, नॉनपोलर सहसंयोजक ठोस में ध्रुवीय, आयनिक और धात्विक सहसंयोजक ठोसों की तुलना में कम गलनांक होता है।
बच्चों और किशोरों के लिए संलयन की व्याख्या करने का प्रयोग
रंगीन बर्फ के गुंबद
यह शायद बच्चों को संलयन समझाने के लिए सबसे कलात्मक और सरल प्रयोगों में से एक है। आप की जरूरत है:
-कुछ प्लेटें, इस तरह से जब उनमें पानी जमता है तो वे गुंबद बनाते हैं
-एक बड़ी ट्रे जो एक सतह को सुनिश्चित करने के लिए है जहां बर्फ कहर पैदा किए बिना पिघल सकती है
-साल्ट (बाजार में सबसे सस्ता हो सकता है)
-योग्य रंग, और उन्हें जोड़ने के लिए एक ड्रॉपर या एक चम्मच
एक बार जब बर्फ के गुंबद प्राप्त हो जाते हैं, और ट्रे पर रख दिया जाता है, तो उनकी सतह पर अपेक्षाकृत कम मात्रा में नमक डाला जाता है। बर्फ के साथ नमक का मात्र संपर्क पानी की नदियों का कारण होगा जो ट्रे को गीला कर देगा।
ऐसा इसलिए है क्योंकि बर्फ में नमक के लिए एक उच्च संबंध है, और एक समाधान होता है जिसका पिघलने बिंदु बर्फ की तुलना में कम है।
फूड कलरिंग की कुछ बूंदों को गुंबदों में मिलाया जाता है। रंग गुंबद की सुरंगों और उसके सभी छिद्रों में घुस जाएगा, इसके पिघलने के पहले परिणाम के रूप में। परिणाम बर्फ के अंदर फंसे रंगों का एक कार्निवल है।
अंत में, रंगकर्मी ट्रे में पानी में मिश्रण करेंगे, जो छोटे दर्शकों को एक और दृश्य तमाशा देगा।
थर्मल कैबिनेट
एक तापमान नियंत्रित कैबिनेट के भीतर, कई पदार्थों को गर्मी प्रतिरोधी कंटेनरों में रखा जा सकता है। इस प्रयोग का उद्देश्य किशोरों को यह दिखाना है कि प्रत्येक पदार्थ का अपना गलनांक होता है।
किन पदार्थों को चुना जा सकता है? तार्किक रूप से, न तो धातु और न ही लवण कैबिनेट में प्रवेश कर सकते हैं, क्योंकि वे 500 (C से ऊपर के तापमान पर पिघलते हैं (कैबिनेट पिघल जाएगा)।
इसलिए, पदार्थों की सूची से, जिन्हें 100 couldC से अधिक नहीं चुना जा सकता है, उदाहरण के लिए: पारा (यह मानते हुए कि कैबिनेट को -40ºC नीचे ठंडा किया जा सकता है), बर्फ, चॉकलेट, पैराफिन और पामिटिक एसिड।
किशोर (और बच्चे भी) पारा को धातु के काले तरल में बदल कर देखेंगे; और फिर सफेद बर्फ का पिघलना, चॉकलेट बार, पामिटिक एसिड और अंत में पैराफिन मोमबत्ती।
यह समझाने के लिए कि पैराफिन चॉकलेट से अधिक तापमान पर क्यों पिघलता है, इसकी संरचनाओं का विश्लेषण करना आवश्यक होगा।
यदि पैराफिन और पामिटिक एसिड दोनों कार्बनिक यौगिक हैं, तो पूर्व में भारी अणु, या अधिक ध्रुवीय अणु (या एक ही समय में दोनों) शामिल होना चाहिए। ऐसी टिप्पणियों का स्पष्टीकरण देते हुए छात्रों के लिए होमवर्क के रूप में छोड़ा जा सकता है।
संदर्भ
- वैन्ट हुल जे (24 जुलाई, 2012)। नमक और तरल पानी के रंग के साथ पिघलता बर्फ विज्ञान प्रयोग। से पुनर्प्राप्त: artfulparent.com
- टोबिन, डेक्लान। (2018)। बच्चों के लिए पिघलने बिंदु के बारे में मजेदार तथ्य। बच्चों के लिए आसान विज्ञान। से पुनर्प्राप्त: easyscienceforkids.com
- सारा। (2015, 11 जून)। बच्चों के लिए सरल विज्ञान प्रयोग: सूर्य में कौन से खरबूजे हैं? लड़कों और लड़कियों के लिए मितव्ययी मज़ा। से पुनर्प्राप्त: frugalfun4boys.com
- Whitten, डेविस, पेक और स्टेनली। (2008)। रसायन विज्ञान। (8 वां संस्करण।)। सेनगेज लर्निंग।
- h2g2। (03 अक्टूबर, 2017)। कुछ सामान्य पदार्थों के मेलिंग पॉइंट्स। से पुनर्प्राप्त: h2g2.com
- मुक्त विश्वविद्यालय। (2006/08/03)। गलनांक। से पुनर्प्राप्त: open.edu
- लुमेन, गैर-मेजर के लिए रसायन विज्ञान। (एस एफ)। गलनांक। से पुनर्प्राप्त किया गया: courses.lumenlearning.com
- गिलेस्पी, क्लेयर। (13 अप्रैल, 2018)। क्या कारक मेल्टिंग पॉइंट को प्रभावित करते हैं? Sciencing। से पुनर्प्राप्त: Sciencing.com