क्वथनांक: अवधारणा, गणना और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

क्वथनांक तापमान जिस पर तरल का वाष्प दाब कमरे या डिब्बे में वायुमंडलीय दबाव के बराबर है। तरल वाष्प में बदल जाता है। इस चरण के दौरान, बुलबुले दिखाई देते हैं जो तरल की सतह की ओर बढ़ते हैं और हवा में बच जाते हैं।

दूसरी ओर, सामान्य या मानक क्वथनांक वह तापमान होता है जिस पर समुद्र के स्तर पर एक तरल उबलता है; यह दबाव के एक वातावरण (101.325 केपीए) पर है। इस बीच, IUPAC (1982) उबलते बिंदु को उस तापमान के रूप में परिभाषित करता है जिस पर एक तरल पदार्थ 100,000 kPa के दबाव में उबलता है।

सभी तरल पदार्थ उबलने लगेंगे क्योंकि उनका वाष्प दबाव बाहरी दबाव के बराबर होगा। स्रोत: फ़्लिकर के माध्यम से एरविन्स स्ट्रुहमानिस (https://www.flickr.com/photos/ervins_strauhmanis/18775075796)

पानी का सामान्य क्वथनांक 99.97 boC है। लेकिन, माउंट एवरेस्ट के शिखर पर, समुद्र तल से 8,848 मीटर और 34 kPa के वायुमंडलीय दबाव से अधिक ऊंचाई पर, यह 71.C है। 100.00 kPa (1 बार) के दबाव में IUPAC ने मानक उबलते बिंदु की सिफारिश की है जो 99.61 atC है।

ऊपर से यह निम्नानुसार है कि वायुमंडलीय दबाव उबलते बिंदु के मूल्य में एक निर्धारित कारक है, क्योंकि यह दबाव है कि एक तरल को उबालने के लिए पहुंचना चाहिए। वायुमंडलीय दबाव जितना अधिक तरल के संपर्क में आता है, उतनी ही अधिक उबलते बिंदु होता है। विपरीत भी सत्य है।

क्वथनांक की गणना कैसे करें?

उदाहरण के रूप में पानी लेना, उबलते बिंदु के मूल्य की गणना करने का एक सरल तरीका है इसके किसी एक गुण का उपयोग करना; अर्थात्, जलीय घोल में विलेय की उपस्थिति के कारण इसके क्वथनांक में वृद्धि होती है।

पानी के उबलने के बिंदु पानी के अणुओं और विलेय अणुओं के बीच बातचीत के कारण, विलेय के जोड़ के साथ बढ़ जाते हैं।

पानी के क्वथनांक में वृद्धि निम्न गणितीय अभिव्यक्ति द्वारा दी गई है:

ΔT _ई = के _ई एम

ΔT _ई = क्वथनांक भिन्नता

के _ई = लगातार उबलते हुए

पहला कदम

NaCl के मोल्स की गणना:

NaCl का मोल = 30 ग्राम / (58.5 ग्राम / मोल)

= 0.513 मोल

दूसरा कदम

समाधान की मॉलिटी की गणना:

NaCl का 0.513 मोल 300 ग्राम पानी में घुल जाता है। समाधान की मॉलिटी प्राप्त करने के लिए, NaCl के मोल्स को 1,000 ग्राम (किग्रा) में लाया जाता है।

विलेय / किलों पानी की मात्रा (मोलिटी) = (0.513 मोल / 300 ग्राम पानी) · (1000 ग्राम पानी / किग्रा)

= 1.71 मोल / किग्रा पानी

तीसरा चरण

NaCl को जोड़ने के कारण क्वथनांक वृद्धि की गणना:

ΔT _ई = एमके _ई

OfT _e = 1.71 (mol / kg पानी) · 0.52 (C · (kg / kg पानी)

= 0.889 ºC

चौथा चरण

NaCl समाधान के क्वथनांक की गणना:

T _e NaCl = T _e H ₂ O + eTe

= 100 +C + 0.889 +C

= 100.889 ºC

क्वथनांक के उदाहरण

पानी

पानी का सामान्य क्वथनांक 99.97 boC है। यह मान इसके अणु के छोटे आकार को देखते हुए अपेक्षाकृत अधिक है। हालांकि, इसकी असामान्य ध्रुवीयता और पड़ोसी या संबंधित अणुओं के साथ हाइड्रोजन बांड स्थापित करने की इसकी क्षमता से समझाया गया है।

हाइड्रोजन परमाणु की तुलना में ऑक्सीजन परमाणु का इलेक्ट्रॉनों के लिए उच्च संबंध है। इसलिए, ओएच सहसंयोजक बंधन के इलेक्ट्रॉन ऑक्सीजन की ओर बढ़ते हैं, इसे नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है; जबकि हाइड्रोजन परमाणु, सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है।

इसके परिणामस्वरूप, पानी के अणु द्विध्रुवीय होते हैं जो अन्य पानी के अणुओं के साथ बातचीत कर सकते हैं, एक अंतः आणविक बल का निर्माण करते हैं जो उबलते बिंदु में वृद्धि में योगदान देता है। इसके अलावा, पानी अन्य पानी के अणुओं (एच ₂ ओ-एचओएच) के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने के लिए ऑक्सीजन परमाणु का उपयोग करता है ।

शराब

अल्कोहल की संरचना में OH समूह होते हैं। ये समूह ध्रुवीय हैं, जो समान अणुओं के बीच द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय अंतःक्रिया उत्पन्न करता है। अल्कोहल भी हाइड्रोजन बांड बना सकते हैं। ये दोनों इंटरैक्शन इंटरमॉलिक्युलर बलों में मुख्य योगदान का प्रतिनिधित्व करते हैं।

ये बल बताते हैं कि अल्कोहल के क्वथनांक इसी हाइड्रोकार्बन से अधिक क्यों हैं। अल्कोहल में उबलते बिंदुओं को निर्धारित करने वाले मुख्य कारक आणविक द्रव्यमान और इसकी संरचना हैं।

उबलते बिंदु कार्बन परमाणुओं की बढ़ती संख्या के साथ बढ़ता है और शाखाओं में बंटने के साथ घटता है। उदाहरण के लिए: इथेनॉल का क्वथनांक 78.37 ° C होता है, लेकिन मेथनॉल का क्वथनांक 66 ° C होता है, और आइसोप्रोपिल अल्कोहल का क्वथनांक 80.3 ° C होता है।

तेल

तेल उबलने या क्वथनांक तक पहुंचने से पहले गर्म होने पर विघटित हो जाता है, इसलिए उनके क्वथनांक के अनुमान डरावने और अभेद्य होते हैं। सोयाबीन तेल के लिए अनुमानित क्वथनांक 300.C है।

उबलते बिंदुओं के बजाय, इसके धुएं या बर्न पॉइंट की सूचना दी जाती है। ये एक निश्चित तापमान पर तेल गर्म करने से प्राप्त होते हैं, जिस पर एक धुँआदार धुँआ दिखाई देता है, जो तेल के सड़ने की शुरुआत का संकेत देता है।

कुछ तेलों के धूम्रपान बिंदु के उदाहरण निम्नलिखित हैं: बादाम का तेल 221;C; कैनोला तेल 220 डिग्री सेल्सियस; नारियल तेल 232 डिग्री सेल्सियस; और जैतून का तेल (कुंवारी) 210 iveC।

सोना

सोना एक कीमती धातु है जिसका घनत्व 19.32 ग्राम / सेमी ^{3 है} । यह धातु के बंधन की उपस्थिति के कारण उच्च उबलते बिंदु है। हालांकि, इसके क्वथनांक के लिए बताए गए मूल्यों के बीच विसंगतियां हैं, जो शायद अध्ययन के अधीन सोने के नमूनों की शुद्धता की डिग्री में अंतर को दर्शाते हैं।

दूध

दूध एक जलीय घोल है जो विभिन्न प्रकृति और संरचना के विलेय को प्रस्तुत करता है; लवण, शर्करा, प्रोटीन, लिपिड, अमीनो एसिड, आदि। दूध का क्वथनांक पानी की तुलना में थोड़ा अधिक होता है, आत्मीयता के कारण ये यौगिक पानी के साथ होते हैं, जिससे इसे वाष्पित करना अधिक कठिन हो जाता है।

चीनी

ग्लूकोज का पिघलने बिंदु 146 whichC है, जो ग्लूकोज के अपघटन बिंदु से मेल खाता है। इसलिए, आपको इसका क्वथनांक नहीं मिल सकता है। सुक्रोज, टेबल शुगर के साथ भी यही स्थिति होती है, जिसमें 186 andC का गलनांक और 186 andC का अपघटन बिंदु होता है।

गलनांक वह तापमान होता है जिस पर एक तत्व या रासायनिक यौगिक ठोस अवस्था से तरल अवस्था में जाता है। इसलिए, जब चीनी सड़ जाती है, तो इसके क्वथनांक को निर्धारित करने के लिए कोई स्थिर तरल नहीं होता है।

लोहा

लोहे का क्वथनांक 2,861 ironC है। इस उच्च मूल्य को धातु परमाणुओं के बीच आकर्षक बल पर काबू पाने के लिए आवश्यक बड़ी मात्रा में ऊर्जा द्वारा समझाया गया है। इसके अलावा, कई इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों को धातु की वेब जैसी संरचना के कारण दूर करने की आवश्यकता होती है।

संदर्भ

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