अस्थिरता क्या है? - रसायन विज्ञान - 2025

वाष्पीकरण एक गैसीय अवस्था या वाष्प राज्य के लिए एक तरल या ठोस एक रासायनिक परिवर्तित करने की प्रक्रिया है। एक ही प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले अन्य शब्द वाष्पीकरण, आसवन और उच्च बनाने की क्रिया हैं।

एक पदार्थ अक्सर वाष्पीकरण द्वारा दूसरे से अलग किया जा सकता है और फिर वाष्प संघनन द्वारा बरामद किया जा सकता है।

पदार्थ को अपने वाष्प के दबाव को बढ़ाने के लिए गर्म करके या एक अक्रिय गैस स्ट्रीम या वैक्यूम पंप का उपयोग करके वाष्प को हटाकर अधिक तेजी से वाष्पशील बनाया जा सकता है।

हीटिंग प्रक्रियाओं में इन पदार्थों को हस्तक्षेप करने वाले तत्वों से अलग करने के लिए पानी, पारा, या आर्सेनिक ट्राइक्लोराइड का वाष्पीकरण शामिल है।

रासायनिक अभिक्रियाओं का उपयोग कभी-कभी अस्थिर उत्पादों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, जैसे कि कार्बोनेट से कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई, नाइट्रोजन निर्धारण के लिए केजलदेल विधि में अमोनिया और स्टील में सल्फर के निर्धारण में सल्फर डाइऑक्साइड।

उच्च तापमान या अत्यधिक संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री की आवश्यकता होने पर सिवाय उतार-चढ़ाव के तरीकों को आमतौर पर बड़ी सरलता और ऑपरेशन में आसानी होती है, (लुई गॉर्डन, 2014)।

वाष्प दबाव वाष्पीकरण

यह जानकर कि पानी का उबलता तापमान 100 ° C है, क्या आपने कभी सोचा है कि वर्षा जल वाष्पित क्यों होता है?

क्या यह 100 ° C है? यदि हां, तो मैं गर्म क्यों नहीं हूं? क्या आपने कभी सोचा है कि शराब, सिरका, लकड़ी या प्लास्टिक की विशिष्ट सुगंध क्या देती है? (वाष्प दाब, SF)

इस सब के लिए जिम्मेदार एक संपत्ति है जिसे वाष्प दबाव के रूप में जाना जाता है, जो एक ही पदार्थ के ठोस या तरल चरण के साथ संतुलन में वाष्प द्वारा उत्सर्जित दबाव है।

इसके अलावा, ठोस या तरल पर वातावरण में पदार्थ का आंशिक दबाव (ऐनी मैरी हेलमेनस्टाइन, 2014)।

वाष्प का दबाव गैसीय या वाष्प की स्थिति में बदलने के लिए एक पदार्थ की प्रवृत्ति का एक उपाय है, अर्थात् पदार्थों की अस्थिरता का एक उपाय है।

जैसे-जैसे वाष्प दबाव बढ़ता है, तरल या ठोस की वाष्पीकरण की क्षमता अधिक होती है, इस प्रकार यह अधिक अस्थिर होता है।

तापमान के साथ वाष्प का दबाव बढ़ेगा। जिस तापमान पर तरल की सतह पर वाष्प का दबाव पर्यावरण द्वारा डाले गए दबाव के बराबर होता है, उसे तरल का क्वथनांक (एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका, 2017) कहा जाता है।

वाष्प दबाव समाधान में विलेय विलेय पर निर्भर करेगा (यह एक गुणात्मक गुण है)। समाधान (वायु-गैस इंटरफ़ेस) की सतह पर सबसे सतही अणु वाष्पित होते हैं, चरणों के बीच आदान-प्रदान करते हैं और वाष्प दबाव उत्पन्न करते हैं।

विलेय की उपस्थिति वाष्प के दबाव को कम करते हुए, इंटरफ़ेस में विलायक के अणुओं की संख्या को कम करती है।

चित्र 1: विलेय विलेय होने पर वाष्प के दबाव में कमी।

वाष्प दाब में परिवर्तन की गणना गैर-वाष्पशील विलेय के लिए राउल्ट के नियम से की जा सकती है जो निम्न द्वारा दिया गया है:

जहां विलेय को जोड़ने के बाद पी 1 वाष्प का दबाव है, वहीं एक्स 1 विलेय का मोल अंश है और पी ° शुद्ध विलायक का वाष्प दाब है। यदि विलेय और विलायक के मोल अंशों का योग 1 है तो हमारे पास है:

जहां X2 विलायक का मोल अंश है। यदि हम समीकरण के दोनों किनारों को P ° से गुणा करते हैं तो यह रहता है:

प्रतिस्थापन (1) में (3) है:

(4)

यह वाष्प के दबाव में भिन्नता है जब एक विलेय घुल जाता है (जिम क्लार्क, 2017)।

भारात्मक विश्लेषण

Gravimetric विश्लेषण प्रयोगशाला तकनीकों का एक वर्ग है जिसका उपयोग द्रव्यमान में परिवर्तन को मापकर किसी पदार्थ के द्रव्यमान या एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

जिस रसायन की हम मात्रा निर्धारित करने की कोशिश कर रहे हैं, उसे कभी-कभी विश्लेषण कहा जाता है। हम इस तरह के सवालों का जवाब देने के लिए गुरुत्वाकर्षण विश्लेषण का उपयोग कर सकते हैं:

• एक समाधान में विश्लेषण की एकाग्रता क्या है?
• हमारा नमूना कितना शुद्ध है? यहाँ नमूना एक ठोस या समाधान में हो सकता है।

गुरुत्वाकर्षण विश्लेषण के दो सामान्य प्रकार हैं। दोनों में बाकी के मिश्रण से अलग करने के लिए विश्लेषण के चरण को बदलना शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप द्रव्यमान में बदलाव होता है।

इन तरीकों में से एक है ग्रेविमेट्री की वर्षा, लेकिन एक जो वास्तव में हमें रुचिकर है, वह है वोल्टेलाइजेशन ग्रेविमेट्री।

Volatization gravimetry नमूना पर थर्मामीटर या रासायनिक रूप से विघटित और इसके द्रव्यमान में परिणामी परिवर्तन को मापने पर आधारित है।

वैकल्पिक रूप से, हम एक अस्थिर अपघटन उत्पाद को पकड़ सकते हैं और उसका वजन कर सकते हैं। चूँकि एक वाष्पशील प्रजाति का विमोचन इन विधियों का एक अनिवार्य हिस्सा है, हम सामूहिक रूप से इन्हें वाष्पीकरण ग्रैविमीटर विश्लेषण विधियों (हार्वे, 2016) के रूप में वर्गीकृत करते हैं।

Gravimetric विश्लेषण समस्याएं बस कुछ अतिरिक्त चरणों के साथ स्टोइकोमेट्री समस्याएं हैं।

किसी भी stoichiometric गणना करने के लिए, हमें संतुलित रासायनिक समीकरण के गुणांक की आवश्यकता है।

उदाहरण के लिए, यदि किसी नमूने में बेरियम क्लोराइड डाइहाइड्रेट (BaCl ₂ H ₂ O) अशुद्धियाँ हैं, तो पानी को वाष्पित करने के लिए नमूने को गर्म करके अशुद्धियों की मात्रा प्राप्त की जा सकती है।

मूल नमूने और गर्म नमूने के बीच द्रव्यमान में अंतर हमें ग्राम में, बेरियम क्लोराइड में निहित पानी की मात्रा देगा।

एक साधारण स्टोइकोमेट्रिक गणना के साथ, नमूने में अशुद्धियों की मात्रा प्राप्त की जाएगी (खान, 2009)।

आंशिक आसवन

भिन्नात्मक आसवन एक प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक तरल मिश्रण के घटकों को उनके अलग-अलग क्वथनांक के अनुसार अलग-अलग भागों (भिन्न कहा जाता है) में विभाजित किया जाता है।

मिश्रण में यौगिकों की अस्थिरता में अंतर उनके अलगाव में एक मौलिक भूमिका निभाता है।

भिन्नात्मक आसवन का उपयोग रसायनों को शुद्ध करने के लिए किया जाता है और उनके घटकों को प्राप्त करने के लिए मिश्रण को अलग करने के लिए भी किया जाता है। यह प्रयोगशाला तकनीक के रूप में और उद्योग में उपयोग किया जाता है, जहां प्रक्रिया बहुत वाणिज्यिक महत्व की है।

एक उबलते समाधान से वाष्प को एक लंबे स्तंभ के माध्यम से पारित किया जाता है, जिसे एक अंश स्तंभ कहा जाता है।

संघनन और वाष्पीकरण के लिए अधिक सतह क्षेत्र प्रदान करके अलगाव को बेहतर बनाने के लिए स्तंभ को प्लास्टिक या कांच के मोतियों के साथ पैक किया जाता है।

चित्रा 2: प्रयोगशाला में भिन्नात्मक आसवन के लिए सेटअप।

स्तंभ का तापमान धीरे-धीरे अपनी लंबाई के साथ घटता जाता है। स्तंभ पर एक उच्च क्वथनांक संघनक वाले घटक और समाधान पर लौटते हैं।

कम क्वथनांक (अधिक अस्थिर) वाले घटक स्तंभ से गुजरते हैं और शीर्ष के पास एकत्रित होते हैं।

सैद्धांतिक रूप से, अधिक मोती या प्लेट होने से अलगाव में सुधार होता है, लेकिन प्लेटों को जोड़ने से आसवन को पूरा करने के लिए आवश्यक समय और ऊर्जा भी बढ़ जाती है (हेलमेनस्टाइन, 2016)।

संदर्भ

1. ऐनी मैरी हेल्मेनस्टाइन। (2014, 16 मई)। वाष्प दाब की परिभाषा सोचाco.com से बरामद।
2. एनसाइक्लोपीडिया ब्रिटानिका। (2017, 10 फरवरी)। वाष्प दबाव। Britannica.com से पुनर्प्राप्त।
3. हार्वे, डी। (2016, 25 मार्च)। Volatization Gravimetry। Chem.libretexts से पुनर्प्राप्त।
4. हेल्मेनस्टाइन, एएम (2016, 8 नवंबर)। आंशिक आसवन परिभाषा और उदाहरण। सोचाco.com से बरामद।
5. जिम क्लार्क, आईएल (2017, 3 मार्च)। राउल्ट का नियम। Chem.libretexts से पुनर्प्राप्त।
6. खान, एस। (2009, 27 अगस्त)। ग्रेविमिट्रिक विश्लेषण का परिचय: अस्थिरता ग्रेविमेट्री। खानक अकादमी से बरामद।
7. लुई गॉर्डन, आरडब्ल्यू (2014)। Accessscience.com से पुनर्प्राप्त किया गया।
8. वाष्प दबाव। (एस एफ)। Chem.purdue.edu से पुनर्प्राप्त किया गया।