- क्वथनांक क्या है?
- क्वथनांक की गणना कैसे की जाती है?
- क्वथनांक के उदाहरण
- गलनांक
- हिमांक बिन्दू
- पानी का गलनांक और क्वथनांक
हम बताते हैं कि क्वथनांक क्या है और इसकी गणना कैसे की जाती है। क्वथनांक के उदाहरण। पिघलने और हिमांक बिंदु।
क्वथनांक क्या है?
क्वथनांक है तापमान जिससे दबाव भाप से तरल (एक निश्चित तापमान पर एक बंद प्रणाली में तरल चरण पर गैस चरण द्वारा लगाया गया दबाव) तरल के आसपास के दबाव के बराबर होता है। जब ऐसा होता है, तरल गैस में बदल जाता है।
क्वथनांक एक ऐसी संपत्ति है जो परिवेश के दबाव पर दृढ़ता से निर्भर करती है। बहुत अधिक दबाव के अधीन एक तरल का क्वथनांक अधिक होगा यदि हम इसे कम दबाव के अधीन करते हैं, अर्थात उच्च दबाव के अधीन होने पर इसे वाष्पित होने में अधिक समय लगेगा। इन क्वथनांक भिन्नताओं के कारण, IUPAC ने मानक क्वथनांक को परिभाषित किया: यह वह तापमान है जिस पर एक तरल 1 बार के दबाव में वाष्प में बदल जाता है।
एक महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि किसी पदार्थ के क्वथनांक को अनिश्चित काल तक नहीं बढ़ाया जा सकता है। जब हम किसी द्रव के क्वथनांक को पार करने के लिए उसका तापमान बढ़ाते हैं और फिर भी उसे बढ़ाना जारी रखते हैं, तो हम "क्रिटिकल तापमान" नामक तापमान पर पहुंच जाते हैं। महत्वपूर्ण तापमान वह तापमान है जिसके ऊपर दबाव बढ़ाकर गैस को तरल में नहीं बदला जा सकता है, अर्थात इसे द्रवीभूत नहीं किया जा सकता है। इस तापमान पर, कोई परिभाषित तरल चरण या वाष्प चरण नहीं होता है।
प्रत्येक पदार्थ के लिए क्वथनांक अलग होता है। यह गुण के आणविक द्रव्यमान पर निर्भर करता है पदार्थ और अंतर-आणविक बलों का प्रकार जो यह प्रस्तुत करता है (हाइड्रोजन बंधन, स्थायी द्विध्रुवीय, प्रेरित द्विध्रुवीय), जो बदले में इस बात पर निर्भर करता है कि पदार्थ ध्रुवीय सहसंयोजक है या गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक (गैर-ध्रुवीय)।
जब किसी पदार्थ का तापमान उसके क्वथनांक से नीचे होता है, तो उसका केवल एक भाग होता है अणुओं इसकी सतह पर स्थित होगा ऊर्जा तरल के सतह तनाव को तोड़ने और वाष्प चरण में भागने के लिए पर्याप्त है। दूसरी ओर, जब सिस्टम को गर्मी की आपूर्ति की जाती है, तो में वृद्धि होती है एन्ट्रापी प्रणाली की (प्रणाली के कणों के विकार की प्रवृत्ति)।
क्वथनांक की गणना कैसे की जाती है?
क्लॉसियस-क्लैपेरॉन समीकरण का उपयोग करते हुए, एकल घटक से बनी प्रणाली के चरण संक्रमणों को चित्रित किया जा सकता है। इस समीकरण का उपयोग पदार्थों के क्वथनांक की गणना के लिए किया जा सकता है और इसे निम्नानुसार लागू किया जाता है:
कहां:
P1 दबाव 1 बार के बराबर है, या वायुमंडल में (0.986923 atm)
T1 घटक का क्वथनांक (क्वथनांक) है, जिसे 1 बार (P1) के दबाव में मापा जाता है और केल्विन (K) डिग्री में व्यक्त किया जाता है।
P2 बार या एटीएम में व्यक्त घटक का वाष्प दबाव है।
T2 घटक तापमान (डिग्री केल्विन में व्यक्त) है जिस पर वाष्प दबाव P2 मापा जाता है।
H का एन्थैल्पी परिवर्तन है वाष्पीकरण गणना की जा रही तापमान सीमा से अधिक औसत। इसे J/mol या ऊर्जा की समकक्ष इकाइयों में व्यक्त किया जाता है।
R 8.314 J / Kmol . के बराबर गैस स्थिरांक है
ln प्राकृतिक लघुगणक है
क्वथनांक (क्वथनांक) T1 साफ हो जाता है
क्वथनांक के उदाहरण
सामान्य दबाव की स्थिति (1 एटीएम) के तहत कुछ ज्ञात और दर्ज क्वथनांक इस प्रकार हैं:
- पानी: 100 C
- हीलियम: -268.9 C
- हाइड्रोजन: -252.8 C
- कैल्शियम: 1484 C
- बेरिलियम: 2471 C
- सिलिकॉन: 3265 C
- ग्रेफाइट के रूप में कार्बन: 4827 ºC
- बोरॉन: 3927 C
- मोलिब्डेनम: 4639 C
- आज़मियम: 5012 C
- टंगस्टन: 5930 C
गलनांक
गलनांक वह तापमान है जिस पर कोई पदार्थ ठोस से तरल अवस्था में परिवर्तित होता है।
वह तापमान जिस पर कोई ठोस द्रव में बदल जाता है, गलनांक कहलाता है और ठोस-तरल चरण संक्रमण के दौरान तापमान स्थिर रहता है। इस मामले में, सिस्टम को तब तक गर्मी की आपूर्ति की जाती है जब तक कि इसका तापमान सिस्टम के लिए पर्याप्त रूप से बढ़ न जाए गति उनके कणों ठोस संरचना में अधिक होता है, जिसके कारण वे अलग हो जाते हैं और तरल चरण की ओर प्रवाहित हो जाते हैं।
गलनांक भी दबाव पर निर्भर करता है और आम तौर पर पदार्थ के हिमांक के बराबर होता है (जिस पर पर्याप्त ठंडा होने पर तरल ठोस हो जाता है) पदार्थों.
हिमांक बिन्दू
हिमांक बिंदु गलनांक के विपरीत होता है, अर्थात वह तापमान जिस पर एक तरल सिकुड़ता है, उसके कण गति खो देते हैं और एक प्राप्त कर लेते हैं संरचना सख्त, विरूपण प्रतिरोधी और आकार स्मृति (पदार्थों के लिए अद्वितीय) ठोस अवस्था) अर्थात् यह वह तापमान है जिस पर द्रव ठोस में बदल जाता है। विलय की आपूर्ति की आवश्यकता है कैलोरी ऊर्जा सिस्टम के लिए, जबकि ठंड के लिए गर्मी ऊर्जा (शीतलन) को हटाने की आवश्यकता होती है।
दूसरी ओर, हिमांक बिंदु भी दबाव पर निर्भर करता है। एक उदाहरण यह है कि क्या होता है जब पानी को 0ºC से 1 atm के तापमान पर ठंडा किया जाता है, जब यह जम जाता है और बर्फ में बदल जाता है। यदि इसे 1 एटीएम से बहुत अलग दबाव में ठंडा किया जाता है, तो परिणाम बहुत भिन्न हो सकता है, उदाहरण के लिए, यदि दबाव बहुत अधिक है, तो इसे जमने में समय लग सकता है, क्योंकि इसका हिमांक कम हो जाता है।
पानी का गलनांक और क्वथनांक
पदार्थों के गलनांक और क्वथनांक को मापते समय अक्सर पानी का उपयोग मानक के रूप में किया जाता है। सामान्य शब्दों में, सामान्य दबाव पर, इसका क्वथनांक 100ºC होता है और इसका गलनांक 0ºC (बर्फ के मामले में) होता है। यह उन मामलों में बहुत भिन्न हो सकता है जहां पानी इसमें अन्य पदार्थ घुलते हैं, तरल या ठोस, जैसे समुद्री जल, लवणों से भरपूर, जो इसके भौतिक और रासायनिक गुणों को संशोधित करता है।
दबाव का प्रभाव भी बहुत ध्यान देने योग्य है। यह ज्ञात है कि 1 बजे पानी का क्वथनांक 100 C होता है, लेकिन इसे 0.06 atm तक ले जाने पर हमें यह जानकर आश्चर्य होगा कि क्वथनांक 0 C (ठंड के बजाय) पर होता है।