वियोजन (रसायन विज्ञान)

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Dissociation of Gomberg's dimer

Dissociation diagram of phosphoric acid

रसायन विज्ञान में पृथक्करण एक सामान्य प्रक्रिया है जिसमें अणु (या आयनिक यौगिक जैसे नमक (रसायन विज्ञान), या समन्वय परिसर) अलग होते हैं या अन्य चीजों जैसे परमाणु, आयन, या कट्टरपंथी (रसायन) में विभाजित होते हैं, आमतौर पर एक प्रतिवर्ती तरीके से। उदाहरण के लिए, जब एक अम्ल पानी में घुल जाता है, तो वैद्युतीयऋणात्मकता परमाणु और हाइड्रोजन परमाणु के बीच एक सहसंयोजक बंधन हेटरोलिटिक विखंडन से टूट जाता है, जो एक प्रोटॉन (एच) देता है।⁺) और एक नकारात्मक आयन। पृथक्करण संघ या पुनर्संयोजन के विपरीत है।

पृथक्करण स्थिरांक

Main article: Dissociation constant

एक रासायनिक संतुलन में प्रतिवर्ती पृथक्करण के लिए

${\ce {AB <=> A + B}}$

पृथक्करण स्थिरांक K_d असंगठित यौगिक से पृथक्कृत का अनुपात है

$K_{d}=\mathrm {\frac {[A][B]}{[AB]}}$

जहां ब्रैकेट प्रजातियों के संतुलन सांद्रता को दर्शाता है।

पृथक्करण डिग्री

हदबंदी की डिग्री $\alpha$ मूल विलेय अणुओं का वह अंश है जो वियोजित हो चुका है। यह आमतौर पर ग्रीक प्रतीक α द्वारा इंगित किया जाता है। अधिक सटीक रूप से, पृथक्करण की डिग्री आयनों या रेडिकल्स प्रति मोल में विलेय की मात्रा को संदर्भित करती है। बहुत मजबूत अम्ल और क्षार के मामले में, वियोजन की डिग्री 1 के करीब होगी। कम शक्तिशाली अम्ल और क्षार में वियोजन की मात्रा कम होगी। इस पैरामीटर और वांट हॉफ कारक के बीच एक सरल संबंध है$i$. यदि विलेय पदार्थ में अलग हो जाता है $n$ आयन, फिर

$i=1+\alpha (n-1)$

उदाहरण के लिए, निम्नलिखित हदबंदी के लिए

${\ce {KCl <=> K+ + Cl-}}$

जैसा $n=2$, हमारे पास वह होगा $i=1+\alpha$.

लवण

See also: Solubility equilibrium

सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल के पानी में घुलने और अलग होने का वीडियो

एक विलयन (रसायन विज्ञान), जैसे कि पानी (अणु) में लवण के पृथक्करण का अर्थ है आयनों और धनायनों का पृथक्करण। विलायक के वाष्पीकरण द्वारा नमक को पुनः प्राप्त किया जा सकता है।

एक इलेक्ट्रोलाइट एक पदार्थ को संदर्भित करता है जिसमें मुक्त आयन होते हैं और इसका उपयोग विद्युत प्रवाहकीय माध्यम के रूप में किया जा सकता है। अधिकांश विलेय एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट में अलग नहीं होता है, जबकि एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट में विलेय का एक उच्च अनुपात मुक्त आयन बनाने के लिए अलग हो जाता है।

एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट एक ऐसा पदार्थ है जिसका विलेय ज्यादातर अणुओं के रूप में मौजूद होता है (जिन्हें अविघटित कहा जाता है), आयनों के रूप में केवल एक छोटा सा अंश होता है। सिर्फ इसलिए कि कोई पदार्थ आसानी से नहीं घुलता है, यह उसे कमजोर इलेक्ट्रोलाइट नहीं बनाता है। एसीटिक अम्ल (CH₃COOH) और अमोनियम (NH+4) अच्छे उदाहरण हैं। एसिटिक एसिड पानी में अत्यंत घुलनशील है, लेकिन अधिकांश यौगिक अणुओं में घुल जाते हैं, जिससे यह एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट बन जाता है। कमजोर आधार और कमजोर एसिड आमतौर पर कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं। एक जलीय घोल में कुछ होगा CH₃COOH और कुछ CH₃COO⁻ और H⁺.

एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट एक विलेय है जो पूरी तरह से या लगभग पूरी तरह से आयनों के रूप में समाधान में मौजूद है। फिर से, एक इलेक्ट्रोलाइट की ताकत को अणुओं के बजाय आयनों के विलेय के प्रतिशत के रूप में परिभाषित किया जाता है। प्रतिशत जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोलाइट उतना ही मजबूत होगा। इस प्रकार, भले ही कोई पदार्थ बहुत घुलनशील न हो, लेकिन आयनों में पूरी तरह से अलग हो जाता है, पदार्थ को एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट के रूप में परिभाषित किया जाता है। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट पर भी यही तर्क लागू होता है। मजबूत एसिड और बेस अच्छे उदाहरण हैं, जैसे एचसीएल और H₂SO₄. ये सभी जलीय माध्यम में आयनों के रूप में मौजूद रहेंगे।

गैसें

गैसों में पृथक्करण की डिग्री प्रतीक द्वारा निरूपित की जाती है $\alpha$, कहाँ $\alpha$ गैस अणुओं के प्रतिशत को संदर्भित करता है जो अलग हो जाते हैं। के बीच विभिन्न संबंध $K_{p}$ और $\alpha$ समीकरण के स्तुईचिओमेटरी के आधार पर मौजूद है। डाइनाइट्रोजन टेट्रोक्साइड का उदाहरण (N₂O₄) नाइट्रोजन डाइऑक्साइड को अलग करना (NO₂) वहां ले जाया जाएगा।

${\ce {N2O4 <=> 2NO2}}$

यदि डाइनाइट्रोजन टेट्रोक्साइड की प्रारंभिक सांद्रता 1 मोल (यूनिट) प्रति लीटर है, तो यह कम हो जाएगी $\alpha$ स्टोइकोमेट्री द्वारा संतुलन देने पर, $2\alpha$ के मोल NO₂. संतुलन स्थिरांक (दबाव के संदर्भ में) समीकरण द्वारा दिया जाता है

$K_{p}={\frac {{\ce {p(NO2)^2}}}{{\ce {p(N2O4)}}}}$

कहाँ $\mathrm {p}$ आंशिक दबाव का प्रतिनिधित्व करता है। इसलिए, आंशिक दबाव और उपयोग की परिभाषा के माध्यम से $\mathrm {p_{T}}$ कुल दबाव का प्रतिनिधित्व करने के लिए और $\mathrm {x}$ तिल अंश का प्रतिनिधित्व करने के लिए;

$K_{p}={\frac {\ce {{p_{T}}^{2}(x(NO2))^{2}}}{\ce {p_{T}\cdot x(N2O4)}}}={\frac {\ce {p_{T}(x(NO2))^{2}}}{\ce {x(N2O4)}}}$

संतुलन पर मोल्स की कुल संख्या है $(1-\alpha )+(2\alpha ),$ जो बराबर है $1+\alpha .$ इस प्रकार, तिल अंशों को वास्तविक मानों के साथ प्रतिस्थापित करना $\alpha$ और सरलीकरण;

$K_{p}={\frac {{\ce {p_T(4\alpha^2)}}}{(1+\alpha )(1-\alpha )}}={\frac {{\ce {p_T(4\alpha^2)}}}{1-\alpha ^{2}}}$

यह समीकरण ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार है। $K_{p}$ तापमान के साथ स्थिर रहेगा। सिस्टम में दबाव जोड़ने से के मूल्य में वृद्धि होगी $\mathrm {p_{T}}$ इसलिए $\alpha$ रखने के लिए घटाना चाहिए $K_{p}$ नियत। वास्तव में, संतुलन के दबाव में वृद्धि बायीं ओर एक बदलाव का पक्ष लेती है जो डिनाइट्रोजन टेट्रोक्साइड के गठन के पक्ष में है (जैसा कि संतुलन के इस तरफ दबाव कम होता है क्योंकि दबाव मोल्स की संख्या के समानुपाती होता है) इसलिए पृथक्करण की सीमा कम हो जाती है $\alpha .$

जलीय घोल में अम्ल

Main article: Acid dissociation constant

जल विलायक में एक अम्ल की प्रतिक्रिया को अक्सर पृथक्करण के रूप में वर्णित किया जाता है

${\ce {HA <=> H+ + A-}}$

जहाँ HA एक प्रोटॉन अम्ल है जैसे एसिटिक अम्ल, CH₃कूह। दोहरे तीर का अर्थ है कि यह एक संतुलन प्रक्रिया है, जिसमें पृथक्करण और पुनर्संयोजन एक ही समय में होता है। इसका तात्पर्य है कि अम्ल पृथक्करण स्थिरांक

$K_{\ce {a}}={\ce {\frac {[H^{+}][A^{-}]}{[HA]}}}$

हालांकि ब्रोन्स्टेड-लोरी एसिड-बेस सिद्धांत द्वारा एक अधिक सटीक विवरण प्रदान किया गया है, जो निर्दिष्ट करता है कि प्रोटॉन एच + समाधान में मौजूद नहीं है, लेकिन इसके बजाय हाइड्रोनियम आयन एच बनाने के लिए एक पानी के अणु द्वारा स्वीकार किया जाता है।₃O⁺.

प्रतिक्रिया इसलिए अधिक सही ढंग से लिखी गई है

${\ce {HA + H2O <=> H3O+ + A-}}$

और आयनीकरण या आयनों के गठन के रूप में बेहतर वर्णित (उस मामले के लिए जब HA का कोई शुद्ध प्रभार नहीं है)। संतुलन स्थिरांक तब है

$K_{\ce {a}}={\ce {\frac {[H_{3}O^{+}][A^{-}]}{[HA]}}}$

कहाँ ${\ce {[H_2O]}}$ शामिल नहीं है क्योंकि पतला समाधान में विलायक अनिवार्य रूप से एक शुद्ध तरल है जिसमें एक की थर्मोडायनामिक गतिविधि होती है।

क_a वियोजन स्थिरांक को अलग-अलग नाम दिया गया है, एक एसिड आयनीकरण स्थिरांक, एक अम्लता स्थिरांक या एक आयनीकरण स्थिरांक। यह एसिड की ताकत के संकेतक के रूप में कार्य करता है: मजबूत एसिड में उच्च K होता है_a मूल्य (और एक कम pK_a कीमत)।

विखंडन

एक अणु का विखंडन (रसायन विज्ञान) हेटेरोलिसिस (रसायन विज्ञान) या होमोलिसिस (रसायन विज्ञान) की प्रक्रिया द्वारा हो सकता है।

रिसेप्टर्स

रिसेप्टर (जैव रसायन) प्रोटीन होते हैं जो छोटे लिगेंड को बांधते हैं। पृथक्करण स्थिरांक K_d रिसेप्टर को लिगैंड की आत्मीयता (फार्माकोलॉजी) के संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है। रिसेप्टर के लिए लिगैंड की आत्मीयता जितनी अधिक होगी, K उतना ही कम होगा_d मान (और उच्चतर pK_d कीमत)।

यह भी देखें

• बंधन-पृथक्करण ऊर्जा
• प्रकाशविघटन, फोटॉनों द्वारा अणुओं का पृथक्करण (प्रकाश, गामा किरणें, एक्स-रे)
• रेडियोलिसिस, आयनीकरण विकिरण द्वारा अणुओं का पृथक्करण
• थर्मल अपघटन