वियोजन (रसायन विज्ञान)

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Dissociation of Gomberg's dimer

Dissociation diagram of phosphoric acid

रसायन विज्ञान में वियोजन एक सामान्य प्रक्रिया है जिसमें अणु (या आयनिक यौगिक जैसे लवण (रसायन विज्ञान), या समन्वय संकुल) अलग होते हैं या अन्य चीजों जैसे परमाणु, आयन, या विलक्षण (रसायन) में सामान्यतः एक प्रतिवर्ती तरीके से विभाजित होते हैं। उदाहरण के लिए, जब एक अम्ल पानी में घुल जाता है, तो वैद्युतीयऋणात्मकता परमाणु और हाइड्रोजन परमाणु के बीच एक सहसंयोजक बंधन विषमअपघटनी विखंडन से टूट जाता है, जो एक प्रोटॉन (H⁺) और एक नकारात्मक आयन देता है। वियोजन संघ या पुनर्संयोजन के विपरीत है।

वियोजन स्थिरांक

Main article: वियोजन स्थिरांक

एक रासायनिक संतुलन में प्रतिवर्ती वियोजन के लिए निम्नलिखित है

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

वियोजन स्थिरांक K_d असंगठित यौगिक से पृथक्कृत का अनुपात है

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

जहां वर्ग प्रजातियों के संतुलन सांद्रता को दर्शाता है।

वियोजन घात

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

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

उदाहरण के लिए, निम्नलिखित वियोजन के लिए

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

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

लवण

See also: घुलनशीलता संतुलन

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

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

एक विद्युत् अपघट्य 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 शक्तिहीन विद्युत् अपघट्य में अलग नहीं होता है, जबकि एक शक्तिशाली विद्युत् अपघट्य में विलेय का एक उच्च अनुपात मुक्त आयन बनाने के लिए अलग हो जाता है।

एक शक्तिहीन विद्युत् अपघट्य एक ऐसा पदार्थ है जिसका विलेय ज्यादातर अणुओं के रूप में उपस्थित 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 शक्तिहीन विद्युत् अपघट्य नहीं बनाता है। सिरका अम्ल (CH₃COOH) और अमोनियम (NH+4) अच्छे उदाहरण हैं। सिरका अम्ल पानी में अत्यंत घुलनशील है, लेकिन अधिकांश यौगिक अणुओं में घुल जाते हैं, जिससे यह एक शक्तिहीन विद्युत् अपघट्य बन जाता है। शक्तिहीन आधार और शक्तिहीन अम्ल सामान्यतः शक्तिहीन विद्युत् अपघट्य होते हैं। एक जलीय घोल में कुछ CH₃COOH और कुछ CH₃COO⁻ और H⁺ होंगे।

एक शक्तिशाली विद्युत् अपघट्य एक विलेय है जो पूरी तरह से या लगभग पूरी तरह से आयनों के रूप में समाधान में उपस्थित है। फिर से, एक विद्युत् अपघट्य की ताकत को अणुओं के स्थान पर आयनों के विलेय के प्रतिशत के रूप में परिभाषित किया जाता है। प्रतिशत जितना अधिक होगा, विद्युत् अपघट्य उतना ही शक्तिशाली होगा। इस प्रकार, भले ही कोई पदार्थ बहुत घुलनशील न हो, लेकिन आयनों में पूरी तरह से अलग हो जाता है, पदार्थ को एक शक्तिशाली विद्युत् अपघट्य के रूप में परिभाषित किया जाता है। शक्तिहीन विद्युत् अपघट्य पर भी यही तर्क लागू होता है। शक्तिशाली अम्ल और क्षार अच्छे उदाहरण हैं, जैसे HCl और H₂SO₄ हैं। ये सभी जलीय माध्यम में आयनों के रूप में उपस्थित रहेंगे।

गैस

गैसों में वियोजन की घात प्रतीक $\alpha$ द्वारा निरूपित की जाती है, जहाँ $\alpha$ गैस अणुओं के प्रतिशत को संदर्भित करता है जो अलग हो जाते हैं। $K_{p}$ और $\alpha$ के बीच विभिन्न संबंध समीकरण रससमीकरणमिति के आधार पर उपस्थित है। डाइनाइट्रोजन टेट्रोक्साइड (N₂O₄) के नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO₂) में वियोजित होने का उदाहरण लिया जाएगा।

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

यदि डाइनाइट्रोजन टेट्रोक्साइड की प्रारंभिक सांद्रता 1 मोल प्रति लीटर है, तो यह रससमीकरणमिति द्वारा, NO₂ के $2\alpha$ मोल, संतुलन देने पर $\alpha$ से घट जाएगी। संतुलन स्थिरांक (दबाव के संदर्भ में) समीकरण द्वारा दिया जाता है

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

जहाँ $\mathrm {p}$ 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 निम्नलिखित है;

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

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

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

यह समीकरण ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार है। $K_{p}$ तापमान के साथ स्थिर रहेगा। प्रणाली में दबाव जोड़ने से $\mathrm {p_{T}}$ के मूल्य में वृद्धि होगी इसलिए $\alpha$ रखने के लिए $K_{p}$ नियत घटाना चाहिए। 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 वियोजन की सीमा $\alpha .$ कम हो जाती है।

जलीय घोल में अम्ल

Main article: अम्ल पृथक्करण स्थिरांक

जल विलायक में एक अम्ल की प्रतिक्रिया को प्रायः वियोजन के रूप में वर्णित किया जाता है

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

जहाँ HA एक प्रोटॉन अम्ल है जैसे सिरका अम्ल, CH₃COOH। दोहरे तीर का अर्थ है कि यह एक संतुलन प्रक्रिया है, जिसमें वियोजन और पुनर्संयोजन एक ही समय में होता है। इसका तात्पर्य है कि अम्ल वियोजन स्थिरांक निम्न है

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

हालांकि ब्रोन्स्टेड-लोरी अम्ल-बेस सिद्धांत द्वारा एक अधिक सटीक विवरण प्रदान किया गया है, जो निर्दिष्ट करता है कि प्रोटॉन H+ समाधान में उपस्थित नहीं है, लेकिन इसके स्थान पर हाइड्रोनियम आयन H₃O⁺ बनाने के लिए एक पानी के अणु द्वारा स्वीकार किया जाता है।

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 स्तिथि के लिए जब HA का कोई शुद्ध प्रभार नहीं है)। संतुलन स्थिरांक तब है

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

जहाँ ${\ce {[H_2O]}}$ सम्मिलित नहीं है क्योंकि तनुकरण समाधान में विलायक अनिवार्य रूप से एक शुद्ध तरल है जिसमें एक की ऊष्मागतिक गतिविधि होती है।

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

विखंडन

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

ग्राही

ग्राही (जैव रसायन) प्रोटीन होते हैं जो छोटे संलग्नी को बांधते हैं। वियोजन स्थिरांक K_d ग्राही को संलग्नी की आत्मीयता के संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है। ग्राही के लिए संलग्नी की आत्मीयता जितनी अधिक होगी, K_d मान (और उच्चतर pK_d कीमत) उतना ही कम होगा ।

यह भी देखें

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