अस्थिरता (रसायन विज्ञान)

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ब्रोमिन तरल कमरे के तापमान पर वाष्प में आसानी से संक्रमण करता है, जो उच्च अस्थिरता का संकेत देता है।

रसायन विज्ञान में, अस्थिरता एक भौतिक गुण है जो वर्णन करता है कि किसी पदार्थ का वाष्पीकरण कितनी आसानी से होता है। किसी दिए गए तापमान और दबाव पर, उच्च अस्थिरता वाले पदार्थ के वाष्प के रूप में मौजूद होने की अधिक संभावना होती है, जबकि कम अस्थिरता वाले पदार्थ के तरल या ठोस होने की संभावना अधिक होती है। वाष्पशीलता वाष्प की तरल या ठोस में संघनित होने की प्रवृत्ति का भी वर्णन कर सकती है; कम वाष्पशील पदार्थ अत्यधिक वाष्पशील पदार्थों की तुलना में वाष्प से अधिक आसानी से संघनित होंगे।[1] वातावरण के संपर्क में आने पर समूह के भीतर के पदार्थ कितनी तेजी से वाष्पित होते हैं (या ठोस के मामले में उच्च बनाने की क्रिया (चरण संक्रमण) ) की तुलना करके अस्थिरता में अंतर देखा जा सकता है। अत्यधिक वाष्पशील पदार्थ जैसे रबिंग अल्कोहल (आइसोप्रोपाइल एल्कोहल ) जल्दी से वाष्पित हो जाएगा, जबकि कम अस्थिरता वाला पदार्थ जैसे कैनोला का तेल संघनित रहेगा। रेफरी>Koretsky, Milo D. (2013). इंजीनियरिंग और रासायनिक ऊष्मप्रवैगिकी. John Wiley & Sons. pp. 639–641.</ref> सामान्य तौर पर, तरल पदार्थ की तुलना में ठोस बहुत कम वाष्पशील होते हैं, लेकिन कुछ अपवाद भी हैं। ठोस जो ऊर्ध्वपातित होते हैं (ठोस से वाष्प में सीधे परिवर्तित होते हैं) जैसे कि सूखी बर्फ (ठोस कार्बन डाइआक्साइड ) या आयोडीन मानक परिस्थितियों में कुछ तरल पदार्थों के समान दर से वाष्पीकृत हो सकते हैं।[2]

विवरण

अस्थिरता का कोई परिभाषित संख्यात्मक मान नहीं होता है, लेकिन इसे अक्सर वाष्प दबाव या क्वथनांक (तरल पदार्थ के लिए) का उपयोग करके वर्णित किया जाता है। उच्च वाष्प दबाव उच्च अस्थिरता का संकेत देते हैं, जबकि उच्च क्वथनांक कम अस्थिरता का संकेत देते हैं। वाष्प दबाव और क्वथनांक अक्सर तालिकाओं और चार्ट में प्रस्तुत किए जाते हैं जिनका उपयोग रुचि के रसायनों की तुलना करने के लिए किया जा सकता है। अस्थिरता डेटा आमतौर पर तापमान और दबाव की एक सीमा पर प्रयोग के माध्यम से पाया जाता है।

वाष्प दाब

विभिन्न तरल पदार्थों के लिए लॉग-लिन वाष्प दबाव चार्ट

वाष्प दाब इस बात का माप है कि किसी दिए गए तापमान पर संघनित चरण कितनी आसानी से वाष्प बनाता है। एक सीलबंद बर्तन में शुरू में वैक्यूम (अंदर कोई हवा नहीं) में संलग्न पदार्थ जल्दी से किसी भी खाली जगह को वाष्प से भर देगा। सिस्टम के संतुलन तक पहुंचने के बाद और कोई और वाष्प नहीं बनता है, इस वाष्प दबाव को मापा जा सकता है। तापमान बढ़ने से बनने वाली वाष्प की मात्रा बढ़ जाती है और इस प्रकार वाष्प का दबाव बढ़ जाता है। एक मिश्रण में, प्रत्येक पदार्थ मिश्रण के समग्र वाष्प दबाव में योगदान देता है, जिसमें अधिक वाष्पशील यौगिक एक बड़ा योगदान देते हैं।

क्वथनांक

क्वथनांक वह तापमान होता है जिस पर किसी तरल का वाष्प दाब आसपास के दबाव के बराबर होता है, जिससे तरल तेजी से वाष्पित हो जाता है, या उबल जाता है। यह वाष्प के दबाव से निकटता से संबंधित है, लेकिन दबाव पर निर्भर है। सामान्य क्वथनांक वायुमंडलीय दबाव पर क्वथनांक होता है, लेकिन इसे उच्च और निम्न दबावों पर भी सूचित किया जा सकता है।[2]


योगदान कारक

अंतर-आणविक बल

रैखिक एल्केन्स बनाम कार्बन परमाणुओं की संख्या का सामान्य क्वथनांक (लाल) और गलनांक (नीला)।

किसी पदार्थ की अस्थिरता को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक उसके अणुओं के बीच बातचीत की ताकत है। अणुओं के बीच आकर्षक बल वे होते हैं जो सामग्री को एक साथ रखते हैं, और मजबूत अंतर-आणविक बल वाले पदार्थ, जैसे कि अधिकांश ठोस, आमतौर पर बहुत अस्थिर नहीं होते हैं। इथेनॉल और डाइमिथाइल ईथर , एक ही सूत्र के साथ दो रसायन (C .)2H6ओ), तरल चरण में उनके अणुओं के बीच होने वाली विभिन्न अंतःक्रियाओं के कारण अलग-अलग अस्थिरता होती है: इथेनॉल अणु हाइड्रोजन बंध न में सक्षम होते हैं जबकि डाइमिथाइल ईथर अणु नहीं होते हैं।[3] इथेनॉल अणुओं के बीच एक समग्र मजबूत आकर्षक बल का परिणाम है, जिससे यह दोनों का कम वाष्पशील पदार्थ बन जाता है।

आणविक भार

सामान्य तौर पर, बढ़ते आणविक द्रव्यमान के साथ अस्थिरता कम हो जाती है क्योंकि बड़े अणु अधिक अंतर-आणविक बंधन में भाग ले सकते हैं,[4] हालांकि संरचना और ध्रुवता जैसे अन्य कारक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आणविक द्रव्यमान के प्रभाव को समान संरचना वाले रसायनों (जैसे एस्टर, एल्केन ्स, आदि) की तुलना करके आंशिक रूप से पृथक किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, रैखिक अल्केन श्रृंखला में कार्बन की संख्या बढ़ने पर घटती अस्थिरता को प्रदर्शित करता है।

अनुप्रयोग

आसवन

एक कच्चा तेल आसवन स्तंभ।

मिश्रण से घटकों को अलग करने में अस्थिरता का ज्ञान अक्सर उपयोगी होता है। जब संघनित पदार्थों के मिश्रण में विभिन्न स्तरों की अस्थिरता वाले कई पदार्थ होते हैं, तो इसके तापमान और दबाव में हेरफेर किया जा सकता है ताकि अधिक वाष्पशील घटक वाष्प में बदल जाएं जबकि कम वाष्पशील पदार्थ तरल या ठोस अवस्था में रहें। नवगठित वाष्प को तब त्याग दिया जा सकता है या एक अलग कंटेनर में संघनित किया जा सकता है। जब वाष्पों को एकत्र किया जाता है, तो इस प्रक्रिया को आसवन के रूप में जाना जाता है।[5]

पेट्रोलियम शोधन प्रक्रिया ओं की प्रक्रिया भिन्नात्मक आसवन के रूप में जानी जाने वाली तकनीक का उपयोग करती है, जो एक ही चरण में अलग-अलग अस्थिरता के कई रसायनों को अलग करने की अनुमति देती है। रिफाइनरी में प्रवेश करने वाला कच्चा तेल कई उपयोगी रसायनों से बना होता है जिन्हें अलग करने की आवश्यकता होती है। कच्चा तेल एक आसवन टॉवर में बहता है और गर्म किया जाता है, जो ब्यूटेन और मिट्टी के तेल जैसे अधिक वाष्पशील घटकों को वाष्पीकृत करने की अनुमति देता है। ये वाष्प टॉवर की ओर बढ़ते हैं और अंततः ठंडी सतहों के संपर्क में आते हैं, जिससे वे संघनित हो जाते हैं और एकत्र हो जाते हैं। सबसे वाष्पशील रासायनिक स्तंभ के शीर्ष पर संघनित होता है जबकि सबसे कम वाष्पशील रसायन सबसे कम भाग में संघनन को वाष्पीकृत करता है।[1]दाईं ओर एक आसवन टॉवर के डिजाइन को दर्शाती एक तस्वीर है।

शराब पीने के शोधन में पानी और इथेनॉल के बीच अस्थिरता के अंतर का पारंपरिक रूप से उपयोग किया जाता रहा है। उत्पाद में इथेनॉल की सांद्रता बढ़ाने के लिए, अल्कोहल निर्माता प्रारंभिक अल्कोहल मिश्रण को उस तापमान पर गर्म करेंगे जहां अधिकांश इथेनॉल वाष्पीकृत हो जाता है जबकि अधिकांश पानी तरल रहता है। फिर इथेनॉल वाष्प को एक अलग कंटेनर में एकत्र और संघनित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत अधिक केंद्रित उत्पाद होता है।[6]


इत्र

इत्र बनाते समय अस्थिरता एक महत्वपूर्ण विचार है। जब [[ सुगंध यौगिक ]] नाक में रिसेप्टर्स के संपर्क में आता है तो मनुष्य गंध का पता लगाता है। सामग्री जो लागू होने के बाद जल्दी से वाष्पीकृत हो जाती है, तेल के वाष्पित होने से पहले थोड़े समय के लिए सुगंधित वाष्प उत्पन्न करेगी। धीरे-धीरे वाष्पित होने वाले तत्व त्वचा पर हफ्तों या महीनों तक रह सकते हैं, लेकिन एक मजबूत सुगंध पैदा करने के लिए पर्याप्त वाष्प पैदा नहीं कर सकते हैं। इन समस्याओं को रोकने के लिए, परफ्यूम डिजाइनर अपने परफ्यूम में आवश्यक तेलों और अन्य अवयवों की अस्थिरता पर ध्यान से विचार करते हैं। उपयोग किए जाने वाले अत्यधिक वाष्पशील और गैर-वाष्पशील अवयवों की मात्रा को संशोधित करके उपयुक्त वाष्पीकरण दर प्राप्त की जाती है।[7]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Felder, Richard (2015). रासायनिक प्रक्रियाओं के प्राथमिक सिद्धांत. John Wiley & Sons. pp. 279–281. ISBN 978-1-119-17764-7.
  2. ↑ 2.0 2.1 Zumdahl, Steven S. (2007). रसायन शास्त्र. Houghton Mifflin. pp. 460-466. ISBN 978-0-618-52844-8.
  3. ↑ Atkins, Peter (2013). रासायनिक सिद्धांत. New York: W.H. Freeman and Company. pp. 368–369. ISBN 978-1-319-07903-1.
  4. ↑ "हाइड्रोकार्बन क्वथनांक". Retrieved 28 April 2021.
  5. ↑ Armarego, Wilfred L. F. (2009). प्रयोगशाला रसायनों का शुद्धिकरण. Elsevier. pp. 9-12. ISBN 978-1-85617-567-8.
  6. ↑ Kvaalen, Eric. "शराब आसवन: बुनियादी सिद्धांत, उपकरण, प्रदर्शन संबंध और सुरक्षा". Purdue.
  7. ↑ Sell, Charles (2006). सुगंध की रसायन शास्त्र. UK: The Royal Society of Chemistry. pp. 200-202. ISBN 978-0-85404-824-3.


बाहरी संबंध

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