विलेयता: Difference between revisions
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विलेयता शब्द का उपयोग कुछ क्षेत्रों में भी किया जाता है जहां विलेय को [[सॉल्वोलिसिस|विलेयता]] द्वारा बदल दिया जाता है। उदाहरण के लिए, कई धातुओं और उनके [[ऑक्साइड]] को हाइड्रोक्लोरिक एसिड में विलेय किया जाता है, हालांकि वास्तव में [[जलीय]] अम्ल घुलनशील उत्पाद देने के लिए ठोस को अपरिवर्तनीय रूप से कम करता है। यह भी सच है कि अधिकांश आयनिक ठोस ध्रुवीय विलायकों द्वारा घुल जाते हैं, लेकिन ऐसी प्रक्रियाएं उत्क्रमणीय होती हैं। उन मामलों में जहां विलायक के वाष्पीकरण पर विलेय को पुनर्प्राप्त नहीं किया जाता है, इस प्रक्रिया को सॉल्वोलिसिस कहा जाता है। विलेयता की थर्मोडायनामिक अवधारणा सीधे तौर पर सॉल्वोलिसिस पर लागू नहीं होती है। | विलेयता शब्द का उपयोग कुछ क्षेत्रों में भी किया जाता है जहां विलेय को [[सॉल्वोलिसिस|विलेयता]] द्वारा बदल दिया जाता है। उदाहरण के लिए, कई धातुओं और उनके [[ऑक्साइड]] को हाइड्रोक्लोरिक एसिड में विलेय किया जाता है, हालांकि वास्तव में [[जलीय]] अम्ल घुलनशील उत्पाद देने के लिए ठोस को अपरिवर्तनीय रूप से कम करता है। यह भी सच है कि अधिकांश आयनिक ठोस ध्रुवीय विलायकों द्वारा घुल जाते हैं, लेकिन ऐसी प्रक्रियाएं उत्क्रमणीय होती हैं। उन मामलों में जहां विलायक के वाष्पीकरण पर विलेय को पुनर्प्राप्त नहीं किया जाता है, इस प्रक्रिया को सॉल्वोलिसिस कहा जाता है। विलेयता की थर्मोडायनामिक अवधारणा सीधे तौर पर सॉल्वोलिसिस पर लागू नहीं होती है। | ||
जब एक विलेय घुल जाता है, तो यह विलयन में कई प्रजातियाँ बना सकता है। उदाहरण के लिए, आयरन ([[आयरन (द्वितीय) हाइड्रॉक्साइड|आयरन(II) हाइड्रॉक्साइड]] {{chem|Fe(OH)|2}} का एक जलीय [[निलंबन (रसायन विज्ञान)|निलंबन]], में श्रृंखला शामिल होगी {{chem2|[Fe(H2O)_{''x''}(OH)_{''x''}]^{(2x)+}|}} साथ ही अन्य प्रजातियां सम्मिलित होंगी। इसके अलावा, फेरस हाइड्रॉक्साइड की विलेयता और इसके घुलनशील अवयवों की संरचना पीएच पर निर्भर करती है। सामान्य तौर पर, विलायक | जब एक विलेय घुल जाता है, तो यह विलयन में कई प्रजातियाँ बना सकता है। उदाहरण के लिए, आयरन ([[आयरन (द्वितीय) हाइड्रॉक्साइड|आयरन(II) हाइड्रॉक्साइड]] {{chem|Fe(OH)|2}} का एक जलीय [[निलंबन (रसायन विज्ञान)|निलंबन]], में श्रृंखला शामिल होगी {{chem2|[Fe(H2O)_{''x''}(OH)_{''x''}]^{(2x)+}|}} साथ ही अन्य प्रजातियां सम्मिलित होंगी। इसके अलावा, फेरस हाइड्रॉक्साइड की विलेयता और इसके घुलनशील अवयवों की संरचना पीएच पर निर्भर करती है। सामान्य तौर पर, विलायक अवस्था में विलेयता केवल एक विशिष्ट विलेय के लिए दी जा सकती है जो थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर है, और विलेयता के मान में सभी प्रजातियों को विलयन में सम्मिलित किया जाएगा (ऊपर के उदाहरण में, सभी लोहे युक्त संकुल)। | ||
== विलेयता को प्रभावित करने वाले कारक == | == विलेयता को प्रभावित करने वाले कारक == | ||
विलेयता को विशिष्ट अवस्था के लिए परिभाषित किया गया है। उदाहरण के लिए, पानी में [[एंरेगोनाइट]] और [[केल्साइट]] की विलेयता अलग-अलग होने की उम्मीद है, भले ही वे दोनों कैल्शियम कार्बोनेट के बहुरूप हैं और उनका रासायनिक सूत्र समान है। | |||
एक पदार्थ की दूसरे में | एक पदार्थ की दूसरे में विलेयता विलायक और विलेय के बीच अंतर-आणविक बलों के संतुलन और सॉल्वेशन के साथ होने वाले एन्ट्रापी परिवर्तन से निर्धारित होती है। तापमान और दबाव जैसे कारक इस संतुलन को बदल देंगे, इस प्रकार विलेयता बदल जाएगी। | ||
विलेयता विलायक में घुली अन्य प्रजातियों की उपस्थिति पर भी दृढ़ता से निर्भर हो सकती है, उदाहरण के लिए, द्रव पदार्थों में [[जटिल (रसायन विज्ञान)|संकुल]] बनाने वाले ऋणायन (लिगेंड)। विलेयता विलयन में एक सामान्य आयन की अधिकता या कमी पर भी निर्भर करेगी, जिसे सामान्य-आयन प्रभाव के रूप में जाना जाता है। कुछ हद तक, विलेयता विलयनों की आयनिक शक्ति पर निर्भर करेगी। विलेयता साम्यावस्था के लिए समीकरण का उपयोग करके पिछले दो प्रभावों को परिमाणित किया जा सकता है। | |||
रेडॉक्स अभिक्रिया में घुलने वाले ठोस के लिए, | रेडॉक्स अभिक्रिया में घुलने वाले ठोस के लिए, विलेयता क्षमता पर निर्भर होने की उम्मीद है (संभावित सीमा के भीतर जिसके तहत ठोस थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर अवस्था रहता है)। उदाहरण के लिए, उच्च तापमान वाले पानी में सोने की विलेयतालगभग उच्च परिमाण के एक क्रम (यानी लगभग दस गुना अधिक) के रूप में देखी जाती है, जब अत्यधिक ऑक्सीडाइजिंग Fe का उपयोग करके रेडॉक्स क्षमता को नियंत्रित किया जाता है।<sub>3</sub>O<sub>4</sub>-फे<sub>2</sub>O<sub>3</sub> मामूली ऑक्सीडाइजिंग Ni-NiO बफर की तुलना में [[रेडॉक्स बफर]]।<ref>{{cite book|author=I.Y. Nekrasov| title=जियोकेमिस्ट्री, मिनरलॉजी एंड जेनेसिस ऑफ गोल्ड डिपॉजिट|publisher=Taylor & Francis| year= 1996|pages=135–136 |url=https://books.google.com/books?id=HUWRZecignoC&pg=PA135|isbn=978-90-5410-723-1}}</ref> For a solid that dissolves in a redox reaction, solubility is expected to depend on the potential (within the range of potentials under which the solid remains the thermodynamically stable phase). For example, solubility of gold in high-temperature water is observed to be almost an order of magnitude higher (i.e. about ten times higher) when the redox potential is controlled using a highly oxidizing Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> redox buffer than with a moderately oxidizing Ni-NiO buffer. | ||
[[File:SolubilityVsTemperature.png|right|400px|सीमा]]विलेयता(मेटास्टेबल, संतृप्ति के करीब आने वाली सांद्रता पर) क्रिस्टल के भौतिक आकार या विलेय की छोटी बूंद (या, सख्ती से बोलना, [[विशिष्ट सतह क्षेत्र]] या विलेय के दाढ़ सतह क्षेत्र पर) पर निर्भर करता है।<ref name=hefter>{{cite book|last1=Hefter|first1=G.T.|last2=Tomkins|first2=R.P.T (Editors)|title=घुलनशीलता का प्रायोगिक निर्धारण|year=2003|publisher=Wiley-Blackwell |isbn= 978-0-471-49708-0 }}</ref> परिमाणीकरण के लिए, विलेयता संतुलन#कण आकार प्रभाव पर लेख में समीकरण देखें। अत्यधिक दोषपूर्ण क्रिस्टल के लिए, विकार की बढ़ती डिग्री के साथ विलेयताबढ़ सकती है। ये दोनों प्रभाव क्रिस्टल की गिब्स ऊर्जा पर विलेयतास्थिरांक की निर्भरता के कारण होते हैं। अंतिम दो प्रभाव, हालांकि मापना अक्सर मुश्किल होता है, व्यावहारिक महत्व के होते हैं।{{Citation needed|date=July 2008}} उदाहरण के लिए, वे [[ऑस्वाल्ड राइपनिंग]] के लिए प्रेरणा शक्ति प्रदान करते हैं (क्रिस्टल का आकार अनायास समय के साथ बढ़ता है)। | [[File:SolubilityVsTemperature.png|right|400px|सीमा]]विलेयता(मेटास्टेबल, संतृप्ति के करीब आने वाली सांद्रता पर) क्रिस्टल के भौतिक आकार या विलेय की छोटी बूंद (या, सख्ती से बोलना, [[विशिष्ट सतह क्षेत्र]] या विलेय के दाढ़ सतह क्षेत्र पर) पर निर्भर करता है।<ref name=hefter>{{cite book|last1=Hefter|first1=G.T.|last2=Tomkins|first2=R.P.T (Editors)|title=घुलनशीलता का प्रायोगिक निर्धारण|year=2003|publisher=Wiley-Blackwell |isbn= 978-0-471-49708-0 }}</ref> परिमाणीकरण के लिए, विलेयता संतुलन#कण आकार प्रभाव पर लेख में समीकरण देखें। अत्यधिक दोषपूर्ण क्रिस्टल के लिए, विकार की बढ़ती डिग्री के साथ विलेयताबढ़ सकती है। ये दोनों प्रभाव क्रिस्टल की गिब्स ऊर्जा पर विलेयतास्थिरांक की निर्भरता के कारण होते हैं। अंतिम दो प्रभाव, हालांकि मापना अक्सर मुश्किल होता है, व्यावहारिक महत्व के होते हैं।{{Citation needed|date=July 2008}} उदाहरण के लिए, वे [[ऑस्वाल्ड राइपनिंग]] के लिए प्रेरणा शक्ति प्रदान करते हैं (क्रिस्टल का आकार अनायास समय के साथ बढ़ता है)। | ||
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गैसीय विलेय तापमान के साथ अधिक जटिल व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, गैसें सामान्यतः पर पानी में कम विलेयता हो जाती हैं (उनके जलयोजन से संबंधित एक्ज़ोथिर्मिक विघटन अभिक्रिया) (न्यूनतम तक, जो अधिकांश स्थायी गैसों के लिए 120 डिग्री सेल्सियस से कम है<ref>{{cite book|editor=P. Cohen|title=थर्मल पावर सिस्टम्स के लिए जल प्रौद्योगिकी पर ASME हैंडबुक|publisher=The American Society of Mechanical Engineers|year=1989| page =442}}</ref>), लेकिन कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अधिक विलेयता (उनके सॉल्वैंशन से संबंधित एंडोथर्मिक विघटन अभिक्रिया)।<ref name=hill/> | गैसीय विलेय तापमान के साथ अधिक जटिल व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, गैसें सामान्यतः पर पानी में कम विलेयता हो जाती हैं (उनके जलयोजन से संबंधित एक्ज़ोथिर्मिक विघटन अभिक्रिया) (न्यूनतम तक, जो अधिकांश स्थायी गैसों के लिए 120 डिग्री सेल्सियस से कम है<ref>{{cite book|editor=P. Cohen|title=थर्मल पावर सिस्टम्स के लिए जल प्रौद्योगिकी पर ASME हैंडबुक|publisher=The American Society of Mechanical Engineers|year=1989| page =442}}</ref>), लेकिन कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अधिक विलेयता (उनके सॉल्वैंशन से संबंधित एंडोथर्मिक विघटन अभिक्रिया)।<ref name=hill/> | ||
चार्ट द्रव पानी में कुछ विशिष्ट ठोस अकार्बनिक नमक (रसायन विज्ञान) के लिए विलेयतावक्र दिखाता है (तापमान डिग्री [[सेल्सीयस]] में है, यानी [[केल्विन]] माइनस 273.15)।<ref>{{cite book|title=रसायन और भौतिकी पुस्तिका| edition= 27th|location= Cleveland, Ohio|year=1943 |publisher= Chemical Rubber Publishing Co.}}</ref> कई लवण [[बेरियम नाइट्रेट]] और [[डिसोडियम हाइड्रोजन आर्सेनेट]] की तरह व्यवहार करते हैं, और तापमान के साथ विलेयतामें बड़ी वृद्धि दिखाते हैं (ΔH > 0)। कुछ विलेय (जैसे पानी में [[सोडियम क्लोराइड]]) विलेयताप्रदर्शित करते हैं जो तापमान से काफी स्वतंत्र है (ΔH ≈ 0)। कुछ, जैसे [[कैल्शियम सल्फेट]] ([[जिप्सम]]) और [[सेरियम (III) सल्फेट]], तापमान बढ़ने पर पानी में कम विलेयता हो जाते हैं (ΔH < 0)।<ref name="Scientific American">{{cite web|title=सेरियम सल्फेट जैसे किन पदार्थों को गर्म करने पर उनकी विलेयता कम होती है?|website=[[Scientific American]] |url=http://www.scientificamerican.com/article/what-substances-such-as-c/|access-date=28 May 2014}}</ref> यही स्थिति कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड ([[पोर्टलैंडर्स]]) की भी है, जिसकी 70 डिग्री सेल्सियस पर विलेयता25 डिग्री सेल्सियस पर इसके मूल्य का लगभग आधा है। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का पानी में घुलना भी एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया (ΔH < 0) है और वैन 'टी हॉफ़ समीकरण और ले चेटेलियर के सिद्धांत का पालन करता है। तापमान में कमी प्रणाली से विघटन गर्मी को हटाने के पक्ष में है और इस प्रकार सीए (ओएच) के विघटन का पक्ष लेती है।<sub>2</sub>: इसलिए कम तापमान पर पोर्टलैंडाइट विलेयताबढ़ जाती है। इस तापमान निर्भरता को कभी-कभी प्रतिगामी या प्रमोलोम विलेयता कहा जाता है। कभी-कभी, एक अधिक जटिल पैटर्न देखा जाता है, जैसे कि [[सोडियम सल्फेट]] के साथ, जहां कम विलेयता डिका[[हाइड्रेट]] क्रिस्टल (मिराबिलिट) 32 डिग्री सेल्सियस पर क्रिस्टलीकरण के पानी को खो देता है ताकि [[गिब्स मुक्त ऊर्जा]] में एक छोटे से बदलाव के साथ अधिक विलेयता [[निर्जल]] | चार्ट द्रव पानी में कुछ विशिष्ट ठोस अकार्बनिक नमक (रसायन विज्ञान) के लिए विलेयतावक्र दिखाता है (तापमान डिग्री [[सेल्सीयस]] में है, यानी [[केल्विन]] माइनस 273.15)।<ref>{{cite book|title=रसायन और भौतिकी पुस्तिका| edition= 27th|location= Cleveland, Ohio|year=1943 |publisher= Chemical Rubber Publishing Co.}}</ref> कई लवण [[बेरियम नाइट्रेट]] और [[डिसोडियम हाइड्रोजन आर्सेनेट]] की तरह व्यवहार करते हैं, और तापमान के साथ विलेयतामें बड़ी वृद्धि दिखाते हैं (ΔH > 0)। कुछ विलेय (जैसे पानी में [[सोडियम क्लोराइड]]) विलेयताप्रदर्शित करते हैं जो तापमान से काफी स्वतंत्र है (ΔH ≈ 0)। कुछ, जैसे [[कैल्शियम सल्फेट]] ([[जिप्सम]]) और [[सेरियम (III) सल्फेट]], तापमान बढ़ने पर पानी में कम विलेयता हो जाते हैं (ΔH < 0)।<ref name="Scientific American">{{cite web|title=सेरियम सल्फेट जैसे किन पदार्थों को गर्म करने पर उनकी विलेयता कम होती है?|website=[[Scientific American]] |url=http://www.scientificamerican.com/article/what-substances-such-as-c/|access-date=28 May 2014}}</ref> यही स्थिति कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड ([[पोर्टलैंडर्स]]) की भी है, जिसकी 70 डिग्री सेल्सियस पर विलेयता25 डिग्री सेल्सियस पर इसके मूल्य का लगभग आधा है। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का पानी में घुलना भी एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया (ΔH < 0) है और वैन 'टी हॉफ़ समीकरण और ले चेटेलियर के सिद्धांत का पालन करता है। तापमान में कमी प्रणाली से विघटन गर्मी को हटाने के पक्ष में है और इस प्रकार सीए (ओएच) के विघटन का पक्ष लेती है।<sub>2</sub>: इसलिए कम तापमान पर पोर्टलैंडाइट विलेयताबढ़ जाती है। इस तापमान निर्भरता को कभी-कभी प्रतिगामी या प्रमोलोम विलेयता कहा जाता है। कभी-कभी, एक अधिक जटिल पैटर्न देखा जाता है, जैसे कि [[सोडियम सल्फेट]] के साथ, जहां कम विलेयता डिका[[हाइड्रेट]] क्रिस्टल (मिराबिलिट) 32 डिग्री सेल्सियस पर क्रिस्टलीकरण के पानी को खो देता है ताकि [[गिब्स मुक्त ऊर्जा]] में एक छोटे से बदलाव के साथ अधिक विलेयता [[निर्जल]] अवस्था ([[sonardite]]) बन सके। ΔG) विघटन अभिक्रिया में।{{Citation needed|date=July 2008}} | ||
[[File:Temperature dependence solublity of solid in liquid water high temperature.svg|right|400px]]तापमान के साथ [[कार्बनिक यौगिक]]ों की विलेयतालगभग हमेशा बढ़ जाती है। ठोस पदार्थों के शुद्धिकरण के लिए उपयोग की जाने वाली पुनर्क्रिस्टलीकरण (रसायन विज्ञान) की तकनीक गर्म और ठंडे विलायक में विलेय की विभिन्न विलेयताओं पर निर्भर करती है। कुछ अपवाद मौजूद हैं, जैसे कुछ [[साइक्लोडेक्सट्रिन]]।<ref>{{cite journal|title=एक अत्यधिक पानी में घुलनशील 2+1 बी-साइक्लोडेक्सट्रिन-फुलरीन संयुग्म|author=Salvatore Filippone, Frank Heimanna and André Rassat|journal=[[Chem. Commun.]]|volume=2002|pages=1508–1509|doi=10.1039/b202410a|year=2002|issue=14|pmid=12189867 }}</ref> | [[File:Temperature dependence solublity of solid in liquid water high temperature.svg|right|400px]]तापमान के साथ [[कार्बनिक यौगिक]]ों की विलेयतालगभग हमेशा बढ़ जाती है। ठोस पदार्थों के शुद्धिकरण के लिए उपयोग की जाने वाली पुनर्क्रिस्टलीकरण (रसायन विज्ञान) की तकनीक गर्म और ठंडे विलायक में विलेय की विभिन्न विलेयताओं पर निर्भर करती है। कुछ अपवाद मौजूद हैं, जैसे कुछ [[साइक्लोडेक्सट्रिन]]।<ref>{{cite journal|title=एक अत्यधिक पानी में घुलनशील 2+1 बी-साइक्लोडेक्सट्रिन-फुलरीन संयुग्म|author=Salvatore Filippone, Frank Heimanna and André Rassat|journal=[[Chem. Commun.]]|volume=2002|pages=1508–1509|doi=10.1039/b202410a|year=2002|issue=14|pmid=12189867 }}</ref> | ||
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===दबाव=== | ===दबाव=== | ||
संघनित | संघनित अवस्थाों (ठोस और द्रव पदार्थ) के लिए, विलेयता की दबाव निर्भरता सामान्यतः पर कमजोर होती है और सामान्यतः पर व्यवहार में उपेक्षित होती है। एक [[आदर्श समाधान|आदर्श विलयन]] मानते हुए, निर्भरता को इस प्रकार निर्धारित किया जा सकता है: | ||
:<math> \left(\frac{\partial \ln N_i}{\partial P} \right)_T = -\frac{V_{i,aq}-V_{i,cr}} {RT} </math> | :<math> \left(\frac{\partial \ln N_i}{\partial P} \right)_T = -\frac{V_{i,aq}-V_{i,cr}} {RT} </math> | ||
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== ठोस विलयन == | == ठोस विलयन == | ||
इस शब्द का प्रयोग अक्सर धातु विज्ञान के क्षेत्र में किया जाता है ताकि एक अलग | इस शब्द का प्रयोग अक्सर धातु विज्ञान के क्षेत्र में किया जाता है ताकि एक अलग अवस्था के गठन के बिना [[मिश्र धातु]] तत्व [[आधार धातु]] में विलेय हो जाए। [[अपराध]] या विलेयतारेखा (या वक्र) एक [[चरण आरेख|अवस्था आरेख]] पर रेखा (या रेखाएँ) होती है जो विलेय योग की सीमाएँ देती है। अर्थात्, रेखाएँ किसी घटक की अधिकतम मात्रा दर्शाती हैं जिसे किसी अन्य घटक में जोड़ा जा सकता है और फिर भी ठोस विलयन में हो सकता है। ठोस की क्रिस्टलीय संरचना में, 'विलेय' तत्व या तो जाली के भीतर मैट्रिक्स का स्थान ले सकता है (एक प्रतिस्थापन स्थिति; उदाहरण के लिए, लोहे में क्रोमियम) या जाली बिंदुओं (एक अंतरालीय स्थिति; उदाहरण के लिए, लोहे में कार्बन)। | ||
माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक फैब्रिकेशन में, ठोस विलेयताअशुद्धियों की अधिकतम सांद्रता को संदर्भित करती है जिसे सब्सट्रेट में रखा जा सकता है। | माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक फैब्रिकेशन में, ठोस विलेयताअशुद्धियों की अधिकतम सांद्रता को संदर्भित करती है जिसे सब्सट्रेट में रखा जा सकता है। | ||
ठोस यौगिकों में (तत्वों के विपरीत), विलेय तत्व की विलेयता संतुलन में अलग होने वाले | ठोस यौगिकों में (तत्वों के विपरीत), विलेय तत्व की विलेयता संतुलन में अलग होने वाले अवस्थाों पर भी निर्भर कर सकती है। उदाहरण के लिए, ZnSb अवस्था में विलेयता Sn की मात्रा काफी हद तक इस बात पर निर्भर कर सकती है कि क्या संतुलन में अलग होने वाले अवस्था हैं (Zn<sub>4</sub>एसबी<sub>3</sub>+Sn(L)) या (ZnSnSb<sub>2</sub>+ आयु (एल))<ref>{{cite journal|doi=10.1002/aenm.202100181|title=टिन-डोप्ड ZnSb की फेज बाउंड्री मैपिंग से उच्च थर्मोइलेक्ट्रिक दक्षता के लिए थर्मोडायनामिक रूट का पता चलता है|journal=Advanced Energy Materials|volume=11|issue=20|year=2020|last1=Wood|first1=Maxwell|last2=Toriyama|first2=Michael|last3=Dugar|first3=Shristi|last4=Male|first4=James|last5=Anand|first5=Shashwat|last6=Stevanović|first6=Vladan|last7=Snyder|first7=Jeff|s2cid=234807088 }}</ref>. इनके अलावा, एक विलेय के रूप में Sn के साथ ZnSb यौगिक संश्लेषण के दौरान प्रारंभिक [[रासायनिक संरचना]] के आधार पर विलेयतासीमा तक पहुंचने के बाद अवस्थाों के अन्य संयोजनों में अलग हो सकता है। प्रत्येक संयोजन ZnSb में Sn की भिन्न विलेयता उत्पन्न करता है। इसलिए यौगिकों में विलेयता अध्ययन, द्वितीयक अवस्थाों को अलग करने के पहले उदाहरण पर निष्कर्ष निकाला गया है जो विलेयता को कम कर सकता है।<ref>{{cite journal|doi=10.1038/ncomms8584|title=घुलनशीलता डिजाइन कम लागत वाले सीई-सीओएसबी3 स्कटरडाइट्स में योग्यता के उच्च आंकड़े की ओर ले जाता है।|journal=Nature Communications|volume=6|issue=7584|year=2015|last1=Tang|first1=Yinglu|last2=Hanus|first2=Riley|last3=Chen|first3=Sin-wen|last4=Snyder|first4=Jeff|page=7584 |pmid=26189943 |pmc=4518255 |bibcode=2015NatCo...6.7584T }}</ref> जबकि संतुलन में एक बार में अलग होने वाले अवस्थाों की अधिकतम संख्या गिब के [[चरण नियम|अवस्था नियम]] द्वारा निर्धारित की जा सकती है, रासायनिक यौगिकों के लिए इस तरह के अवस्था अलग करने वाले संयोजनों की संख्या पर कोई सीमा नहीं है। इसलिए, प्रयोगात्मक रूप से ठोस यौगिकों में अधिकतम विलेयतास्थापित करना कठिन हो सकता है, जिसके लिए कई नमूनों के संतुलन की आवश्यकता होती है। यदि ठोस-घोल में शामिल प्रमुख [[क्रिस्टलोग्राफिक दोष]] (ज्यादातर अंतरालीय या प्रतिस्थापन बिंदु दोष) को रासायनिक रूप से पहले ही समझा जा सकता है, तो कुछ सरल थर्मोडायनामिक दिशानिर्देशों का उपयोग करके अधिकतम विलेयतास्थापित करने के लिए आवश्यक नमूनों की संख्या को काफी कम किया जा सकता है। <ref>{{cite journal|doi=10.1021/acs.chemmater.1c03715|title=अधिकतम घुलनशीलता के लिए थर्मोडायनामिक दिशानिर्देश|journal=Chemistry of Materials|volume=34|issue=4|pages=1638–1648|year=2022|last1=Anand|first1=Shashwat|last2=Wolverton|first2=Chris|last3=Snyder|first3=Jeff|s2cid=246516386 }}</ref> | ||
== असंगत विघटन == | == असंगत विघटन == | ||
कई पदार्थ सर्वांगसम रूप से घुलते हैं (अर्थात ठोस और घुले हुए विलेय की संरचना स्टोइकोमेट्रिक रूप से मेल खाती है)। हालांकि, कुछ पदार्थ [[असंगत संक्रमण]] को विलेय कर सकते हैं, जिससे विलयन में विलेय की संरचना ठोस से मेल नहीं खाती। यह विलेयकरण प्राथमिक ठोस के परिवर्तन और संभवतः एक द्वितीयक ठोस | कई पदार्थ सर्वांगसम रूप से घुलते हैं (अर्थात ठोस और घुले हुए विलेय की संरचना स्टोइकोमेट्रिक रूप से मेल खाती है)। हालांकि, कुछ पदार्थ [[असंगत संक्रमण]] को विलेय कर सकते हैं, जिससे विलयन में विलेय की संरचना ठोस से मेल नहीं खाती। यह विलेयकरण प्राथमिक ठोस के परिवर्तन और संभवतः एक द्वितीयक ठोस अवस्था के गठन के साथ है। हालाँकि, सामान्य तौर पर, कुछ प्राथमिक ठोस भी बने रहते हैं और एक जटिल विलेयतासंतुलन स्थापित होता है। उदाहरण के लिए, [[ऐल्बाइट]] के विघटन से [[gibbsite]] का निर्माण हो सकता है।<ref>{{cite book|editor=O.M. Saether |editor2=P. de Caritat |title=जलग्रहण क्षेत्रों में भू-रासायनिक प्रक्रियाएं, अपक्षय और भूजल पुनर्भरण|publisher=Taylor & Francis| location=Rotterdam|year=1997| page=6| isbn=978-90-5410-641-8}}</ref> | ||
: {{chem2|NaAlSi3O8(s) + H+ + 7H2O <–> Na+ + Al(OH)3(s) + 3H4SiO4}}. | : {{chem2|NaAlSi3O8(s) + H+ + 7H2O <–> Na+ + Al(OH)3(s) + 3H4SiO4}}. | ||
इस मामले में, एल्बाइट की विलेयताठोस-से-विलायक अनुपात पर निर्भर होने की उम्मीद है। भूविज्ञान में इस प्रकार की विलेयताका बहुत महत्व है, जहाँ इसके परिणामस्वरूप [[रूपांतरित चट्टान]]ों का निर्माण होता है। | इस मामले में, एल्बाइट की विलेयताठोस-से-विलायक अनुपात पर निर्भर होने की उम्मीद है। भूविज्ञान में इस प्रकार की विलेयताका बहुत महत्व है, जहाँ इसके परिणामस्वरूप [[रूपांतरित चट्टान]]ों का निर्माण होता है। | ||
सिद्धांत रूप में, सर्वांगसम और असंगत दोनों प्रकार के विघटन से संतुलन में द्वितीयक ठोस | सिद्धांत रूप में, सर्वांगसम और असंगत दोनों प्रकार के विघटन से संतुलन में द्वितीयक ठोस अवस्थाों का निर्माण हो सकता है। तो, सामग्री विज्ञान के क्षेत्र में, दोनों मामलों के लिए विलेयतारासायनिक संरचना अवस्था आरेखों पर अधिक सामान्य रूप से वर्णित है। | ||
== विलेयता भविष्यवाणी == | == विलेयता भविष्यवाणी == | ||
विलेयता विज्ञान के कई पहलुओं में रुचि की संपत्ति है, जिसमें शामिल हैं लेकिन इन तक सीमित नहीं है: पर्यावरणीय भविष्यवाणियां, जैव रसायन, फार्मेसी, ड्रग-डिज़ाइन, एग्रोकेमिकल डिज़ाइन और प्रोटीन लिगैंड बाइंडिंग। पानी द्वारा निभाए जाने वाले महत्वपूर्ण जैविक और परिवहन कार्यों के कारण जलीय विलेयतामौलिक रुचि है।<ref name = "Skyner et al">{{cite journal |last1=Skyner |first1=R. |last2=McDonagh |first2=J. L. |last3=Groom |first3=C. R. |last4=van Mourik |first4=T. |last5=Mitchell |first5=J. B. O. | title = समाधान मुक्त ऊर्जा की गणना के लिए तरीकों की समीक्षा और समाधान में सिस्टम की मॉडलिंग| year = 2015 | doi = 10.1039/C5CP00288E | pmid=25660403 | volume=17 | issue = 9 | journal=Phys Chem Chem Phys | pages=6174–91|bibcode=2015PCCP...17.6174S |url=https://research-repository.st-andrews.ac.uk/bitstream/10023/6096/1/c5cp00288e.pdf |doi-access=free }}</ref><ref name = "Tomasi et al">{{cite journal | last = Tomasi | first = J. |author2=Mennucci, B. |author3=Cammi, R. | title = क्वांटम मैकेनिकल कॉन्टिनम सॉल्वेशन मॉडल| year = 2005 | pages = 2999–3093 | doi = 10.1021/cr9904009 | pmid = 16092826 | volume=105 | issue = 8 | journal=Chemical Reviews}}</ref><ref name="Cramer et al">{{cite journal|last1=Cramer|first1=C. J.|last2=Truhlar|first2=D. G.|title=अंतर्निहित सॉल्वेशन मॉडल: संतुलन, संरचना, स्पेक्ट्रा और गतिशीलता| year = 1999 |journal=Chemical Reviews|pages=2161–2200|doi=10.1021/cr960149m|pmid=11849023|volume=99|issue=8}}</ref> इसके अलावा, पानी की विलेयताऔर विलायक प्रभाव में इस स्पष्ट वैज्ञानिक रुचि के अलावा; विलेयता की सटीक भविष्यवाणियां औद्योगिक रूप से महत्वपूर्ण हैं। एक अणु की विलेयता की सटीक भविष्यवाणी करने की क्षमता फार्मास्यूटिकल्स जैसे कई रासायनिक उत्पाद विकास प्रक्रियाओं में संभावित रूप से बड़ी वित्तीय बचत का प्रतिनिधित्व करती है।<ref name = "Abramov et al">{{cite journal | last = Abramov | first = Y. A. | title = QSPR में त्रुटि का प्रमुख स्रोत दवाओं की आंतरिक थर्मोडायनामिक घुलनशीलता की भविष्यवाणी: ठोस बनाम गैर-ठोस राज्य योगदान?| year = 2015 | doi = 10.1021/acs.molpharmaceut.5b00119 | pmid = 25880026 | journal=Molecular Pharmaceutics | volume = 12 | issue = 6 | pages=2126–2141}}</ref> फार्मास्युटिकल उद्योग में, विलेयता की भविष्यवाणी ड्रग उम्मीदवारों की प्रारंभिक | विलेयता विज्ञान के कई पहलुओं में रुचि की संपत्ति है, जिसमें शामिल हैं लेकिन इन तक सीमित नहीं है: पर्यावरणीय भविष्यवाणियां, जैव रसायन, फार्मेसी, ड्रग-डिज़ाइन, एग्रोकेमिकल डिज़ाइन और प्रोटीन लिगैंड बाइंडिंग। पानी द्वारा निभाए जाने वाले महत्वपूर्ण जैविक और परिवहन कार्यों के कारण जलीय विलेयतामौलिक रुचि है।<ref name = "Skyner et al">{{cite journal |last1=Skyner |first1=R. |last2=McDonagh |first2=J. L. |last3=Groom |first3=C. R. |last4=van Mourik |first4=T. |last5=Mitchell |first5=J. B. O. | title = समाधान मुक्त ऊर्जा की गणना के लिए तरीकों की समीक्षा और समाधान में सिस्टम की मॉडलिंग| year = 2015 | doi = 10.1039/C5CP00288E | pmid=25660403 | volume=17 | issue = 9 | journal=Phys Chem Chem Phys | pages=6174–91|bibcode=2015PCCP...17.6174S |url=https://research-repository.st-andrews.ac.uk/bitstream/10023/6096/1/c5cp00288e.pdf |doi-access=free }}</ref><ref name = "Tomasi et al">{{cite journal | last = Tomasi | first = J. |author2=Mennucci, B. |author3=Cammi, R. | title = क्वांटम मैकेनिकल कॉन्टिनम सॉल्वेशन मॉडल| year = 2005 | pages = 2999–3093 | doi = 10.1021/cr9904009 | pmid = 16092826 | volume=105 | issue = 8 | journal=Chemical Reviews}}</ref><ref name="Cramer et al">{{cite journal|last1=Cramer|first1=C. J.|last2=Truhlar|first2=D. G.|title=अंतर्निहित सॉल्वेशन मॉडल: संतुलन, संरचना, स्पेक्ट्रा और गतिशीलता| year = 1999 |journal=Chemical Reviews|pages=2161–2200|doi=10.1021/cr960149m|pmid=11849023|volume=99|issue=8}}</ref> इसके अलावा, पानी की विलेयताऔर विलायक प्रभाव में इस स्पष्ट वैज्ञानिक रुचि के अलावा; विलेयता की सटीक भविष्यवाणियां औद्योगिक रूप से महत्वपूर्ण हैं। एक अणु की विलेयता की सटीक भविष्यवाणी करने की क्षमता फार्मास्यूटिकल्स जैसे कई रासायनिक उत्पाद विकास प्रक्रियाओं में संभावित रूप से बड़ी वित्तीय बचत का प्रतिनिधित्व करती है।<ref name = "Abramov et al">{{cite journal | last = Abramov | first = Y. A. | title = QSPR में त्रुटि का प्रमुख स्रोत दवाओं की आंतरिक थर्मोडायनामिक घुलनशीलता की भविष्यवाणी: ठोस बनाम गैर-ठोस राज्य योगदान?| year = 2015 | doi = 10.1021/acs.molpharmaceut.5b00119 | pmid = 25880026 | journal=Molecular Pharmaceutics | volume = 12 | issue = 6 | pages=2126–2141}}</ref> फार्मास्युटिकल उद्योग में, विलेयता की भविष्यवाणी ड्रग उम्मीदवारों की प्रारंभिक अवस्था लीड अनुकूलन प्रक्रिया का हिस्सा बनती है। विलेयतासूत्रीकरण के लिए सभी तरह से एक चिंता का विषय बनी हुई है।<ref name="Abramov et al" />मात्रात्मक संरचना-गतिविधि संबंध (QSAR), मात्रात्मक संरचना-संपत्ति संबंध (QSPR) और [[डेटा माइनिंग]] सहित ऐसी भविष्यवाणियों के लिए कई तरीके लागू किए गए हैं। ये मॉडल विलेयता की कुशल भविष्यवाणियां प्रदान करते हैं और वर्तमान मानक का प्रतिनिधित्व करते हैं। ऐसे मॉडल का ड्रॉ बैक यह है कि उनमें भौतिक अंतर्दृष्टि की कमी हो सकती है। भौतिक सिद्धांत में स्थापित एक विधि, एक समझदार लागत पर सटीकता के समान स्तर प्राप्त करने में सक्षम, वैज्ञानिक और औद्योगिक रूप से एक शक्तिशाली उपकरण होगा।<ref name="McDonagh et al book">{{cite thesis|last1=McDonagh|first1=J. L.|title=ऑर्गेनिक ड्रग-लाइक मॉलिक्यूल्स की जलीय घुलनशीलता की गणना करना और हाइड्रोफोबिसिटी को समझना|publisher=University of St Andrews | year = 2015|hdl=10023/6534|type=Thesis }}</ref><ref name="Palmer et al">{{cite journal|last1=Palmer|first1=D. S. |author2=McDonagh, J. L. |author3=Mitchell, J. B. O. |author4=van Mourik, T. |author5=Fedorov, M. V. |title=प्रथम-सिद्धांत क्रिस्टलीय ड्रगलाइक अणुओं की आंतरिक जलीय विलेयता की गणना| journal = Journal of Chemical Theory and Computation| year = 2012 | pages = 3322–3337 | doi = 10.1021/ct300345m|pmid=26605739 | volume=8|issue=9 |hdl=10023/25470 }}</ref><ref name="McDonagh_et_al">{{cite journal|last1=McDonagh|first1=J. L. |author2=Nath, N. |author3=De Ferrari, L. |author4=van Mourik, T. |author5=Mitchell, J. B. O. |title=क्रिस्टलीय ड्रग जैसे अणुओं की आंतरिक जलीय घुलनशीलता की भविष्यवाणी करने के लिए रासायनिक सूचना विज्ञान और रासायनिक सिद्धांत को एकजुट करना|journal=Journal of Chemical Information and Modeling|year=2014|pages=844–856|doi=10.1021/ci4005805|pmid=24564264 |pmc=3965570 |volume=54|issue=3 }}</रेफरी><ref name="Lusci et al">{{cite journal|last1=Lusci|first1=A.|last2=Pollastri|first2=G.|last3=Baldi|first3=P.|title=केमोइंफॉर्मेटिक्स में डीप आर्किटेक्चर और डीप लर्निंग: ड्रग-लाइक मॉलिक्यूल्स के लिए जलीय विलेयता की भविष्यवाणी| year = 2013 |journal=Journal of Chemical Information and Modeling|pages=1563–1575|doi=10.1021/ci400187y|pmid=23795551|volume=53|issue=7|pmc=3739985}}</ref> | ||
भौतिक सिद्धांत में स्थापित विधियों में थर्मोडायनामिक चक्रों का उपयोग होता है, जो शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्स की एक अवधारणा है। उपयोग किए जाने वाले दो सामान्य थर्मोडायनामिक चक्रों में या तो उर्ध्वपातन ( | भौतिक सिद्धांत में स्थापित विधियों में थर्मोडायनामिक चक्रों का उपयोग होता है, जो शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्स की एक अवधारणा है। उपयोग किए जाने वाले दो सामान्य थर्मोडायनामिक चक्रों में या तो उर्ध्वपातन (अवस्था संक्रमण) (द्रव अवस्था से गुजरे बिना गैस से ठोस) की मुक्त ऊर्जा की गणना और गैसीय अणु (गैस से विलयन) को सॉल्वेट करने की मुक्त ऊर्जा या एन्थैल्पी शामिल है। संलयन (एक पिघला हुआ अवस्था के लिए ठोस) और मिश्रण की मुक्त ऊर्जा (पिघला हुआ विलयन)। इन दो प्रक्रियाओं को निम्नलिखित आरेखों में दर्शाया गया है। | ||
[[File:Sublimation sol cycle3.png|thumb|left|उच्च बनाने की क्रिया के माध्यम से सॉल्वेशन की गणना के लिए थर्मोडायनामिक चक्र]] | [[File:Sublimation sol cycle3.png|thumb|left|उच्च बनाने की क्रिया के माध्यम से सॉल्वेशन की गणना के लिए थर्मोडायनामिक चक्र]] | ||
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*हदबंदी (रसायन विज्ञान) | *हदबंदी (रसायन विज्ञान) | ||
*विलेयशील | *विलेयशील | ||
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*आम-आयन प्रभाव | *आम-आयन प्रभाव | ||
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*धातुकर्म | *धातुकर्म | ||
*पदार्थ विज्ञान | *पदार्थ विज्ञान | ||
*उच्च बनाने की क्रिया ( | *उच्च बनाने की क्रिया (अवस्था संक्रमण) | ||
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Revision as of 13:20, 26 December 2022
4.2 मोलर सांद्रता वाले अमोनियम सल्फेट घोल में क्रिस्टल का निर्माण। विलयन शुरू में 20 डिग्री सेल्सियस पर तैयार किया गया था और फिर 2 दिनों के लिए 4 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत किया गया था।
रसायन विज्ञान में, विलेयताएक रासायनिक पदार्थ की क्षमता है, विलेय, दूसरे पदार्थ, विलायक के साथ मिलकर एक विलयन बनाता है। अविलेयताविलेयताके विपरीत है, इसमें विलेय विलायक के साथ विलयन बनाने में असमर्थता प्रदर्शित करता है।
एक विशिष्ट विलायक में किसी पदार्थ की विलेयता की सीमा को सामान्यतः पर संतृप्त घोल में विलेय की सांद्रता के रूप में मापा जाता है, जिसमें कोई और विलेय नहीं घुल सकता है।[1] इस बिंदु पर, कहा जाता है की दो पदार्थों की आपस में विलेयता साम्यावस्था है। कुछ विलेय और विलायक के लिए, ऐसी कोई सीमा नहीं हो सकती है, जिस स्थिति में दो पदार्थों को "सभी अनुपातों में मिश्रणीय" (या केवल "विलेय") कहा जाता है।[2]
विलेय ठोस,