विलेयता: Difference between revisions
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{{About|यह लेख एक रासायनिक गुणों के बारे में है। | बीजगणितीय अवधारणा के लिए, |हल करने योग्य समूह देखें।|अन्य उपयोगों के लिए, |समाधान (बहुविकल्पी) देखें।}} | {{About|यह लेख एक रासायनिक गुणों के बारे में है। | बीजगणितीय अवधारणा के लिए, |हल करने योग्य समूह देखें।|अन्य उपयोगों के लिए, |समाधान (बहुविकल्पी) देखें।}} | ||
[[File:Chemical precipitation diagram multilang.svg|thumb| | [[File:Chemical precipitation diagram multilang.svg|thumb|विलेये हुए ठोस का उदाहरण (बाएं)]] | ||
[[File:Crystals ammonium sulfate.jpg|thumb|upright|4.2 मोलर सांद्रता वाले [[अमोनियम सल्फेट]] | [[File:Crystals ammonium sulfate.jpg|thumb|upright|4.2 मोलर सांद्रता वाले [[अमोनियम सल्फेट]] विलयन 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।]]<nowiki> </nowiki>[[रसायन विज्ञान]] में, विलेयता एक [[रासायनिक पदार्थ]] की क्षमता है, एक विलेय, दूसरे पदार्थ, विलायक के साथ मिलकर एक विलयन बनाता है। अविलेयता विलेयता के 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 | एक विशिष्ट विलायक में किसी पदार्थ की विलेयता की सीमा को सामान्यतः संतृप्त विलयन में विलेय की सांद्रता के रूप में मापा जाता है, जिसमें कोई और विलेय नहीं विलेय सकता है।<ref name=iupac/> इस बिंदु पर, कहा जाता है की दो पदार्थों की आपस में [[घुलनशीलता संतुलन|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।<ref name=clug2000/> | ||
विलेय [[ठोस]], [[तरल|द्रव]] या [[गैस]] हो सकता है, जबकि विलायक सामान्यतः | विलेय [[ठोस]], [[तरल|द्रव]] या [[गैस]] हो सकता है, जबकि विलायक सामान्यतः ठोस या द्रव होता है। दोनों शुद्ध पदार्थ हो सकते हैं, या स्वयं विलयन हो सकते हैं। अत्यधिक चरम स्थितियों को छोड़कर, गैसें हमेशा सभी अनुपातों में मिश्रणीय होती हैं।<ref name="swaan1966">J. de Swaan Arons and G. A. M. Diepen (1966): "Gas—Gas Equilibria". ''Journal of Chemical Physics'', volume 44, issue 6, page 2322. {{doi|10.1063/1.1727043}}</ref>, और एक ठोस या द्रव गैस में गैसीय अवस्था में ही परिवर्तित होकर ही "विलेय" सकती है। | ||
विलेयता मुख्य रूप से विलेय और विलायक की संरचना (उनके [[पीएच]](pH)और अन्य विलेय हुई पदार्थों की उपस्थिति) के साथ-साथ तापमान और दबाव पर निर्भर करती है। निर्भरता को अक्सर दो पदार्थों के कणों ([[परमाणु]]ओं, [[अणु]]ओं, या [[आयन|आय]]नों) के बीच परस्पर क्रिया के रूप में और [[तापीय धारिता]] और एन्ट्रॉपी जैसी [[ऊष्मप्रवैगिकी|ऊष्मागतिकीय]] अवधारणाओं के संदर्भ में समझाया जा सकता है। | |||
कुछ शर्तों के तहत, विलेय की सांद्रता इसकी सामान्य विलेयता सीमा से अधिक हो सकती है। जिसका परिणाम एक सुपरसैचुरेटेड विलयन है, जो [[metastability|मेटास्टेबल]] है और यदि एक उपयुक्त [[केंद्रक]] साइट दिखाई देती है तो अतिरिक्त विलेय को तेजी से बाहर कर देगा।<ref>{{Cite journal|title = सुपरसैचुरेटेड सेलाइन सॉल्यूशंस पर|journal = Philosophical Transactions of the Royal Society of London|date = 1868-01-01|issn = 0261-0523|pages = 659–673|volume = 158|doi = 10.1098/rstl.1868.0028|first = Charles|last = Tomlinson|s2cid = 110079029}}</ref> | कुछ शर्तों के तहत, विलेय की सांद्रता इसकी सामान्य विलेयता सीमा से अधिक हो सकती है। जिसका परिणाम एक सुपरसैचुरेटेड विलयन है, जो [[metastability|मेटास्टेबल]] है और यदि एक उपयुक्त [[केंद्रक]] साइट दिखाई देती है तो अतिरिक्त विलेय को तेजी से बाहर कर देगा।<ref>{{Cite journal|title = सुपरसैचुरेटेड सेलाइन सॉल्यूशंस पर|journal = Philosophical Transactions of the Royal Society of London|date = 1868-01-01|issn = 0261-0523|pages = 659–673|volume = 158|doi = 10.1098/rstl.1868.0028|first = Charles|last = Tomlinson|s2cid = 110079029}}</ref> | ||
विलेयता की अवधारणा तब लागू नहीं होती है जब दो पदार्थों के बीच एक अपरिवर्तनीय [[रासायनिक प्रतिक्रिया|रासायनिक अभिक्रिया]] होती है, जैसे कि [[हाइड्रोक्लोरिक एसिड|हाइड्रोक्लोरिक अम्ल]] के साथ [[कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड]] की अभिक्रिया; भले ही कोई कह सकता है, अनौपचारिक रूप से, कि एक दूसरे | विलेयता की अवधारणा तब लागू नहीं होती है जब दो पदार्थों के बीच एक अपरिवर्तनीय [[रासायनिक प्रतिक्रिया|रासायनिक अभिक्रिया]] होती है, जैसे कि [[हाइड्रोक्लोरिक एसिड|हाइड्रोक्लोरिक अम्ल]] के साथ [[कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड]] की अभिक्रिया ; भले ही कोई कह सकता है, अनौपचारिक रूप से, कि एक ने दूसरे को "विलेय" कर दिया। विलेयता भी [[समाधान की दर|विलयन की दर]] के समान नहीं है, जो कि द्रव विलायक में एक ठोस विलेय कितनी तेजी से विलेय होता है उस पर निर्भर करती है । यह गुण कई अन्य चरों पर निर्भर करता है, जैसे कि दो पदार्थों का भौतिक रूप और मिश्रण का तरीका और तीव्रता। | ||
रसायन विज्ञान के अलावा कई विज्ञानों में विलेयता की अवधारणा और विलेयता का पैमाना अत्यंत महत्वपूर्ण हैं, जैसे कि भूविज्ञान, जीव विज्ञान, भौतिकी और समुद्र विज्ञान, साथ ही साथ [[अभियांत्रिकी]], चिकित्सा, [[कृषि]] और यहां तक कि गैर-तकनीकी गतिविधियों जैसे [[चित्र]], [[सफाई]], खाना पकाना, और शराब बनाना। वैज्ञानिक, औद्योगिक, या व्यावहारिक हित की अधिकांश रासायनिक अभिक्रियाएँ तभी होती हैं जब [[अभिकर्मक]] को एक उपयुक्त विलायक में | रसायन विज्ञान के अलावा कई विज्ञानों में विलेयता की अवधारणा और विलेयता का पैमाना अत्यंत महत्वपूर्ण हैं, जैसे कि भूविज्ञान, जीव विज्ञान, भौतिकी और समुद्र विज्ञान, साथ ही साथ [[अभियांत्रिकी]], चिकित्सा, [[कृषि]] और यहां तक कि गैर-तकनीकी गतिविधियों जैसे [[चित्र]], [[सफाई]], खाना पकाना, और शराब बनाना। वैज्ञानिक, औद्योगिक, या व्यावहारिक हित की अधिकांश रासायनिक अभिक्रियाएँ तभी होती हैं जब [[अभिकर्मक]] को एक उपयुक्त विलायक में विलेय किया जाता है। जल अब तक का सबसे सामान्य विलायक है। | ||
विलेयता शब्द का प्रयोग कभी-कभी उन सामग्रियों के लिए किया जाता है जो द्रव में बहुत महीन ठोस कणों के [[कोलाइड]] बना सकते हैं।<ref name="korm1988">Claudius Kormann, Detlef W. Bahnemann, and Michael R. Hoffmann (1988): "Preparation and characterization of quantum-size titanium dioxide". ''Journal of Physical Chemistry'',volume 92, issue 18, pages 5196–5201. {{doi|10.1021/j100329a027}}</ref> हालांकि, ऐसे पदार्थों की मात्रात्मक विलेयता सामान्यतः | विलेयता शब्द का प्रयोग कभी-कभी उन सामग्रियों के लिए किया जाता है जो द्रव में बहुत महीन ठोस कणों के [[कोलाइड]] बना सकते हैं।<ref name="korm1988">Claudius Kormann, Detlef W. Bahnemann, and Michael R. Hoffmann (1988): "Preparation and characterization of quantum-size titanium dioxide". ''Journal of Physical Chemistry'',volume 92, issue 18, pages 5196–5201. {{doi|10.1021/j100329a027}}</ref> हालांकि, ऐसे पदार्थों की मात्रात्मक विलेयता सामान्यतः अच्छी तरह से परिभाषित नहीं होती है। | ||
== विलेयता की मात्रा == | == विलेयता की मात्रा == | ||
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विलेयता गतिशील साम्यावस्था के तहत होती है, जिसका अर्थ है कि विलेयता विघटन और अवस्था में सम्मिलित होने के साथ और विरोधी प्रक्रियाओं (जैसे ठोस पदार्थों के [[वर्षा (रसायन विज्ञान)|अवक्षेपण]]) से उत्पन्न होती है। विलेयता साम्यावस्था तब आती है जब दो प्रक्रियाएं समान और विपरीत दरों पर आगे बढ़ती हैं। | विलेयता गतिशील साम्यावस्था के तहत होती है, जिसका अर्थ है कि विलेयता विघटन और अवस्था में सम्मिलित होने के साथ और विरोधी प्रक्रियाओं (जैसे ठोस पदार्थों के [[वर्षा (रसायन विज्ञान)|अवक्षेपण]]) से उत्पन्न होती है। विलेयता साम्यावस्था तब आती है जब दो प्रक्रियाएं समान और विपरीत दरों पर आगे बढ़ती हैं। | ||
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 विलेय उत्पाद देने के लिए ठोस को अपरिवर्तनीय रूप से कम करता है। यह भी सच है कि अधिकांश आयनिक ठोस ध्रुवीय विलायकों द्वारा | 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 विलेय उत्पाद देने के लिए ठोस को अपरिवर्तनीय रूप से कम करता है। यह भी सच है कि अधिकांश आयनिक ठोस ध्रुवीय विलायकों द्वारा विलेय 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 | जब एक विलेय विलेय 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 विलेय 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। | 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। | ||
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एक पदार्थ की दूसरे में विलेयता विलायक और विलेय के बीच अंतर-आणविक बलों के साम्य और सॉल्वेशन के साथ होने वाले एन्ट्रापी परिवर्तन से निर्धारित होती है। तापमान और दबाव जैसे कारक इस साम्य को बदल देंगे, इस प्रकार विलेयता बदल जाएगी। | एक पदार्थ की दूसरे में विलेयता विलायक और विलेय के बीच अंतर-आणविक बलों के साम्य और सॉल्वेशन के साथ होने वाले एन्ट्रापी परिवर्तन से निर्धारित होती है। तापमान और दबाव जैसे कारक इस साम्य को बदल देंगे, इस प्रकार विलेयता बदल जाएगी। | ||
विलेयता विलायक में | विलेयता विलायक में विलेयी 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। | ||
एक ठोस के लिए जो एक रेडॉक्स अभिक्रिया में | एक ठोस के लिए जो एक रेडॉक्स अभिक्रिया में विलेय जाता है, विलेयता विभव पर निर्भरकरती है (विभव की सीमा में जिसके तहत ठोस ऊष्मागतिकीय रूप से स्थिर अवस्था में रहता है)। उदाहरण के लिए, उच्च तापमान वाले जल में सोने की विलेयता लगभग उच्च मैग्नीट्यूड पर देखी जाती है (यानी लगभग दस गुना अधिक) के रूप में देखी जाती है, जब रेडॉक्स क्षमता को अत्यधिक ऑक्सीकरण वाले Fe3O4-Fe2O3 [[रेडॉक्स बफर]] का<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> उपयोग करके मध्यम ऑक्सीकरण वाले Ni-NiO बफर के साथ नियंत्रित किया जाता 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 मोलर सतह क्षेत्र 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 साम्यावस्था पर लेख में समीकरण देखें। अत्यधिक दोषपूर्ण क्रिस्टल के लिए, जैसे जैसे विकार बढ़ेगा वैसे वैसे विलेयता बढ़ती है।ये दोनों प्रभाव क्रिस्टल की गिब्स ऊर्जा पर विलेयता स्थिरांक की निर्भरता के कारण उत्पन्न 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 मोलर सतह क्षेत्र 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 साम्यावस्था पर लेख में समीकरण देखें। अत्यधिक दोषपूर्ण क्रिस्टल के लिए, जैसे जैसे विकार बढ़ेगा वैसे वैसे विलेयता बढ़ती है।ये दोनों प्रभाव क्रिस्टल की गिब्स ऊर्जा पर विलेयता स्थिरांक की निर्भरता के कारण उत्पन्न 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 पानी में कम विलेय 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 विलायक में अधिक विलेय होती है (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 पानी में कम विलेय 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 विलायक में अधिक विलेय होती है (उनके सॉल्वैंशन से संबंधित एंडोथर्मिक विघटन अभिक्रिया)।<ref name=hill/> | ||
चार्ट द्रव पानी में कुछ विशिष्ट ठोस अकार्बनिक लवण (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|डाइसोडियम हाइड्रोजन आर्सेनेट]] की तरह व्यवहार करते हैं, और तापमान के साथ विलेयता में बड़ी वृद्धि दिखाते हैं (ΔH > 0)। कुछ विलेय (जैसे पानी में [[सोडियम क्लोराइड]]) विलेयता प्रदर्शित करते हैं जो तापमान पर निर्भर नहीं करती (ΔH ≈ 0)। कुछ, जैसे [[कैल्शियम सल्फेट]] ([[जिप्सम]]) और [[सेरियम (III) सल्फेट|सीरियम (III) सल्फेट]], तापमान बढ़ने पर पानी में कम विलेय 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 विलेयता 25 डिग्री सेल्सियस पर इसके मूल्य का लगभग आधा है। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का पानी में | चार्ट द्रव पानी में कुछ विशिष्ट ठोस अकार्बनिक लवण (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|डाइसोडियम हाइड्रोजन आर्सेनेट]] की तरह व्यवहार करते हैं, और तापमान के साथ विलेयता में बड़ी वृद्धि दिखाते हैं (ΔH > 0)। कुछ विलेय (जैसे पानी में [[सोडियम क्लोराइड]]) विलेयता प्रदर्शित करते हैं जो तापमान पर निर्भर नहीं करती (ΔH ≈ 0)। कुछ, जैसे [[कैल्शियम सल्फेट]] ([[जिप्सम]]) और [[सेरियम (III) सल्फेट|सीरियम (III) सल्फेट]], तापमान बढ़ने पर पानी में कम विलेय 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 विलेयता 25 डिग्री सेल्सियस पर इसके मूल्य का लगभग आधा है। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का पानी में विलेयना 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 विलेयता बढ़ जाती है। इस तापमान निर्भरता को कभी-कभी "प्रतिगामी" या "प्रतिलोम" विलेयता कहा जाता है। कभी-कभी, एक अधिक जटिल पैटर्न देखा जाता है, जैसे कि सोडियम सल्फेट के साथ, जहां कम विलेय डिकाहाइड्रेट 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 विलेय [[निर्जल]] अवस्था ([[निर्जल|थेनाडाइट]]) बन सके। {{Citation needed|date=July 2008}} | ||
[[File:Temperature dependence solublity of solid in liquid water high temperature.svg|right|400px]]तापमान के साथ [[कार्बनिक यौगिक|कार्बनिक यौगिकों]] की विलेयता लगभग हमेशा बढ़ जाती है। ठोस पदार्थों के शुद्धिकरण के लिए उपयोग की जाने वाली पुनर्क्रिस्टलीकरण 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|कार्बनिक यौगिकों]] की विलेयता लगभग हमेशा बढ़ जाती है। ठोस पदार्थों के शुद्धिकरण के लिए उपयोग की जाने वाली पुनर्क्रिस्टलीकरण 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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विलायक में गैसों की विलेयता की मात्रा निर्धारित करने के लिए हेनरी के नियम का उपयोग किया जाता है। किसी विलायक में गैस की विलेयता विलायक के ऊपर उस गैस के [[आंशिक दबाव]] के समानुपाती होती है। यह संबंध राउल्ट के नियम के समान है और इसे इस प्रकार लिखा जा सकता है: | विलायक में गैसों की विलेयता की मात्रा निर्धारित करने के लिए हेनरी के नियम का उपयोग किया जाता है। किसी विलायक में गैस की विलेयता विलायक के ऊपर उस गैस के [[आंशिक दबाव]] के समानुपाती होती है। यह संबंध राउल्ट के नियम के समान है और इसे इस प्रकार लिखा जा सकता है: | ||
:<math> p = k_{\rm H}\, c </math> | :<math> p = k_{\rm H}\, c </math> | ||
कहाँ पे <math>k_{\rm H}</math> एक तापमान-निर्भर स्थिरांक है ((उदाहरण के लिए, 298 K पर पानी में डाइऑक्सीजन (O2) के लिए 769.2 लीटर [[वातावरण (इकाई)|atm/mol]] ), <math>p</math> आंशिक दबाव (एटीएम में) है, और <math>c</math> द्रव में | कहाँ पे <math>k_{\rm H}</math> एक तापमान-निर्भर स्थिरांक है ((उदाहरण के लिए, 298 K पर पानी में डाइऑक्सीजन (O2) के लिए 769.2 लीटर [[वातावरण (इकाई)|atm/mol]] ), <math>p</math> आंशिक दबाव (एटीएम में) है, और <math>c</math> द्रव में विलेयित गैस की सांद्रता है (mol/L में)। | ||
बन्सेन विलेयता गुणांक का उपयोग करके कभी-कभी गैसों की विलेयता भी निर्धारित की जाती है। | बन्सेन विलेयता गुणांक का उपयोग करके कभी-कभी गैसों की विलेयता भी निर्धारित की जाती है। | ||
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विलेयता की भविष्यवाणी करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक लोकप्रिय सूत्र "लाइक डिसॉल्व लाइक हैं" वैसे ही लैटिन भाषा में "सिमिलिया सिमिलिबस विलायक" के रूप में भी व्यक्त किया गया है।<ref>{{cite book| author=Kenneth J. Williamson| title=मैक्रोस्केल और माइक्रोस्केल ऑर्गेनिक प्रयोग| page=[https://archive.org/details/macroscalemicro100will/page/40 40]| edition=2nd| publisher=D. C, Heath| location=Lexington, Massachusetts| year=1994| isbn=978-0-669-19429-6| url=https://archive.org/details/macroscalemicro100will/page/40}}</ref> यह कथन इंगित करता है कि मिश्रण के अनुकूल एन्ट्रापी के आधार पर, एक विलेय एक विलायक में सबसे अच्छी तरह से विलेय हो जाएगा जिसकी [[रासायनिक संरचना]] स्वयं के समान है। यह दृष्टिकोण सरल है, लेकिन यह थम्ब का एक उपयोगी नियम है। एक विलायक की समग्र सॉल्वैंशन क्षमता मुख्य रूप से इसकी [[रासायनिक ध्रुवीयता|ध्रुवीयता]] पर निर्भर करती है।{{Efn|The solvent polarity is ''defined'' as its solvation power according to Reichardt.}} उदाहरण के लिए, एक बहुत ध्रुवीय ([[हाइड्रोफिलिक]]) विलेय जैसे कि [[यूरिया]] अत्यधिक ध्रुवीय पानी में विलेय है, अत्यधिक ध्रुवीय [[मेथनॉल]] में कम विलेय है, और [[बेंजीन]] जैसे गैर-ध्रुवीय विलायक में व्यावहारिक रूप से अविलेय है। इसके विपरीत, एक गैर-ध्रुवीय या [[lipophilicity|लिपोफिलिसिटी]] विलेय जैसे [[नेफ़थलीन]] पानी में अविलेय है, मेथनॉल में काफी विलेय है, और गैर-ध्रुवीय बेंजीन में अत्यधिक विलेय है।<ref>{{cite book| title = मर्क इंडेक्स| edition=7th| publisher= Merck & Co.|year=1960}}</ref> | विलेयता की भविष्यवाणी करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक लोकप्रिय सूत्र "लाइक डिसॉल्व लाइक हैं" वैसे ही लैटिन भाषा में "सिमिलिया सिमिलिबस विलायक" के रूप में भी व्यक्त किया गया है।<ref>{{cite book| author=Kenneth J. Williamson| title=मैक्रोस्केल और माइक्रोस्केल ऑर्गेनिक प्रयोग| page=[https://archive.org/details/macroscalemicro100will/page/40 40]| edition=2nd| publisher=D. C, Heath| location=Lexington, Massachusetts| year=1994| isbn=978-0-669-19429-6| url=https://archive.org/details/macroscalemicro100will/page/40}}</ref> यह कथन इंगित करता है कि मिश्रण के अनुकूल एन्ट्रापी के आधार पर, एक विलेय एक विलायक में सबसे अच्छी तरह से विलेय हो जाएगा जिसकी [[रासायनिक संरचना]] स्वयं के समान है। यह दृष्टिकोण सरल है, लेकिन यह थम्ब का एक उपयोगी नियम है। एक विलायक की समग्र सॉल्वैंशन क्षमता मुख्य रूप से इसकी [[रासायनिक ध्रुवीयता|ध्रुवीयता]] पर निर्भर करती है।{{Efn|The solvent polarity is ''defined'' as its solvation power according to Reichardt.}} उदाहरण के लिए, एक बहुत ध्रुवीय ([[हाइड्रोफिलिक]]) विलेय जैसे कि [[यूरिया]] अत्यधिक ध्रुवीय पानी में विलेय है, अत्यधिक ध्रुवीय [[मेथनॉल]] में कम विलेय है, और [[बेंजीन]] जैसे गैर-ध्रुवीय विलायक में व्यावहारिक रूप से अविलेय है। इसके विपरीत, एक गैर-ध्रुवीय या [[lipophilicity|लिपोफिलिसिटी]] विलेय जैसे [[नेफ़थलीन]] पानी में अविलेय है, मेथनॉल में काफी विलेय है, और गैर-ध्रुवीय बेंजीन में अत्यधिक विलेय है।<ref>{{cite book| title = मर्क इंडेक्स| edition=7th| publisher= Merck & Co.|year=1960}}</ref> | ||
[[File:Sodium chloride dissolution.jpg|thumb|upright=2.2|पानी में सोडियम क्लोराइड का | [[File:Sodium chloride dissolution.jpg|thumb|upright=2.2|पानी में सोडियम क्लोराइड का विलेयना]]और भी सरल शब्दों में एक साधारण [[आयनिक यौगिक]] (सकारात्मक और नकारात्मक आयनों के साथ) जैसे सोडियम क्लोराइड (सामान्य लवण) अत्यधिक रासायनिक ध्रुवीय विलायक (सकारात्मक (δ+) और नकारात्मक (δ-) के कुछ पृथक्करण के साथ आसानी से विलेय होता है। सहसंयोजक अणु में) जैसे कि पानी, इस प्रकार समुद्र खारा है क्योंकि यह प्रारंभिक भूवैज्ञानिक युगों से विलेय लवणों को जमा करता है। | ||
विलेयताएन्ट्रापी ऑफ मिक्सिंग (ΔS) द्वारा पसंद की जाती है और यह [[विघटन की तापीय धारिता]] (ΔH) और [[हाइड्रोफोबिक प्रभाव]] पर निर्भर करती है। विघटन की [[थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा]] ([[गिब्स ऊर्जा]]) तापमान पर निर्भर करती है और रिश्ते द्वारा दी जाती है: ΔG = ΔH - TΔS। छोटे ΔG का अर्थ है अधिक विलेयता। | विलेयताएन्ट्रापी ऑफ मिक्सिंग (ΔS) द्वारा पसंद की जाती है और यह [[विघटन की तापीय धारिता]] (ΔH) और [[हाइड्रोफोबिक प्रभाव]] पर निर्भर करती है। विघटन की [[थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा]] ([[गिब्स ऊर्जा]]) तापमान पर निर्भर करती है और रिश्ते द्वारा दी जाती है: ΔG = ΔH - TΔS। छोटे ΔG का अर्थ है अधिक विलेयता। | ||
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== विघटन की दर == | == विघटन की दर == | ||
विघटन एक तात्कालिक प्रक्रिया नहीं है। विलेयता की दर (किग्रा/सेकेंड में) विलेयता उत्पाद और सामग्री के सतह क्षेत्र से संबंधित है। जिस गति से एक ठोस | विघटन एक तात्कालिक प्रक्रिया नहीं है। विलेयता की दर (किग्रा/सेकेंड में) विलेयता उत्पाद और सामग्री के सतह क्षेत्र से संबंधित है। जिस गति से एक ठोस विलेयता है वह अनाकार ठोस और सतह क्षेत्र (क्रिस्टलीय आकार) और बहुरूपता (सामग्री विज्ञान) की उपस्थिति के मामले में इसकी क्रिस्टलीयता या इसकी कमी पर निर्भर हो सकता है। कई व्यावहारिक प्रणालियां इस प्रभाव को दर्शाती हैं, उदाहरण के लिए नियंत्रित [[दवा वितरण]] के लिए डिजाइनिंग के तरीके। कुछ मामलों में, विलेयता साम्य स्थापित करने में लंबा समय लग सकता है (घंटों, दिनों, महीनों, या कई वर्षों; विलेय की प्रकृति और अन्य कारकों के आधार पर)। | ||
विघटन की दर को अक्सर नॉयस-व्हिटनी समीकरण या नर्नस्ट और ब्रूनर समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है<ref>{{cite journal|first1=Aristides |last1=Dokoumetzidis |first2=Panos |last2=Macheras |date=2006|title=विघटन अनुसंधान की एक सदी: नॉयस और व्हिटनी से बायोफार्मास्यूटिक्स वर्गीकरण प्रणाली तक|journal=Int. J. Pharm. |volume=321|issue=1–2 |pages=1–11 |doi=10.1016/j.ijpharm.2006.07.011|pmid=16920290 |url=https://zenodo.org/record/853239 }}</ref> वह इस प्रकार है: | विघटन की दर को अक्सर नॉयस-व्हिटनी समीकरण या नर्नस्ट और ब्रूनर समीकरण द्वारा व्यक्त किया जा सकता है<ref>{{cite journal|first1=Aristides |last1=Dokoumetzidis |first2=Panos |last2=Macheras |date=2006|title=विघटन अनुसंधान की एक सदी: नॉयस और व्हिटनी से बायोफार्मास्यूटिक्स वर्गीकरण प्रणाली तक|journal=Int. J. Pharm. |volume=321|issue=1–2 |pages=1–11 |doi=10.1016/j.ijpharm.2006.07.011|pmid=16920290 |url=https://zenodo.org/record/853239 }}</ref> वह इस प्रकार है: | ||
:<math>\frac {\mathrm{d}m} {\mathrm{d}t} = A \frac {D} {d} (C_\mathrm{s}-C_\mathrm{b})</math> | :<math>\frac {\mathrm{d}m} {\mathrm{d}t} = A \frac {D} {d} (C_\mathrm{s}-C_\mathrm{b})</math> | ||
कहाँ पे: | कहाँ पे: | ||
* <math>m</math> = | * <math>m</math> = विलेयित पदार्थ का द्रव्यमान | ||
* <math>t</math> = समय | * <math>t</math> = समय | ||
* <math>A</math> = | * <math>A</math> = विलेयने वाले पदार्थ और विलायक के बीच इंटरफेस का सतह क्षेत्र | ||
* <math>D</math> = [[प्रसार गुणांक]] | * <math>D</math> = [[प्रसार गुणांक]] | ||
* <math>d</math> = | * <math>d</math> = विलेयने वाले पदार्थ की सतह पर विलायक की सीमा परत की मोटाई | ||
* <math>C_s</math> = सतह पर पदार्थ की द्रव्यमान सांद्रता | * <math>C_s</math> = सतह पर पदार्थ की द्रव्यमान सांद्रता | ||
* <math>C_b</math> = विलायक के थोक में पदार्थ की द्रव्यमान सांद्रता | * <math>C_b</math> = विलायक के थोक में पदार्थ की द्रव्यमान सांद्रता | ||
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=== विलेयता उत्पाद === | === विलेयता उत्पाद === | ||
विलेयता स्थिरांक का उपयोग आयनिक यौगिकों के अपेक्षाकृत कम विलेयता के संतृप्त विलयनों का वर्णन करने के लिए किया जाता है <!--not only ionic cmpds-->(विलेयता साम्य देखें)। विलेयता स्थिरांक साम्य स्थिरांक का एक विशेष मामला है। चूंकि यह साम्यावस्था में आयन सांद्रता का उत्पाद है, इसलिए इसे विलेयता उत्पाद के रूप में भी जाना जाता है। यह विलेय लवण और अविलेय लवण के आपस में | विलेयता स्थिरांक का उपयोग आयनिक यौगिकों के अपेक्षाकृत कम विलेयता के संतृप्त विलयनों का वर्णन करने के लिए किया जाता है <!--not only ionic cmpds-->(विलेयता साम्य देखें)। विलेयता स्थिरांक साम्य स्थिरांक का एक विशेष मामला है। चूंकि यह साम्यावस्था में आयन सांद्रता का उत्पाद है, इसलिए इसे विलेयता उत्पाद के रूप में भी जाना जाता है। यह विलेय लवण और अविलेय लवण के आपस में विलेयकर प्राप्त आयनों के बीच संतुलन का वर्णन करता है। विलेयता स्थिरांक अवक्षेपण पर भी लागू होता है (यानी उपयोगी), विलेयने वाली अभिक्रिया के विपरीत। जैसा कि अन्य साम्य स्थिरांकों के साथ होता है, [[तापमान]] विलेयता स्थिरांक के संख्यात्मक मान को प्रभावित कर सकता है। जबकि विलेयता स्थिरांक विलेयता जितना सरल नहीं है, इस स्थिरांक का मान सामान्यतः विलायक में अन्य प्रजातियों की उपस्थिति से स्वतंत्र होता है। | ||
=== अन्य सिद्धांत === | === अन्य सिद्धांत === | ||
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[[ऑक्टेनॉल-जल विभाजन गुणांक]], जिसे सामान्यतः इसके लघुगणक (लॉग पी) के रूप में व्यक्त किया जाता है, एक [[जल विरोधी]] सॉल्वेंट ([[1-ऑक्टेनॉल]]) और एक हाइड्रोफाइल सॉल्वेंट (पानी) में एक यौगिक की अंतर विलेयता का एक उपाय है। इन दो मूल्यों का लघुगणक हाइड्रोफिलिसिटी (या हाइड्रोफोबिसिटी) के संदर्भ में यौगिकों को रैंक करने में सक्षम बनाता है। | [[ऑक्टेनॉल-जल विभाजन गुणांक]], जिसे सामान्यतः इसके लघुगणक (लॉग पी) के रूप में व्यक्त किया जाता है, एक [[जल विरोधी]] सॉल्वेंट ([[1-ऑक्टेनॉल]]) और एक हाइड्रोफाइल सॉल्वेंट (पानी) में एक यौगिक की अंतर विलेयता का एक उपाय है। इन दो मूल्यों का लघुगणक हाइड्रोफिलिसिटी (या हाइड्रोफोबिसिटी) के संदर्भ में यौगिकों को रैंक करने में सक्षम बनाता है। | ||
विलेयने से जुड़ा ऊर्जा परिवर्तन सामान्यतः विलेय के प्रति मोल को विलयन की एन्थैल्पी के रूप में दिया जाता है। | |||
== अनुप्रयोग == | == अनुप्रयोग == | ||
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विलेयता को अक्सर किसी पदार्थ के विशिष्ट गुणों में से एक कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि विलेयता का उपयोग सामान्यतः पदार्थ का वर्ण | |||