विलेयता: Difference between revisions
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अविलेयता, या समान शर्तों के रूप में किसी चीज़ का वर्णन करने के लिए थ्रेसहोल्ड, अनुप्रयोग पर निर्भर हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक स्रोत बताता है कि जब पदार्थों की | अविलेयता, या समान शर्तों के रूप में किसी चीज़ का वर्णन करने के लिए थ्रेसहोल्ड, अनुप्रयोग पर निर्भर हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक स्रोत बताता है कि जब पदार्थों की विलेयता 0.1 ग्राम प्रति 100 एमएल विलायक से कम होती है तो पदार्थों को "अघुलनशील" के रूप में वर्णित किया जाता है। | ||
== आणविक दृश्य == | == आणविक दृश्य == | ||
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। | ||
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===तापमान=== | ===तापमान=== | ||
किसी दिए गए विलायक में किसी दिए गए विलेय की विलेयता तापमान का फलन है। विघटन प्रतिक्रिया के तापीय धारिता (ΔH) में परिवर्तन के आधार पर, यानी, [[एंडोथर्मिक प्रक्रिया]] (ΔH > 0) या [[एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया]] (ΔH < 0) विघटन प्रतिक्रिया के लक्षण पर, किसी दिए गए यौगिक की | किसी दिए गए विलायक में किसी दिए गए विलेय की विलेयता तापमान का फलन है। विघटन प्रतिक्रिया के तापीय धारिता (ΔH) में परिवर्तन के आधार पर, यानी, [[एंडोथर्मिक प्रक्रिया]] (ΔH > 0) या [[एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया]] (ΔH < 0) विघटन प्रतिक्रिया के लक्षण पर, किसी दिए गए यौगिक की विलेयता तापमान के साथ बढ़ या घट सकती है। वैन 'टी हॉफ समीकरण तापमान परिवर्तन और प्रतिक्रिया एन्थैल्पी परिवर्तन के लिए विलेयता साम्यावस्था स्थिरांक (केएसपी) के परिवर्तन से संबंधित है। अधिकांश ठोस और द्रव पदार्थों के लिए, तापमान के साथ उनकी विलेयता बढ़ जाती है क्योंकि उनकी विघटन अभिक्रिया एंडोथर्मिक (ΔH > 0) होती है।<ref name = hill>John W. Hill, Ralph H. Petrucci, ''General Chemistry'', 2nd edition, Prentice Hall, 1999.</ref> उच्च तापमान पर द्रव पानी में, (जैसे कि महत्वपूर्ण तापमान के करीब), द्रव पानी के गुणों और संरचना में परिवर्तन के कारण आयनिक विलेय की विलेयता कम हो जाती है; कम ढांकता हुआ स्थिरांक एक कम [[ध्रुवीय विलायक]] और जलयोजन ऊर्जा के परिवर्तन में विघटन अभिक्रिया के ΔG को प्रभावित करता है। | ||
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/> | ||
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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। | ||
छोटे बुलबुले की उपस्थिति में, गैस की | छोटे बुलबुले की उपस्थिति में, गैस की विलेयता दबाव पर त्रिज्या के प्रभाव के अलावा किसी अन्य तरीके से बुलबुला त्रिज्या पर निर्भर नहीं करती है। (अर्थात छोटे बुलबुले के संपर्क में द्रव में गैस की विलेयता बढ़ जाती है) Δp = 2γ/r द्वारा दबाव बढ़ाने के लिए; यंग-लाप्लास समीकरण देखें)।<ref>{{cite journal| doi=10.1007/BF00550401| author=G.W. Greenwood|title=गैस के बुलबुले की घुलनशीलता|journal=Journal of Materials Science|volume=4|pages= 320–322|year= 1969|bibcode = 1969JMatS...4..320G| issue=4 | s2cid=93098036}}</ref> | ||
हेनरी का नियम गैसों के लिए मान्य है जो विघटन पर रासायनिक प्रजाति परिवर्तन से नहीं गुजरते हैं। सिवर्ट्स का कानून एक मामला दिखाता है जब यह धारणा सही नहीं होती है। | हेनरी का नियम गैसों के लिए मान्य है जो विघटन पर रासायनिक प्रजाति परिवर्तन से नहीं गुजरते हैं। सिवर्ट्स का कानून एक मामला दिखाता है जब यह धारणा सही नहीं होती है। | ||
[[समुद्री जल]] में [[कार्बन डाइआक्साइड]] विलेयता भी तापमान, विलयन के पीएच और [[कार्बोनेट]] बफर द्वारा प्रभावित होती है। तापमान बढ़ने पर समुद्री जल में कार्बन डाइऑक्साइड की विलेयता में कमी भी एक महत्वपूर्ण पूर्वव्यापी कारक (सकारात्मक अभिक्रिया) है जो अतीत और भविष्य के [[जलवायु परिवर्तन (सामान्य अवधारणा)]] को बढ़ा देता है जैसा कि [[अंटार्कटिका]] में वोस्तोक साइट से बर्फ के कोर में देखा गया है। भूगर्भीय समय के पैमाने पर, [[मिलनकोविच चक्र]] के कारण, जब पृथ्वी की कक्षा के खगोलीय पैरामीटर और इसके घूर्णन अक्ष उत्तरोत्तर बदलते हैं और पृथ्वी की सतह पर [[सौर विकिरण]] को संशोधित करते हैं, तो तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है। जब हिमस्खलन की अवधि शुरू की जाती है, तो महासागरों का उत्तरोत्तर तापन CO2 को वायुमंडल में छोड़ता है क्योंकि गर्म समुद्र के पानी में इसकी | [[समुद्री जल]] में [[कार्बन डाइआक्साइड]] विलेयता भी तापमान, विलयन के पीएच और [[कार्बोनेट]] बफर द्वारा प्रभावित होती है। तापमान बढ़ने पर समुद्री जल में कार्बन डाइऑक्साइड की विलेयता में कमी भी एक महत्वपूर्ण पूर्वव्यापी कारक (सकारात्मक अभिक्रिया) है जो अतीत और भविष्य के [[जलवायु परिवर्तन (सामान्य अवधारणा)]] को बढ़ा देता है जैसा कि [[अंटार्कटिका]] में वोस्तोक साइट से बर्फ के कोर में देखा गया है। भूगर्भीय समय के पैमाने पर, [[मिलनकोविच चक्र]] के कारण, जब पृथ्वी की कक्षा के खगोलीय पैरामीटर और इसके घूर्णन अक्ष उत्तरोत्तर बदलते हैं और पृथ्वी की सतह पर [[सौर विकिरण]] को संशोधित करते हैं, तो तापमान बढ़ना शुरू हो जाता है। जब हिमस्खलन की अवधि शुरू की जाती है, तो महासागरों का उत्तरोत्तर तापन CO2 को वायुमंडल में छोड़ता है क्योंकि गर्म समुद्र के पानी में इसकी विलेयता कम होती है। बदले में, CO<sub>2</sub> का उच्च स्तर [[ग्रीनहाउस प्रभाव]] में वृद्धि करता है और कार्बन डाइऑक्साइड सामान्य वार्मिंग के प्रवर्धक के रूप में कार्य करता है। | ||
== ध्रुवीयता == | == ध्रुवीयता == | ||
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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 वर्णन करने के लिए, किसी पदार्थ की ध्रुवीयता को इंगित करने के लिए, इसे अन्य पदार्थों से अलग करने में मदद करने के लिए, और पदार्थ के अनुप्रयोगों के लिए एक गाइड के रूप मेंकिया जाता है। उदाहरण के लिए, इंडिगो को "पानी, शराब, या ईथर में अघुलनशील लेकिन क्लोरोफॉर्म, नाइट्रोबेंजीन, या सल्फ्यूरिक एसिड में घुलनशील" के रूप में वर्णित किया गया है।{{Citation needed|date=July 2008}} | विलेयता को अक्सर किसी पदार्थ के विशिष्ट गुणों में से एक कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि विलेयता का उपयोग सामान्यतः पदार्थ का वर्णन करने के लिए, किसी पदार्थ की ध्रुवीयता को इंगित करने के लिए, इसे अन्य पदार्थों से अलग करने में मदद करने के लिए, और पदार्थ के अनुप्रयोगों के लिए एक गाइड के रूप मेंकिया जाता है। उदाहरण के लिए, इंडिगो को "पानी, शराब, या ईथर में अघुलनशील लेकिन क्लोरोफॉर्म, नाइट्रोबेंजीन, या सल्फ्यूरिक एसिड में घुलनशील" के रूप में वर्णित किया गया है।{{Citation needed|date=July 2008}} | ||
मिश्रण को अलग करते समय किसी पदार्थ की विलेयता उपयोगी होती है। उदाहरण के लिए, लवण (सोडियम [[क्लोराइड]]) और सिलिका के मिश्रण को लवण को पानी में घोलकर और बिना घुले सिलिका को छानकर अलग किया जा सकता है। रासायनिक यौगिकों का संश्लेषण, एक प्रयोगशाला में मिलीग्राम द्वारा, या उद्योग में टन द्वारा, दोनों वांछित उत्पाद की सापेक्ष विलेयताओं का उपयोग करते हैं, साथ ही अलग-अलग प्रारंभिक सामग्री, उप-उत्पादों और साइड उत्पादों को अलग करने के लिए उपयोग करते हैं। जिसका अर्थ है कि | मिश्रण को अलग करते समय किसी पदार्थ की विलेयता उपयोगी होती है। उदाहरण के लिए, लवण (सोडियम [[क्लोराइड]]) और सिलिका के मिश्रण को लवण को पानी में घोलकर और बिना घुले सिलिका को छानकर अलग किया जा सकता है। रासायनिक यौगिकों का संश्लेषण, एक प्रयोगशाला में मिलीग्राम द्वारा, या उद्योग में टन द्वारा, दोनों वांछित उत्पाद की सापेक्ष विलेयताओं का उपयोग करते हैं, साथ ही अलग-अलग प्रारंभिक सामग्री, उप-उत्पादों और साइड उत्पादों को अलग करने के लिए उपयोग करते हैं। जिसका अर्थ है कि विलेयता का उपयोग आमतौर पर पदार्थ का वर्णन करने के लिए किया जाता है, पदार्थ की ध्रुवीयता को इंगित करने के लिए, इसे अन्य पदार्थों से अलग करने में मदद करने के लिए और पदार्थ के अनुप्रयोगों के लिए एक गाइड के रूप में उपयोग किया जाता है। | ||
इसका एक और उदाहरण [[फेनिलमैग्नीशियम ब्रोमाइड]] और [[सूखी बर्फ]] से [[बेंज़ोइक अम्ल]] का संश्लेषण है। बेंजोइक एसिड एक कार्बनिक विलायक जैसे डाइक्लोरोमेथेन या [[डायइथाइल इथर|डाईइथाइल इथर]] में अधिक विलेय होता है, और जब इस कार्बनिक विलायक के साथ एक अलग फ़नल में हिलाया जाता है, तो यह कार्बनिक परत में अधिमानतः विलेय हो जाएगा। मैग्नीशियम ब्रोमाइड सहित अन्य अभिक्रिया उत्पाद, जलीय परत में बने रहेंगे, जो स्पष्ट रूप से दिखाते हैं कि विलेयता के आधार पर पृथक्करण हासिल किया गया है। द्रव-द्रव निष्कर्षण के रूप में जानी जाने वाली यह प्रक्रिया [[सिंथेटिक रसायन]] विज्ञान में एक महत्वपूर्ण तकनीक है। अधिकतम निष्कर्षण सुनिश्चित करने के लिए पुनर्चक्रण का उपयोग किया जाता है। | इसका एक और उदाहरण [[फेनिलमैग्नीशियम ब्रोमाइड]] और [[सूखी बर्फ]] से [[बेंज़ोइक अम्ल]] का संश्लेषण है। बेंजोइक एसिड एक कार्बनिक विलायक जैसे डाइक्लोरोमेथेन या [[डायइथाइल इथर|डाईइथाइल इथर]] में अधिक विलेय होता है, और जब इस कार्बनिक विलायक के साथ एक अलग फ़नल में हिलाया जाता है, तो यह कार्बनिक परत में अधिमानतः विलेय हो जाएगा। मैग्नीशियम ब्रोमाइड सहित अन्य अभिक्रिया उत्पाद, जलीय परत में बने रहेंगे, जो स्पष्ट रूप से दिखाते हैं कि विलेयता के आधार पर पृथक्करण हासिल किया गया है। द्रव-द्रव निष्कर्षण के रूप में जानी जाने वाली यह प्रक्रिया [[सिंथेटिक रसायन]] विज्ञान में एक महत्वपूर्ण तकनीक है। अधिकतम निष्कर्षण सुनिश्चित करने के लिए पुनर्चक्रण का उपयोग किया जाता है। | ||
=== विभेदक विलेयता === | === विभेदक विलेयता === | ||
बहने वाली प्रणालियों में, | बहने वाली प्रणालियों में, विलेयता में अंतर अक्सर प्रजातियों के विघटन-अवक्षेपण संचालित परिवहन को निर्धारित करता है। ऐसा तब होता है जब सिस्टम के अलग-अलग हिस्से अलग-अलग स्थितियों का अनुभव करते हैं। पर्याप्त समय दिए जाने पर थोड़ी भिन्न स्थितियों के भी महत्वपूर्ण प्रभाव हो सकते हैं। | ||
उदाहरण के लिए, अपेक्षाकृत कम विलेयता वाले यौगिक अधिक चरम वातावरण में विलेय होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पृथ्वी की पपड़ी में हाइड्रोथर्मल द्रव पदार्थों की गतिविधि के भू-रासायनिक और भूवैज्ञानिक प्रभाव होते हैं। ये अक्सर उच्च गुणवत्ता वाले आर्थिक खनिज भंडार और कीमती या अर्ध-कीमती रत्नों के स्रोत होते हैं। उसी तरह, कम विलेयता वाले यौगिक विस्तारित समय (भूवैज्ञानिक समय) में घुल जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक गुफा प्रणाली या कार्स्टिक भूमि की सतह जैसे महत्वपूर्ण प्रभाव होंगे। | उदाहरण के लिए, अपेक्षाकृत कम विलेयता वाले यौगिक अधिक चरम वातावरण में विलेय होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पृथ्वी की पपड़ी में हाइड्रोथर्मल द्रव पदार्थों की गतिविधि के भू-रासायनिक और भूवैज्ञानिक प्रभाव होते हैं। ये अक्सर उच्च गुणवत्ता वाले आर्थिक खनिज भंडार और कीमती या अर्ध-कीमती रत्नों के स्रोत होते हैं। उसी तरह, कम विलेयता वाले यौगिक विस्तारित समय (भूवैज्ञानिक समय) में घुल जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक गुफा प्रणाली या कार्स्टिक भूमि की सतह जैसे महत्वपूर्ण प्रभाव होंगे। | ||
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:{{chem2|AgCl_{(s)} <–> Ag+_{(aq)} + Cl–_{(aq)}|}} | :{{chem2|AgCl_{(s)} <–> Ag+_{(aq)} + Cl–_{(aq)}|}} | ||
हालाँकि, पानी की दी गई मात्रा में कितना लवण घोला जा सकता है, इसकी एक सीमा है। यह सांद्रता विलेयता है और और | हालाँकि, पानी की दी गई मात्रा में कितना लवण घोला जा सकता है, इसकी एक सीमा है। यह सांद्रता विलेयता है और और विलेयता उत्पाद, Ksp से संबंधित है। यह साम्य स्थिरांक लवण के प्रकार पर निर्भर करता है (उदाहरण के लिए {{chem2|AgCl}} बनाम {{chem2|NaCl}}), तापमान और सम आयन प्रभाव। | ||
की राशि की गणना कर सकते हैं {{chem2|AgCl}} जो 1 लीटर शुद्ध पानी में इस प्रकार घुलेगा: | की राशि की गणना कर सकते हैं {{chem2|AgCl}} जो 1 लीटर शुद्ध पानी में इस प्रकार घुलेगा: | ||
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== कार्बनिक यौगिकों की विलेयता == | == कार्बनिक यौगिकों की विलेयता == | ||
#ध्रुवीयता के तहत ऊपर उल्लिखित सिद्धांत, लाइक डिसॉल्व लाइक, जैविक प्रणालियों के साथ | #ध्रुवीयता के तहत ऊपर उल्लिखित सिद्धांत, लाइक डिसॉल्व लाइक, जैविक प्रणालियों के साथ विलेयता का सामान्य मार्गदर्शक है। उदाहरण के लिए, पेट्रोलियम जेली गैसोलीन में घुल जाएगी क्योंकि पेट्रोलियम जेली और गैसोलीन दोनों गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन हैं। दूसरी ओर, यह [[एथिल अल्कोहोल|एथिल एल्कोहल]] या पानी में नहीं घुलेगा, क्योंकि इन विलायक की ध्रुवीयता बहुत अधिक है। चीनी गैसोलीन में नहीं घुलेगी, क्योंकि चीनी गैसोलीन की तुलना में बहुत अधिक ध्रुवीय है। इसलिए गैसोलीन और चीनी के मिश्रण को पानी से छानकर या [[सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन|विलायक निष्कर्षण]] द्वारा अलग किया जा सकता है। | ||
== ठोस विलयन == | == ठोस विलयन == | ||
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माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक फैब्रिकेशन में, ठोस विलेयता अशुद्धियों की अधिकतम सांद्रता को संदर्भित करती है जिसे सब्सट्रेट में रखा जा सकता है। | माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक फैब्रिकेशन में, ठोस विलेयता अशुद्धियों 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 अवस्था पर भी निर्भर कर सकती है। उदाहरण के लिए, ZnSb अवस्था में घुलनशील Sn की मात्रा काफी हद तक इस बात पर निर्भर कर सकती है कि क्या साम्य में अलग होने वाली अवस्था है(Zn4Sb3+Sn(L)) या (ZnSnSb2+Sn(L))।<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 | ठोस यौगिकों में (तत्वों के विपरीत), विलेय तत्व की विलेयता संतुलन में अलग होने वाले अवस्था पर भी निर्भर कर सकती है। उदाहरण के लिए, ZnSb अवस्था में घुलनशील Sn की मात्रा काफी हद तक इस बात पर निर्भर कर सकती है कि क्या साम्य में अलग होने वाली अवस्था है(Zn4Sb3+Sn(L)) या (ZnSnSb2+Sn(L))।<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 विलेयता सीमा तक पहुंचने के बाद चरणों 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 अवस्थाओं 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 साम्य में एक बार में अलग होने वाले अवस्थाओं 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 विलेयता स्थापित करना कठिन हो सकता है, जिसके लिए कई नमूनों के साम्य 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 दिशा निर्देशों का उपयोग करके अधिकतम विलेयता स्थापित 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)। | कई पदार्थ सर्वांगसम रूप से घुलते हैं (अर्थात ठोस और घुले हुए विलेय की संरचना स्टोइकोमेट्रिक रूप से मेल खाती है)। हालाँकि, कुछ पदार्थ [[असंगत संक्रमण|असंगत रूप]] से घुल सकते हैं, जिससे घोल में विलेय की संरचना ठोस से मेल नहीं खाती है। यह विलेयता "प्राथमिक ठोस" के परिवर्तन के साथ है और संभवतः एक माध्यमिक ठोस चरण का गठन होता है। हालाँकि, सामान्य तौर पर, कुछ प्राथमिक ठोस भी बने रहते हैं और एक जटिल विलेयता संतुलन स्थापित होता है। उदाहरण के लिए, [[ऐल्बाइट]] के विघटन के परिणामस्वरूप [[gibbsite|जिबसाइट]] 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 | इस मामले में, एल्बाइट की विलेयता ठोस-और-विलायक अनुपात पर निर्भर होने की उम्मीद है। भूविज्ञान में इस प्रकार की विलेयता का बहुत महत्व है, जहाँ इसके परिणामस्वरूप [[रूपांतरित चट्टान|रूपांतरित चट्टानों]] का निर्माण होता है। | ||
सिद्धांत रूप में, सर्वांगसम और असंगत दोनों प्रकार के विघटन से साम्य में द्वितीयक ठोस अवस्थाओं का निर्माण हो सकता है। तो, सामग्री विज्ञान के क्षेत्र में, दोनों मामलों के लिए | सिद्धांत रूप में, सर्वांगसम और असंगत दोनों प्रकार के विघटन से साम्य में द्वितीयक ठोस अवस्थाओं का निर्माण हो सकता है। तो, सामग्री विज्ञान के क्षेत्र में, दोनों मामलों के लिए विलेयता रासायनिक संरचना चरण आरेखों पर अधिक सामान्य रूप से वर्णित है। | ||
== विलेयता भविष्यवाणी == | == विलेयता भविष्यवाणी == | ||
Revision as of 11:50, 28 December 2022
File:Chemical precipitation diagram multilang.svg
घुले हुए ठोस का उदाहरण (बाएं)
File:Crystals ammonium sulfate.jpg
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, द्रव या गैस हो सकता है, जबकि विलायक सामान्यतः पर 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।[3], और एक ठोस या द्रव गैस में गैसीय अवस्था में ही परिवर्तित होकर ही "घुल" सकती है।
विलेयतामुख्य रूप से विलेय और विलायक की संरचना (उनके पीएच(pH)और अन्य घुले हुई पदार्थों की उपस्थिति) के साथ-साथ तापमान और दबाव पर निर्भर करती है। निर्भरता को अक्सर दो पदार्थों के कणों (परमाणुओं, अणुओं, या आयनों) के बीच परस्पर क्रिया के रूप में और तापीय धारिता और एन्ट्रॉपी जैसी 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 मेटास्टेबल है और यदि एक उपयुक्त केंद्रक साइट दिखाई देती है तो अतिरिक्त विलेय को तेजी से बाहर कर देगा।[4]
विलेयता की अवधारणा तब लागू नहीं होती है जब दो पदार्थों के बीच एक अपरिवर्तनीय रासायनिक अभिक्रिया होती है, जैसे कि हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड की अभिक्रिया; भले ही कोई कह सकता है, अनौपचारिक रूप से, कि एक दूसरे में घुल गया। विलेयताभी विलयन की दर के समान नहीं है, जो कि द्रव विलायक में एक ठोस विलेय कितनी तेजी से घुलता है। यह संपत्ति कई अन्य चरों पर निर्भर करती 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 घोल दिया 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।[5] हालांकि, ऐसे पदार्थों की मात्रात्मक विलेयता सामान्यतः पर अच्छी तरह से परिभाषित नहीं होती है।
विलेयता की मात्रा
एक विशिष्ट विलायक में एक विशिष्ट विलेय की विलेयता को सामान्यतः दो के संतृप्त विलयन की सान्द्रता के रूप में व्यक्त किया जाता है[1]। विलयन की सान्द्रता को व्यक्त करने के कई तरीकों में से किसी का भी उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि द्रव्यमान, आयतन, या किसी विशिष्ट द्रव्यमान, आयतन या विलायक या विलयन के मोल के लिए विलेय की मोल् में मात्रा।
विलायक की प्रति मात्रा
विशेष रूप से, रासायनिक पुस्तिकाएं अक्सर एक द्रव पदार्थ में पदार्थ की विलेयता को विलेय प्रति डेसी लीटर (100 मिली लीटर) विलायक (g/dL) के के रूप में; या, सामान्यतः पर ग्राम प्रति लीटर (g/L) के रूप में व्यक्त करती हैं। इसके बजाय विलायक की मात्रा द्रव्यमान में व्यक्त की जा सकती है, जैसे ग्राम/100 ग्राम या ग्राम/किग्रा। इस मामले में संख्या को प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, और "भार प्रति भार" इंगित करने के लिए संक्षिप्त नाम w/w का उपयोग किया जा सकता है।[6] (g/L और g/kg में मान व्यावहारिक रूप से जल के लिए समान हैं, लेकिन अन्य विलायक के लिए नहीं।)
वैकल्पिक रूप से, विलेय की मात्रा द्रव्यमान के बजाय मोल्स में व्यक्त की जा सकती है; यदि विलायक की मात्रा किलोग्राम में दी गई है, तो विलयन की मोललता (mol/kg) होगी।
विलयन की प्रति मात्रा की प्रति मात्रा
किसी द्रव में किसी पदार्थ की विलेयता को विलायक की बजाय विलयन की प्रति मात्रा में उपस्थित विलेय की मात्रा के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, अनुमापन में सामान्य अभ्यास के बाद, इसे विलयन मे उपस्थित विलेय के मोल प्रति लीटर (mol / L) के रूप में व्यक्त किया जा सकता है,
अधिक विशिष्ट संदर्भों में विलेयता मोल - प्रभाज(विलेय प्लस सॉल्वेंट के कुल मोल प्रति विलेय के मोल्स) या द्रव्यमान अंश (रसायन विज्ञान) द्वारा साम्य (विलेय प्लस सॉल्वेंट के द्रव्यमान प्रति द्रव्यमान का द्रव्यमान), दोनों आयामी विश्लेषण द्वारा दी जा सकती है। 0 और 1 के बीच की संख्याएँ जिन्हें प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जा सकत