विलेयता: Difference between revisions
From Vigyanwiki
| Line 49: | Line 49: | ||
{| class="wikitable" | {| class="wikitable" | ||
|- | |- | ||
! | ! अवधि | ||
! | ! रेंज | ||
! | !उदाहरण | ||
! g/dL | ! g/dL | ||
! ''m''<sub>sv</sub>/''m''<sub>su</sub> | ! ''m''<sub>sv</sub>/''m''<sub>su</sub> | ||
|- | |- | ||
| | | अत्यधिक विलेय | ||
| <1 | | <1 | ||
| [[calcium nitrate]] | | [[calcium nitrate|कैल्सियम नाइट्रेट]] | ||
| 158.7 | | 158.7 | ||
| 0.63 | | 0.63 | ||
|- | |- | ||
| | | स्वतंत्र रूप से विलेय | ||
| 1 to 10 | | 1 to 10 | ||
| [[calcium chloride]] | | [[calcium chloride|कैल्सियम क्लोराइड]] | ||
| 65 | | 65 | ||
| 1.54 | | 1.54 | ||
|- | |- | ||
| | |विलेय | ||
| 10 to 30 | | 10 to 30 | ||
| [[sodium oxalate]] | | [[sodium oxalate|सोडियम ऑक्सलेट]] | ||
| 3.9 | | 3.9 | ||
| 26 | | 26 | ||
|- | |- | ||
| | |बहुत काम विलेय | ||
| 30 to 100 | | 30 to 100 | ||
|- | |- | ||
| | |अल्प विलेय | ||
| 100 to 1000 | | 100 to 1000 | ||
| [[calcium sulfate]] | | [[calcium sulfate|कैल्सियम सल्फेट]] | ||
| 0.21 | | 0.21 | ||
| 490 | | 490 | ||
|- | |- | ||
| | |बहुत कम विलेय | ||
| 1000 to 10,000 | | 1000 to 10,000 | ||
| [[dicalcium phosphate]] | | [[dicalcium phosphate|डाइकैल्शियम फास्फेट]] | ||
| 0.02 | | 0.02 | ||
| 5000 | | 5000 | ||
|- | |- | ||
| | |वास्तव में अविलेय या अविलेय | ||
| ≥ 10,000 | | ≥ 10,000 | ||
| [[barium sulfate]] | | [[barium sulfate|बेरियम सल्फ़ेट]] | ||
| 0.000245 | | 0.000245 | ||
| 409000 | | 409000 | ||
|} | |} | ||
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 " | 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 "अविलेय" 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। | ||
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]] | 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 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 | 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 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। | ||
| Line 117: | Line 117: | ||
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 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 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 | 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 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 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> | ||
| Line 172: | Line 172: | ||
=== 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 | 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 घुलकर प्राप्त आयनों के बीच संतुलन का वर्णन करता है। विलेयता स्थिरांक अवक्षेपण पर भी लागू होता है (यानी उपयोगी), घुलने 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 === | ||
| Line 184: | Line 184: | ||
अयस्क प्रसंस्करण और परमाणु पुनर्संसाधन से लेकर दवाओं के उपयोग और प्रदूषकों के परिवहन तक बड़ी संख्या में वैज्ञानिक विषयों और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में विलेयता का मौलिक महत्व है। | अयस्क प्रसंस्करण और परमाणु पुनर्संसाधन से लेकर दवाओं के उपयोग और प्रदूषकों के परिवहन तक बड़ी संख्या में वैज्ञानिक विषयों और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में विलेयता का मौलिक महत्व है। | ||
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 | 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 अविलेय लेकिन क्लोरोफॉर्म, नाइट्रोबेंजीन, या सल्फ्यूरिक एसिड में विलेय" 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 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। | 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। | ||
| Line 240: | Line 240: | ||
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 | 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 विलेय 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> | ||
| Line 252: | Line 252: | ||
== विलेयता भविष्यवाणी == | == विलेयता भविष्यवाणी == | ||
विलेयता, विज्ञान के कई पहलुओं में रुचि रखती है, जिसमें : पर्यावरणीय भविष्यवाणियां, जैव रसायन, फार्मेसी, ड्रग-डिज़ाइन, एग्रोकेमिकल डिज़ाइन और प्रोटीन लिगैंड बाइंडिंग सम्मिलित हैं लेकिन इन तक सीमित नहीं है। पानी द्वारा बनने वाले महत्वपूर्ण जैविक और परिवहन कार्यों के कारण जलीय | विलेयता, विज्ञान के कई पहलुओं में रुचि रखती है, जिसमें : पर्यावरणीय भविष्यवाणियां, जैव रसायन, फार्मेसी, ड्रग-डिज़ाइन, एग्रोकेमिकल डिज़ाइन और प्रोटीन लिगैंड बाइंडिंग सम्मिलित हैं लेकिन इन तक सीमित नहीं है। पानी द्वारा बनने वाले महत्वपूर्ण जैविक और परिवहन कार्यों के कारण जलीय विलेयता मौलिक 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>इसके अलावा, पानी की विलेयता और 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। विलेयता सूत्रीकरण 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, जो उचित कीमत पर सटीकता के समान स्तर प्राप्त करने में सक्षम है, वैज्ञानिक और औद्योगिक रूप से एक शक्तिशाली उपकरण होगी।<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 क्लासिकल थर्मोडायनामिक्स की एक अवधारणा है। उपयोग किए जाने वाले दो सामान्य थर्मोडायनामिक चक्रों में या तो ऊर्ध्वपातन की मुक्त ऊर्जा (तरल अवस्था से गुजरे बिना ठोस से गैस) की गणना और गैसीय अणु (गैस से विलयन) को सॉल्वेट करने की मुक्त ऊर्जा या संलयन (ठोस) की मुक्त ऊर्जा और मिश्रण की मुक्त ऊर्जा शामिल है। इन दो प्रक्रियाओं को निम्नलिखित आरेखों में दर्शाया गया है | भौतिक सिद्धांत में स्थापित विधियों में थर्मोडायनामिक चक्रों का उपयोग होता है, जो क्लासिकल थर्मोडायनामिक्स की एक अवधारणा है। उपयोग किए जाने वाले दो सामान्य थर्मोडायनामिक चक्रों में या तो ऊर्ध्वपातन की मुक्त ऊर्जा (तरल अवस्था से गुजरे बिना ठोस से गैस) की गणना और गैसीय अणु (गैस से विलयन) को सॉल्वेट करने की मुक्त ऊर्जा या संलयन (ठोस) की मुक्त ऊर्जा और मिश्रण की मुक्त ऊर्जा शामिल है। इन दो प्रक्रियाओं को निम्नलिखित आरेखों में दर्शाया गया है | ||
Revision as of 16:14, 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 स