विलेयता: Difference between revisions
From Vigyanwiki
mNo edit summary |
mNo edit summary |
||
| Line 3: | Line 3: | ||
[[File:Chemical precipitation diagram multilang.svg|thumb|विलेये हुए ठोस का उदाहरण (बाएं)]] | [[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]] 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।]] | [[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।]][[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 संतृप्त विलयन में विलेय की सांद्रता के रूप में मापा जाता है, जिसमें कोई और विलेय नहीं | 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 किया जा 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" हो 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 | 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 प्रायः 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 यह 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 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 | 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 विलेय किया जाता है। जल अब तक का सबसे सामान्य विलायक है। | 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। | ||
| Line 24: | Line 24: | ||
===विलायक की प्रति मात्रा=== | ===विलायक की प्रति मात्रा=== | ||
विशेष रूप से, रासायनिक [[पुस्तिका]]एं | विशेष रूप से, रासायनिक [[पुस्तिका]]एं प्रायः एक द्रव पदार्थ में पदार्थ की विलेयता को विलेय प्रति डे[[देसी ट्रे|सी]] [[लीटर]] (100 मिली [[लीटर]]) विलायक (g/dL) के के रूप में; या, सामान्यतः ग्राम प्रति लीटर (g/L) के रूप में व्यक्त करती हैं। इसके अतिरिक्त 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।<ref name=abler2021>Abler (2021): "[https://help.abler.com/ww-weightweight/ W/W (Weight/Weight)]". Online page at [https://abler.com/ Abler.com website]. Accessed on 2021-11-26.</ref> (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 | वैकल्पिक रूप से, विलेय की मात्रा द्रव्यमान के अतिरिक्त मोल् 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 === | === विलयन की प्रति मात्रा की प्रति मात्रा === | ||
किसी द्रव में किसी पदार्थ की विलेयता को विलायक की | किसी द्रव में किसी पदार्थ की विलेयता को विलायक की के अतिरिक्त 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 सकता है। In more specialized contexts the solubility may be given by the mole fraction (moles of solute per total moles of solute plus solvent) or by the mass fraction at equilibrium (mass of solute per mass of solute plus solvent), both adimensional numbers between 0 and 1 which may be expressed as percentages. | 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 सकता है। In more specialized contexts the solubility may be given by the mole fraction (moles of solute per total moles of solute plus solvent) or by the mass fraction at equilibrium (mass of solute per mass of solute plus solvent), both adimensional numbers between 0 and 1 which may be expressed as percentages. | ||
| Line 36: | Line 36: | ||
===द्रव और गैसीय विलेय=== | ===द्रव और गैसीय विलेय=== | ||
द्रव पदार्थ या गैसों में उपस्थित द्रव पदार्थ के विलयन के लिए, दोनों पदार्थों की मात्राओं को द्रव्यमान या मोल राशि के | द्रव पदार्थ या गैसों में उपस्थित द्रव पदार्थ के विलयन के लिए, दोनों पदार्थों की मात्राओं को द्रव्यमान या मोल राशि के के अतिरिक्त दोनों पदार्थों की मात्रा को आयतन दिया जा सकता है; जैसे कि प्रति लीटर विलायक का लीटर, या प्रति लीटर विलयन में विलेय की मात्रा। मान प्रतिशत के रूप में दिया जा सकता है, और इस विकल्प को इंगित करने के लिए "आयतन प्रति आयतन" के लिए संक्षिप्त नाम "v/v" का उपयोग किया जा सकता है। | ||
=== विलेयता मूल्यों का रूपांतरण === | === विलेयता मूल्यों का रूपांतरण === | ||
| Line 110: | Line 110: | ||
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। | 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 | [[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 प्रायः 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)। | ||
===तापमान=== | ===तापमान=== | ||
| Line 148: | Line 148: | ||
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। | ||
[[तरल-तरल निष्कर्षण|द्रव-द्रव निष्कर्षण]] की तकनीक का उपयोग करते हुए, रसायनज्ञ | [[तरल-तरल निष्कर्षण|द्रव-द्रव निष्कर्षण]] की तकनीक का उपयोग करते हुए, रसायनज्ञ प्रायः अभिक्रिया मिश्रण से यौगिकों को अलग करने और शुद्ध करने के लिए विलेयतामें अंतर का फायदा उठाते हैं। यह दवा संश्लेषण से लेकर खर्च किए गए परमाणु ईंधन पुनर्संसाधन तक रसायन विज्ञान के विशाल क्षेत्रों में लागू होता है। | ||
== 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 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 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 | विघटन की दर को प्रायः 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: | ||
| 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 | विलेयता को प्रायः 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 विलयनकर और बिना विलेये 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 विलयनकर और बिना विलेये 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 191: | Line 191: | ||
=== विभेदक विलेयता === | === विभेदक विलेयता === | ||
बहने वाली प्रणालियों में, विलेयता में अंतर | बहने वाली प्रणालियों में, विलेयता में अंतर प्रायः 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 | 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 प्रायः 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 विलेय जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक गुफा प्रणाली या कार्स्टिक भूमि की सतह जैसे महत्वपूर्ण प्रभाव होंगे। | ||
== पानी में आयनिक यौगिकों की विलेयता == | == पानी में आयनिक यौगिकों की विलेयता == | ||
| Line 236: | Line 236: | ||
== ठोस विलयन == | == ठोस विलयन == | ||
इस शब्द का प्रयोग | इस शब्द का प्रयोग प्रायः धातु विज्ञान के क्षेत्र में किया जाता है ताकि एक अलग अवस्था के गठन के बिना [[मिश्र धातु]] तत्व [[आधार धातु|क्षारीय धातु]] में विलेय हो जाए। सॉल्वस या विलेयता रेखा (या वक्र) एक अवस्था आरेख पर रेखा (या रेखाएँ) होती है जो विलेय के योग की सीमाएँ प्रदर्शित करती है। ताकि एक अलग [[चरण आरेख|अवस्था]] के गठन के बिना [[मिश्र धातु]] तत्व में विलेय हो जाए। अर्थात्, रेखाएँ किसी घटक की अधिकतम मात्रा दर्शाती हैं जिसे किसी अन्य घटक में जोड़ा जा सकता है और वह ठोस विलयन भी हो सकता है। ठोस की क्रिस्टलीय संरचना में, 'विलेय' तत्व या तो जालक के भीतर मैट्रिक्स का स्थान ले सकता है (एक प्रतिस्थापन स्थिति; उदाहरण के लिए, लोहे में क्रोमियम) या जालक बिंदुओं (एक अंतरालीय स्थिति) के बीच एक स्थान ले सकता है; | ||
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। | ||
Revision as of 06:58, 29 December 2022
File:Chemical precipitation diagram multilang.svg
विलेये हुए ठोस का उदाहरण (बाएं)
File:Crystals ammonium sulfate.jpg
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।
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 संतृप्त विलयन में विलेय की सांद्रता के रूप में मापा जाता है, जिसमें कोई और विलेय नहीं किया जा 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 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 "विलेय" हो 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 प्रायः 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 यह 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 ने दूसरे को "विलेय" कर दिया। विलेयता भी 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 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।[5] हालांकि, ऐसे पदार्थों की मात्रात्मक विलेयता सामान्यतः 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 प्रायः एक द्रव पदार्थ में पदार्थ की विलेयता को विलेय प्रति डे