समाधान, साथ ही उनके बनने की प्रक्रिया का हमारे आसपास की दुनिया में बहुत महत्व है। जल और वायु उनके दो प्रतिनिधि हैं, जिनके बिना पृथ्वी पर जीवन असंभव है। पौधों और जानवरों में अधिकांश जैविक तरल पदार्थ भी समाधान हैं। पाचन की प्रक्रिया पोषक तत्वों के विघटन के साथ अटूट रूप से जुड़ी हुई है।
कोई भी उत्पादन कुछ प्रकार के समाधानों के उपयोग से जुड़ा होता है। उनका उपयोग कपड़ा, भोजन, दवा, धातु, खनन, प्लास्टिक और फाइबर उद्योगों में किया जाता है। इसलिए यह समझना जरूरी है कि वे क्या हैं, उनके गुणों और विशिष्ट विशेषताओं को जानने के लिए।
सच्चे समाधान के संकेत
समाधान को एक घटक के दूसरे में वितरण के दौरान गठित बहु-घटक सजातीय प्रणालियों के रूप में समझा जाता है। उन्हें परिक्षिप्त प्रणाली भी कहा जाता है, जो उन्हें बनाने वाले कणों के आकार के आधार पर कोलाइडल सिस्टम, निलंबन और सच्चे समाधान में विभाजित होते हैं।
बाद में, घटक अणुओं, परमाणुओं या आयनों में अलग होने की स्थिति में होते हैं। इस तरह के आणविक-छितरी हुई प्रणालियों को निम्नलिखित विशेषताओं की विशेषता है:
- आत्मीयता (बातचीत);
- शिक्षा की सहजता;
- एकाग्रता की स्थिरता;
- एकरूपता;
- स्थिरता।
दूसरे शब्दों में, यदि घटकों के बीच परस्पर क्रिया होती है, तो वे बन सकते हैं, जिससे पदार्थ बिना बाहरी प्रयासों के छोटे कणों में सहज रूप से अलग हो जाता है। परिणामी समाधान एकल-चरण होना चाहिए, अर्थात घटक भागों के बीच कोई इंटरफ़ेस नहीं होना चाहिए। अंतिम संकेत सबसे महत्वपूर्ण है, क्योंकि विघटन प्रक्रिया केवल तभी आगे बढ़ सकती है जब यह प्रणाली के लिए ऊर्जावान रूप से अनुकूल हो। इस मामले में, मुक्त ऊर्जा कम हो जाती है, और सिस्टम संतुलन बन जाता है। इन सभी विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, हम निम्नलिखित परिभाषा तैयार कर सकते हैं:
एक सच्चा समाधान दो या दो से अधिक पदार्थों के परस्पर क्रिया करने वाले कणों की एक स्थिर संतुलन प्रणाली है, जिसका आकार 10-7cm से अधिक नहीं है, अर्थात वे अनुरूप हैं परमाणुओं, अणुओं और आयनों के साथ।
पदार्थों में से एक विलायक है (एक नियम के रूप में, यह वह घटक है जिसकी सांद्रता अधिक है), और शेष विलेय हैं। यदि मूल पदार्थ एकत्रीकरण के विभिन्न राज्यों में थे, तो विलायक को वह माना जाता है जिसने इसे नहीं बदला।
सच्चे समाधान के प्रकार
समुच्चय की अवस्था के अनुसार विलयन द्रव, गैसीय तथा ठोस होते हैं। तरल प्रणालियाँ सबसे आम हैं, और उन्हें प्रारंभिक अवस्था के आधार पर कई प्रकारों में विभाजित किया जाता है।विलेय:
- तरल में ठोस, जैसे पानी में चीनी या नमक;
- तरल में तरल, जैसे पानी में सल्फ्यूरिक या हाइड्रोक्लोरिक एसिड;
- तरल से गैसीय, जैसे पानी में ऑक्सीजन या कार्बन डाइऑक्साइड।
हालाँकि, केवल पानी ही विलायक नहीं हो सकता। और विलायक की प्रकृति से, सभी तरल समाधान जलीय में विभाजित होते हैं, यदि पदार्थ पानी में घुल जाते हैं, और गैर-जलीय, यदि पदार्थ ईथर, इथेनॉल, बेंजीन, आदि में घुल जाते हैं।
विद्युत चालकता के अनुसार, समाधान इलेक्ट्रोलाइट्स और गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स में विभाजित हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स मुख्य रूप से आयनिक क्रिस्टलीय बंधन वाले यौगिक होते हैं, जो समाधान में अलग होने पर आयन बनाते हैं। भंग होने पर, गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स परमाणुओं या अणुओं में टूट जाते हैं।
सच्चे समाधान में दो विपरीत प्रक्रियाएं एक साथ होती हैं - किसी पदार्थ का विघटन और उसका क्रिस्टलीकरण। "विलेय-समाधान" प्रणाली में संतुलन की स्थिति के आधार पर, निम्नलिखित प्रकार के समाधान प्रतिष्ठित हैं:
- संतृप्त, जब एक निश्चित पदार्थ के विघटन की दर अपने स्वयं के क्रिस्टलीकरण की दर के बराबर होती है, अर्थात समाधान विलायक के साथ संतुलन में होता है;
- असंतृप्त यदि वे एक ही तापमान पर संतृप्त से कम विलेय होते हैं;
- सुपरसैचुरेटेड, जिसमें संतृप्त की तुलना में विलेय की अधिकता होती है, और इसका एक क्रिस्टल सक्रिय क्रिस्टलीकरण शुरू करने के लिए पर्याप्त है।
मात्रा के रूप मेंसमाधान में किसी विशेष घटक की सामग्री को प्रतिबिंबित करने वाली विशेषताएं, एकाग्रता का उपयोग करती हैं। किसी विलेय की कम मात्रा वाले विलयन तनु कहलाते हैं, और उच्च मात्रा वाले - सांद्रण कहलाते हैं।
एकाग्रता व्यक्त करने के तरीके
द्रव्यमान अंश (ω) - पदार्थ का द्रव्यमान (mv-va), समाधान के द्रव्यमान को संदर्भित करता है (mp-ra)। इस स्थिति में, विलयन के द्रव्यमान को पदार्थ के द्रव्यमान और विलायक (mp-la) के योग के रूप में लिया जाता है।
मोल अंश (N) - एक विलेय के मोल की संख्या (Nv-va) को घोल बनाने वाले पदार्थों के मोल की कुल संख्या से विभाजित किया जाता है (ΣN).
मोलिटी (Cm) - एक विलेय के मोल की संख्या (Nv-va) को विलायक के द्रव्यमान से विभाजित किया जाता है (एम आर-ला).
मोलर सांद्रण (Cm) - विलेय का द्रव्यमान (mv-va) पूरे विलयन के आयतन को संदर्भित करता है (वी).
सामान्यता, या समतुल्य सांद्रता, (Cn) - विलेय के तुल्यांक (E) की संख्या, विलयन के आयतन को संदर्भित करता है।
Titer (T) - किसी पदार्थ का द्रव्यमान (m in-va) घोल के दिए गए आयतन में घुल जाता है।
एक गैसीय पदार्थ का आयतन अंश (ϕ) - पदार्थ का आयतन (Vv-va) विलयन के आयतन से विभाजित होता है (V पी-आरए).
समाधान के गुण
इस मुद्दे को ध्यान में रखते हुए, अक्सर वे गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के पतला समाधान के बारे में बात करते हैं। यह, सबसे पहले, इस तथ्य के कारण है कि कणों के बीच बातचीत की डिग्री उन्हें आदर्श गैसों के करीब लाती है। और दूसरी बात,उनके गुण सभी कणों के परस्पर संबंध के कारण होते हैं और घटकों की सामग्री के समानुपाती होते हैं। सच्चे विलयनों के ऐसे गुणों को कोलिगेटिव कहते हैं। विलयन पर विलायक का वाष्प दाब राउल्ट के नियम द्वारा वर्णित किया गया है, जिसमें कहा गया है कि विलयन के ऊपर विलायक के संतृप्त वाष्प दाब में कमी विलेय के दाढ़ अंश के सीधे आनुपातिक है (Tv- va) और शुद्ध विलायक पर वाष्प का दबाव (R0r-la):
ΔР=Рor-la∙ टीv-va
क्वथनांक में वृद्धि к और हिमांक विलयन में घुले पदार्थों के दाढ़ सांद्रता के सीधे आनुपातिक होते हैं Сm:
ΔTk=E ∙ Cm, जहां E एबुलियोस्कोपिक स्थिरांक है;
ΔTz=K ∙ Cm, जहां K क्रायोस्कोपिक स्थिरांक है।
आसमाटिक दबाव π की गणना समीकरण द्वारा की जाती है:
π=R∙E∙Xv-va / Vr-la, जहाँ Xv-va विलेय का मोलर अंश है, Vr-la विलायक का आयतन है।
किसी भी व्यक्ति के दैनिक जीवन में समाधान के महत्व को कम करके आंकना मुश्किल है। प्राकृतिक जल में घुली हुई गैसें होती हैं - CO2 और O2, विभिन्न लवण - NaCl, CaSO4, MgCO3, KCl, आदि। लेकिन इन अशुद्धियों के बिना शरीर जल-नमक चयापचय और हृदय प्रणाली के काम को बाधित कर सकता है। वास्तविक विलयनों का एक अन्य उदाहरण धातुओं की मिश्रधातु है। यह पीतल या आभूषण सोना हो सकता है, लेकिन, सबसे महत्वपूर्ण बात, मिश्रण के बादपिघले हुए घटक और परिणामी घोल को ठंडा करने से एक ठोस चरण बनता है। कटलरी से लेकर इलेक्ट्रॉनिक्स तक, हर जगह धातु मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है।
