क्वथनांक की परिभाषा

किसी पदार्थ के क्वथनांक को उस तापमान के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर तरल अवस्था में उक्त पदार्थ के साथ संतुलन में वाष्प का दबाव बाहरी दबाव के बराबर हो जाता है। इसका मतलब यह है कि, जो हमें बचपन में सिखाया गया था, उसके विपरीत पदार्थों में एक भी क्वथनांक नहीं होता है। उदाहरण के लिए, पानी का क्वथनांक हमेशा 100 °C नहीं होता है, क्योंकि क्वथनांक तरल के बाहरी दबाव पर निर्भर करता है।

वास्तव में, पानी केवल 100 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है जब बाहरी दबाव बिल्कुल 1 एटीएम होता है, और जो हमें बताया गया है, उसके विपरीत, वायुमंडलीय दबाव समुद्र तल पर भी लगभग 1 एटीएम नहीं होता है।

क्वथनांक क्या नहीं है?

इस तथ्य के बावजूद कि हमने पहले ही तरल के क्वथनांक की वास्तविक परिभाषा को स्पष्ट कर दिया है, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक और बहुत व्यापक परिभाषा है, लेकिन यह पूरी तरह से गलत है। यह विचार है कि क्वथनांक वह तापमान है जिस पर एक तरल गैसीय अवस्था में बदल जाता है या वह तापमान जिस पर तरल अवस्था से गैसीय अवस्था में परिवर्तन होता है।

यह विचार दैनिक अनुभव पर आधारित है जिसके अनुसार, जब पानी को उसके क्वथनांक तक गर्म किया जाता है, तो वह उबलने लगता है और तब तक जारी रहता है जब तक कि वह पूरी तरह से वाष्पित न हो जाए। हालाँकि, कई कारण हैं कि ये अवलोकन हमें गलत निष्कर्ष पर क्यों ले जा रहे हैं।

निम्नलिखित में, हम समझाएंगे कि यह परिभाषा गलत क्यों है, और क्वथनांक से संबंधित दो अतिरिक्त अवधारणाएँ भी प्रदान करेंगे।

उबलना बनाम वाष्पीकरण

क्वथनांक के बारे में बहुत से लोगों के गलत विचार का मुख्य कारण यह है कि वे उबलने को वाष्पीकरण या वाष्पीकरण की प्रक्रिया के साथ भ्रमित करते हैं। दरअसल, दोनों प्रक्रियाओं में तरल अवस्था से गैसीय अवस्था तक एक कदम शामिल होता है। हालाँकि, मुख्य अंतर यह है कि वाष्पीकरण या वाष्पीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है जो किसी भी तापमान पर लगातार हो रही है। वाष्पीकरण ही वह कारण है जिसके कारण कपड़े धोने के बाद सिर्फ उन्हें हवा देने से सूख जाते हैं। जैसा कि हम आसानी से सत्यापित कर सकते हैं, गीले कपड़े धूप में सुखाते समय पानी के क्वथनांक तक नहीं पहुँचते हैं, छाया में तो और भी कम।

वाष्पीकरण को आम तौर पर एक सतही घटना माना जाता है, यही कारण है कि जब एक गिलास में समान मात्रा में पानी होता है, तो एक विस्तृत सतह पर फैल जाने पर पानी तेजी से वाष्पित हो जाता है।

दूसरी ओर, उबलने की प्रक्रिया, जिसे उस क्षण के रूप में समझा जाता है जिसमें उबलना टूट जाता है और तरल के भीतर जल वाष्प के बुलबुले बनते हैं, यह एक सामूहिक घटना है, सतह नहीं। उबलने के दौरान, भाप के बुलबुले उत्पन्न होते हैं जिनका आंतरिक दबाव, वायुमंडलीय दबाव के बराबर होने के कारण बिना ढहे उक्त दबाव को झेलने में सक्षम होता है। वास्तव में, इन बुलबुलों का दबाव वास्तव में वायुमंडलीय दबाव से थोड़ा अधिक होता है, क्योंकि इसे अपने ऊपर तरल के स्तंभ के दबाव का भी सामना करना पड़ता है।

इसलिए, उबलने के दौरान, पूरे तरल में वाष्पीकरण के छोटे पॉकेट बन जाते हैं, जिससे वाष्पीकरण प्रक्रिया बहुत तेज हो जाती है जो अन्यथा केवल सतह पर ही होती है।

सामान्य और मानक क्वथनांक

जैसा कि हमने अभी देखा, द्रव का क्वथनांक दाब के साथ बदलता रहता है। बाहरी दबाव जितना कम होता है, क्वथनांक आमतौर पर उतना ही कम होता है, क्योंकि वाष्प के दबाव को बाहरी दबाव तक पहुँचने के लिए तापमान में कम वृद्धि की आवश्यकता होती है।

लेकिन फिर हमेशा ऐसा क्यों कहा जाता है कि पानी 100 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है? और हमें पूरी सारणियाँ क्यों मिल सकती हैं जहाँ विभिन्न पदार्थों के क्वथनांक बताए गए हैं?

इसका कारण यह है कि क्वथनांक की दो अतिरिक्त परिभाषाएँ हैं जो उन मूल्यों को संदर्भित करती हैं जो प्रत्येक पदार्थ के लिए अद्वितीय और विशेषता हैं। हम सामान्य और मानक क्वथनांक के बारे में बात कर रहे हैं।

सामान्य क्वथनांक की परिभाषा

सामान्य क्वथनांक को किसी पदार्थ के क्वथनांक के रूप में परिभाषित किया जाता है जब बाहरी दबाव 1 एटीएम होता है। इसलिए, और पहले से प्रस्तुत क्वथनांक की अवधारणा को देखते हुए, हम सामान्य क्वथनांक को उस तापमान के रूप में परिभाषित कर सकते हैं जिस पर तरल का वाष्प दबाव 1 एटीएम के बराबर हो जाता है।

तथ्य यह है कि यह परिभाषा उस दबाव को निर्दिष्ट करती है जिस पर क्वथनांक निर्धारित किया जाता है, यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक पदार्थ में केवल एक सामान्य क्वथनांक होता है। इसलिए जब हम कहते हैं कि पानी का क्वथनांक 100 डिग्री सेल्सियस है, तो हम गलती कर रहे हैं। हमें कहना चाहिए कि पानी का सामान्य क्वथनांक 100 °C होता है। भौतिक और रासायनिक गुणों की तालिकाओं में पाए जाने वाले अधिकांश क्वथनांक वास्तव में सामान्य क्वथनांक होते हैं।

मानक क्वथनांक परिभाषा

कई वर्षों तक 1 एटीएम को मानक वायुमंडलीय दबाव माना जाता था। हालाँकि, एक दबाव इकाई के रूप में वातावरण विभिन्न इकाई प्रणालियों में इसके रूपांतरण से संबंधित कुछ कमियां प्रस्तुत करता है, क्योंकि यह अन्य इकाई प्रणालियों की किसी भी दबाव इकाइयों के अभिन्न गुणक या उप-गुणक के अनुरूप नहीं है। उदाहरण के लिए, 1 एटीएम 101.325 या 1.01325 के बराबर है। 10 ⁵ पा। दूसरी ओर, बार दबाव की एक इकाई है जिसका मान 1 वायुमंडल के समान है, लेकिन जो ठीक 100,000 या 10 5 पा का प्रतिनिधित्व करता है, जो कि इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में दबाव की ^इकाई है।

छोटे अंतर और वायुमंडल के बजाय बार का उपयोग करने के लाभों को देखते हुए, मानक दबाव को अब 1 बार माना जाता है, और 1 एटीएम के दबाव को सामान्य दबाव का नाम दिया गया। अतीत में 1 atm दाब पर मापे जाने वाले कई गुणों को अब 1 बार पर रिपोर्ट किया जाता है और अक्सर उन्हें मानक मात्रा के रूप में संदर्भित किया जाता है। ^{उस ने कहा, मानक क्वथनांक को 1 बार या 10 5 Pa} के दबाव पर किसी पदार्थ के क्वथनांक के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह कहने के समान है कि मानक क्वथनांक वह तापमान है जिस पर पदार्थ के वाष्प का दबाव होता है। 1 बार तक पहुँचता है।

संदर्भ

विशेष शब्दावली। (2017, 12 जून)। सामान्य क्वथनांक [सामान्य क्वथनांक] (रसायन विज्ञान) । https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/punto-de-ebullicion-normal

ओंडरसे अल्वारेज़, डी। (2021, 15 जुलाई)। क्वथनांक – अवधारणा, इसकी गणना कैसे की जाती है और उदाहरण । अवधारणा। https://concepto.de/punto-de-ebullicion/

स्ट्रेफ़ोन्से। (रा)। सामान्य क्वथनांक और मानक क्वथनांक के बीच अंतर । https://en.strephonsays.com/normal-boiling-point-and-standard-boiling-point-11457