जमना जमना बिंदु और उदाहरण

solidification यह वह परिवर्तन है जो एक तरल अनुभव करता है जब वह ठोस चरण से गुजरता है। तरल एक शुद्ध पदार्थ या मिश्रण हो सकता है। इसके अलावा, तापमान में गिरावट या रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप परिवर्तन हो सकता है.

इस घटना को कैसे समझाया जा सकता है? नेत्रहीन, तरल पेट्रीकृत या कठोर होना शुरू कर देता है, इस बिंदु पर कि यह स्वतंत्र रूप से बहना बंद कर देता है। हालाँकि, ठोसकरण वास्तव में चरणों की एक श्रृंखला के होते हैं जो सूक्ष्म पैमाने पर होते हैं.

जमने का एक उदाहरण तरल बुलबुला है जो जमा देता है। ऊपर की छवि में आप देख सकते हैं कि जब बर्फ से टकराता है तो एक बुलबुला कैसे जमता है। बुलबुले का वह हिस्सा जो जमना शुरू होता है? जो कि बर्फ के सीधे संपर्क में है। बर्फ एक समर्थन के रूप में काम करता है जिस पर बुलबुले के अणुओं को समायोजित किया जा सकता है.

जमना तेजी से बुलबुले के नीचे से शुरू हो रहा है। यह "ग्लास पाइंस" में देखा जा सकता है जो पूरी सतह को कवर करने के लिए विस्तारित होता है। ये चीड़ क्रिस्टल की वृद्धि को दर्शाते हैं, जो अणुओं की क्रमबद्ध और सममितीय व्यवस्था से ज्यादा कुछ नहीं हैं.

जमने के लिए, यह आवश्यक है कि तरल के कणों को इस तरह से व्यवस्थित किया जाए कि वे एक-दूसरे के साथ बातचीत करें। तापमान घटने के साथ ये अंतर्क्रियाएं मजबूत हो जाती हैं, जो आणविक कैनेटीक्स को प्रभावित करती हैं; यही है, वे धीमे हो जाते हैं और क्रिस्टल का हिस्सा बन जाते हैं.

इस प्रक्रिया को क्रिस्टलीकरण के रूप में जाना जाता है, और एक नाभिक (कणों के छोटे समुच्चय) की उपस्थिति और एक समर्थन इस प्रक्रिया को तेज करता है। एक बार जब तरल क्रिस्टलीकृत हो जाता है, तो यह कहा जाता है कि यह जम गया है या जम गया है.

सूची

• 1 ठोसकरण की कोहनी
  • 1.1 क्यों तापमान जमने में स्थिर रहता है?
• 2 ठंड बिंदु
  • 2.1 जमना और गलनांक
  • २.२ आणविक क्रम
• 3 सुपरकोलिंग
• 4 ठोसकरण के उदाहरण
• 5 संदर्भ

जमने की क्रिया

सभी पदार्थ एक ही तापमान पर (या एक ही उपचार के तहत) जमते नहीं हैं। कुछ भी "फ्रीज" कमरे के तापमान से ऊपर, जैसा कि उच्च पिघलने बिंदु के साथ ठोस के साथ होता है। यह कणों के प्रकार पर निर्भर करता है जो ठोस या तरल बनाते हैं.

ठोस में, वे दृढ़ता से बातचीत करते हैं और अंतरिक्ष की निश्चित स्थिति में हिलते रहते हैं, बिना आंदोलन की स्वतंत्रता और एक परिभाषित मात्रा के साथ, जबकि तरल में, वे कई परतों की तरह स्थानांतरित करने की क्षमता रखते हैं जो एक दूसरे पर चलते हैं, की मात्रा पर कब्जा कर लेते हैं कंटेनर जिसमें यह शामिल है.

तरल चरण में पारित होने के लिए ठोस को थर्मल ऊर्जा की आवश्यकता होती है; दूसरे शब्दों में, इसे गर्मी की आवश्यकता है। गर्मी अपने परिवेश से प्राप्त की जाती है, और तरल की पहली बूंद उत्पन्न करने के लिए अवशोषित होने वाली न्यूनतम मात्रा को संलयन की अव्यक्त गर्मी के रूप में जाना जाता है (usionHf).

दूसरी ओर, तरल को अपने आस-पास के अणुओं को व्यवस्थित करने और ठोस चरण में क्रिस्टलीकृत करने के लिए अपने परिवेश को गर्मी छोड़नी चाहिए। जारी की गई गर्मी तब, जमने या जमने ()Hc) की अव्यक्त गर्मी है। MagnHf और cHc दोनों परिमाण में समान हैं लेकिन विपरीत दिशाओं के साथ; पहला एक सकारात्मक संकेत और दूसरा नकारात्मक संकेत वहन करता है.

क्यों तापमान जमने में स्थिर रहता है?

एक निश्चित समय पर तरल जमने लगता है, और थर्मामीटर एक तापमान T दिखाता है। जबकि यह पूरी तरह से जम नहीं रहा है, T स्थिर रहता है। चूँकि ofHc में एक ऋणात्मक चिन्ह होता है, इसमें एक एक्सोथर्मिक प्रक्रिया होती है जो ऊष्मा को छोड़ती है.

इसलिए, थर्मामीटर अपने चरण परिवर्तन के दौरान तरल द्वारा छोड़ी गई गर्मी को पढ़ेगा, जिससे लगाए गए तापमान में गिरावट होगी। उदाहरण के लिए, यदि आप एक बर्फ के स्नान के अंदर तरल युक्त कंटेनर डालते हैं। इस प्रकार, टी तब तक कम नहीं होता है जब तक कि जमना पूरी तरह से पूरा नहीं हो जाता है.

गर्मी के इन मापों के साथ कौन सी इकाइयाँ होती हैं? आमतौर पर केजे / मोल या जे / जी। इनकी व्याख्या इस प्रकार की जाती है: kJ या J उस ऊष्मा की मात्रा है जिसमें 1 मोल तरल या 1 g की आवश्यकता होती है जो शीतल या संक्रिय होने में सक्षम हो.

पानी के मामले में, उदाहरण के लिए, caseHc 6.02 kJ / mol के बराबर है। यही है, शुद्ध पानी के 1 मोल को जमने में सक्षम होने के लिए 6.02 kJ ऊष्मा को छोड़ना पड़ता है, और यह ऊष्मा ही है जो तापमान को स्थिर रखती है। इसी तरह, बर्फ के 1 मोल को पिघलने के लिए 6.02 kJ ऊष्मा को अवशोषित करना पड़ता है.

हिमांक

सटीक तापमान पर जहां प्रक्रिया होती है, इसे जमना बिंदु (Tc) के रूप में जाना जाता है। यह सभी पदार्थों में भिन्न होता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि ठोस में उनकी अंतः-अणुक बातचीत कितनी मजबूत है.

पवित्रता भी एक महत्वपूर्ण चर है, क्योंकि एक अशुद्ध ठोस एक ही तापमान पर शुद्ध रूप में जमता नहीं है। ऊपर के रूप में जाना जाता है ठंड बिंदु ड्रॉप. किसी पदार्थ के ठोसकरण बिंदुओं की तुलना करने के लिए एक संदर्भ के रूप में उपयोग करना आवश्यक है जो कि यथासंभव शुद्ध है.

हालांकि, समाधान के लिए समान लागू नहीं किया जा सकता है, जैसा कि धातु मिश्र धातुओं के मामले में। उनके जमने की तुलना के बिंदुओं को समान द्रव्यमान अनुपात वाले मिश्रण माना जाना चाहिए; वह है, उसके घटकों की समान सांद्रता के साथ.

निश्चित रूप से, ठोसकरण मिश्र धातुओं और अन्य किस्मों की सामग्री के संबंध में महान वैज्ञानिक और तकनीकी हित है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि समय को नियंत्रित करने और वे कैसे शांत होते हैं, आप कुछ वांछनीय भौतिक गुण प्राप्त कर सकते हैं या कुछ एप्लिकेशन के लिए अनुपयुक्त लोगों से बच सकते हैं.

इस कारण से इस अवधारणा की समझ और अध्ययन का धातु विज्ञान और खनिज विज्ञान के साथ-साथ किसी भी अन्य विज्ञान में बहुत महत्व है, जो किसी सामग्री के निर्माण और उसकी विशेषता है।.

जमना और गलनांक

सैद्धांतिक रूप से Tc तापमान या गलनांक (Tf) के बराबर होना चाहिए। हालांकि, यह सभी पदार्थों के लिए हमेशा सच नहीं होता है। मुख्य कारण यह है कि, पहली नज़र में, तरल के आदेश देने की तुलना में ठोस के अणुओं को बाधित करना आसान है.

इसलिए, किसी यौगिक की शुद्धता को मापने के लिए टीएफ का सहारा लेना व्यवहार में पसंद किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि किसी कंपाउंड X में कई अशुद्धियाँ हैं, तो उसका Tf उच्च X की तुलना में दूसरे एक्स की तुलना में शुद्ध X से अधिक दूरी पर होगा।.

आणविक क्रम

जैसा कि अभी तक कहा गया है, जमना क्रिस्टलीकरण की ओर अग्रसर होता है। कुछ पदार्थ, जिन्हें उनके अणुओं की प्रकृति और उनकी बातचीत को देखते हुए, बहुत कम तापमान और उच्च दबावों को जमने में सक्षम होने की आवश्यकता होती है.

उदाहरण के लिए, तरल नाइट्रोजन -196 .C से नीचे के तापमान पर प्राप्त किया जाता है। इसे ठोस करने के लिए, इसे और भी ठंडा करना आवश्यक होगा, या इस पर दबाव बढ़ाने के लिए, एन अणुओं को इस तरह से मजबूर करना होगा।₂ क्रिस्टलीकरण नाभिक बनाने के लिए एक साथ समूह के लिए.

अन्य गैसों के लिए भी यही माना जा सकता है: ऑक्सीजन, आर्गन, फ्लोरीन, नियोन, हीलियम; और सबसे चरम के लिए, हाइड्रोजन, जिनके ठोस चरण में इसके संभावित अभूतपूर्व गुणों के लिए बहुत रुचि है.

दूसरी ओर, सबसे अच्छा ज्ञात मामला है सूखी बर्फ, जो सीओ से ज्यादा कुछ नहीं है₂ जिनके सफेद वाष्प वायुमंडलीय दबाव में समान होने के कारण हैं। ये परिदृश्यों में धुंध को फिर से बनाने के लिए उपयोग किया गया है.

एक यौगिक के लिए जमना केवल Tc पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि दबाव और अन्य चर पर भी निर्भर करता है। छोटे अणुओं (एच₂) और उनकी अंतःक्रियाओं को कमजोर करते हुए, उन्हें ठोस अवस्था में ले जाने के लिए उतना ही मुश्किल होगा.

supercooling

तरल, या तो एक पदार्थ या मिश्रण, जमने के बिंदु पर तापमान पर जमना शुरू हो जाएगा। हालांकि, कुछ शर्तों के तहत (जैसे उच्च शुद्धता, धीमी गति से ठंडा समय या बहुत ऊर्जावान वातावरण), तरल बिना ठंड के कम तापमान को सहन कर सकता है। इसे सुपरकूलिंग कहा जाता है.

अभी तक घटना की पूर्ण व्याख्या नहीं हुई है, लेकिन सिद्धांत यह कहता है कि उन सभी चर जो क्रिस्टलीकरण नाभिक के विकास को रोकते हैं, ओवरकोलिंग को बढ़ावा देते हैं.

क्यों? क्योंकि उनके आसपास के अणुओं को जोड़ने के बाद नाभिक से बड़े क्रिस्टल बनते हैं। यदि यह प्रक्रिया सीमित है, भले ही तापमान Tc से नीचे है, तरल अपरिवर्तित रहेगा, जैसा कि छोटी बूंदों के साथ होता है जो आकाश में दिखाई देते हैं और बादल बनाते हैं.

सभी सुपरकोलड तरल पदार्थ मेटास्टेबल होते हैं, अर्थात्, वे थोड़ी सी बाहरी गड़बड़ी के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। उदाहरण के लिए, यदि वे बर्फ का एक छोटा सा टुकड़ा जोड़ते हैं, या उन्हें थोड़ा हिलाते हैं, तो वे तुरंत फ्रीज कर देंगे, जिसके परिणामस्वरूप एक मनोरंजक और आसान प्रदर्शन होता है।.

जमना उदाहरण

-हालांकि ठीक से ठोस नहीं, जिलेटिन ठंडा करके एक ठोसकरण प्रक्रिया का एक उदाहरण है.

-पिघले हुए कांच का उपयोग कई वस्तुओं को बनाने और डिजाइन करने के लिए किया जाता है, जो ठंडा होने के बाद अपने अंतिम परिभाषित रूपों को बनाए रखते हैं.

-जिस तरह बर्फ के संपर्क में बुलबुला जम जाता है, उसी तरह सोडा की बोतल से भी इस प्रक्रिया को भुगतना पड़ सकता है; और अगर यह सुपरकूल है, तो इसकी ठंड तात्कालिक होगी.

-जब लावा ज्वालामुखी से अपने किनारों या पृथ्वी की सतह को ढंकता है, तो तापमान के घटने तक वह जम जाता है, जब तक कि वह आग्नेय चट्टानों में नहीं बदल जाता है.

-अंडे और केक तापमान में वृद्धि के साथ जम जाते हैं। इसी तरह, नाक म्यूकोसा करता है, लेकिन निर्जलीकरण के कारण। एक अन्य उदाहरण पेंट या glues में भी पाया जा सकता है.

हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि शीतलन के परिणामस्वरूप बाद के मामलों में जमना नहीं होता है। इसलिए, तथ्य यह है कि एक तरल जमना जरूरी नहीं है कि यह जमा देता है (यह सराहनीय रूप से अपने तापमान को कम नहीं करता है); लेकिन जब एक तरल जम जाता है, तो यह जम जाता है.

अन्य:

- बर्फ में पानी का रूपांतरण: यह 0 ° C के उत्पादन वाले बर्फ, बर्फ या बर्फ के टुकड़ों पर होता है.

- मोमबत्ती मोम जो लौ से पिघल जाती है और फिर से जम जाती है.

- इसके संरक्षण के लिए भोजन की ठंड: इस मामले में यह मीट या सब्जियों की कोशिकाओं के अंदर पानी के अणुओं को जमा देता है.

- उड़ने वाला गिलास: यह पिघलने के लिए आकार लेता है और फिर जम जाता है.

- आइसक्रीम का निर्माण: आमतौर पर वे डेयरी हैं जो जम जाती हैं.

- कैंडी प्राप्त करने में, जो पिघल जाती है और चीनी जम जाती है.

- मक्खन और नकली मक्खन ठोस अवस्था में फैटी एसिड होते हैं.

- धातुकर्म: कुछ धातुओं के सिल्लियां या बीम या संरचनाओं के निर्माण में.

- सीमेंट चूना पत्थर और मिट्टी का मिश्रण है जो पानी के साथ मिश्रित होने पर सख्त होने का गुण रखता है.

- चॉकलेट के निर्माण में, कोको पाउडर को पानी और दूध के साथ मिलाया जाता है जो सूखने पर जम जाता है.

संदर्भ

1. Whitten, डेविस, पेक और स्टेनली। रसायन विज्ञान। (8 वां संस्करण।) कैनेज लर्निंग, पी 448, 467.
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