ဓာတုဗေဒ ဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန်လှန်နည်း

ဓာတုဗေဒ ဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန်လှန်နည်း

ဓာတုဓာတ်ပြုမှုဆိုသည်မှာ ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုပြောင်းလဲမှုဖြင့် တစ်ခု သို့မဟုတ် တစ်ခုထက်ပိုသော အရာဝတ္ထုများကို အခြားအရာဝတ္ထုတစ်ခုအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲစေသည့် လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ အခြေအနေများစွာတွင် ဓာတုဓာတ်ပြုမှုကို မည်သို့ပြောင်းပြန်လှန်ရမည်ကို နားလည်ခြင်းသည် အလွန်အသုံးဝင်နိုင်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့် စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် ပြောင်းပြန်ဓာတ်ပြုမှုများကို ထုတ်လုပ်မှုအကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ရန်၊ ကုန်ကျစရိတ်များလျှော့ချရန် သို့မဟုတ် အလဟဿဖြစ်မှုများကို စီမံခန့်ခွဲရန်အတွက် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ ဤဆောင်းပါးသည် ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများကို ပြောင်းပြန်လှန်ရန် နည်းလမ်းအမျိုးမျိုး၊ အခြေခံသာမိုဒိုင်းနမစ်မူများနှင့် ဤသဘောတရားကို နေ့စဉ်ဘဝနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် လက်တွေ့အသုံးချမှုများကို ပြန်လည်သုံးသပ်ပါမည်။

အခြေခံမူများ

၁။ ဓာတုဗေဒ မျှခြေဥပဒေ

ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများသည် ဦးတည်ချက်နှစ်ခုဖြင့် ဖြစ်ပေါ်နိုင်သည်- ရှေ့သို့ (ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများသည် ထုတ်ကုန်များဖြစ်လာသည်) နှင့် ပြောင်းပြန် (ထုတ်ကုန်များသည် ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများ ပြန်လည်ဖြစ်လာသည်)။ ဓာတုမျှခြေဥပဒေက မျှခြေအခြေအနေများအောက်တွင် ရှေ့သို့ဓာတ်ပြုမှုနှုန်းသည် ပြောင်းပြန်ဓာတ်ပြုမှုနှုန်းနှင့် ညီမျှသည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ဤမျှခြေကို ညီမျှခြင်းဖြင့် ပေးထားသော မျှခြေကိန်းသေ (\(K_{eq}\) ဖြင့် ဖော်ပြနိုင်သည်-

\[ K_{eq} = \frac{[ထုတ်ကုန်များ]}{[ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများ]} \]

ရိုးရှင်းသော ဥပမာတစ်ခုမှာ အမိုးနီးယား ဖွဲ့စည်းမှု၏ တုံ့ပြန်မှုဖြစ်သည်။

\[ N_2(g) + 3H_2(g) \leftrightarrow 2NH_3(g)\]

မျှခြေကိန်းသေကို အောက်ပါအတိုင်းရေးသားနိုင်သည်။

\[ K_{eq} = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3} \]

၂။ လီချာတယ်လီယာ၏ မူ

လီချာတယ်လီယာ၏ နိယာမအရ မျှခြေရှိသော စနစ်တစ်ခုသည် ပြောင်းလဲမှုတစ်ခု (ဥပမာ အာရုံစူးစိုက်မှု၊ ဖိအား သို့မဟုတ် အပူချိန် ပြောင်းလဲမှုကဲ့သို့) ကြုံတွေ့ရပါက စနစ်သည် ပြောင်းလဲမှု၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုများကို လျော့ပါးစေရန်နှင့် မျှခြေအသစ်တစ်ခုသို့ ရောက်ရှိစေရန် ချိန်ညှိပေးလိမ့်မည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ဤနိယာမသည် ဓာတုတုံ့ပြန်မှုများကို ပြောင်းပြန်လှန်ရာတွင် အထူးအသုံးဝင်ပါသည်။

ဥပမာ-

အထက်ပါ ဓာတ်ပြုမှုတွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင် (\(H_2\)) ပိုမိုထည့်သွင်းပါက၊ ဤအပို 'ဖိစီးမှု' ကို လျှော့ချရန်အတွက် ဓာတ်ပြုမှုသည် ညာဘက် (ရှေ့သို့) ရွေ့လျားပြီး ပိုလျှံသော \(H_2\ ကို အသုံးပြုရန် ပြုမူလေ့ရှိသောကြောင့် အမိုးနီးယား (\(NH_3\)) ပိုမိုဖြစ်ပေါ်လာပါသည်။

ဆန့်ကျင်ဘက်အနေနဲ့၊ ထုတ်ကုန် (\(NH_3\)) အချို့ကို ဖယ်ရှားလိုက်ရင် စနစ်ဟာ ဆုံးရှုံးသွားတဲ့ \(NH_3\ ကို အစားထိုးဖို့ ညာဘက်ကို ပြန်ရွေ့သွားပြီး တုံ့ပြန်မှုကို ရှေ့ဆက်သွားစေပါလိမ့်မယ်။

ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ တုံ့ပြန်မှုများကို ပြောင်းပြန်လှန်ရန် နည်းလမ်းများ

၁။ အရာဝတ္ထုများ၏ ပါဝင်မှုကို ပြောင်းလဲခြင်း

ဓာတုဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန်လှန်ရန် အလွယ်ကူဆုံးနည်းလမ်းများထဲမှတစ်ခုမှာ ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် ထုတ်ကုန်များ၏ ပါဝင်မှုကို ပြောင်းလဲခြင်းဖြစ်သည်။ ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများ၏ ပါဝင်မှုကို တိုးမြှင့်ခြင်း သို့မဟုတ် ထုတ်ကုန်များ၏ ပါဝင်မှုကို လျှော့ချခြင်းဖြင့် ဓာတ်ပြုမှုသည် ရှေ့သို့ရွေ့လျားလေ့ရှိသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့် ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများ၏ ပါဝင်မှုကို လျှော့ချခြင်း သို့မဟုတ် ထုတ်ကုန်များ၏ ပါဝင်မှုကို တိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့် ဓာတ်ပြုမှုသည် ပြောင်းပြန်ဦးတည်ရာသို့ ရွေ့လျားစေရန် အတင်းအကျပ်ခိုင်းစေနိုင်သည်။

ဥပမာ-

ရေဖွဲ့စည်းမှုတုံ့ပြန်မှုအတွက်-

\[ 2H_2(g) + O_2(g) \leftrightarrow 2H_2O(g)\]

ရေ (H_2O_2) ၏ ပါဝင်မှု မြင့်တက်လာပါက၊ ဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန် ဦးတည်ချက်ဖြင့် မောင်းနှင်ပြီး (H_2) နှင့် (O_2) များ ပိုမိုထုတ်လုပ်နိုင်သည်။

၂။ ဖိအားနှင့် ထုထည်ပြောင်းလဲခြင်း

ဓာတ်ပြုမှုတစ်ခုကို ပြောင်းပြန်လှန်ရန် နောက်ထပ်နည်းလမ်းတစ်ခုမှာ စနစ်၏ ဖိအား သို့မဟုတ် ထုထည်ကို ပြောင်းလဲခြင်းဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် ဓာတ်ငွေ့များပါဝင်သော ဓာတ်ပြုမှုများအတွက် အထူးသဖြင့် အသုံးဝင်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဓာတ်ငွေ့ဖိအားသည် မျှခြေအပေါ် သိသာထင်ရှားသော သက်ရောက်မှုရှိသောကြောင့် ဖြစ်သည်။

ဥပမာ-

အထက်ဖော်ပြပါ အမိုးနီးယား ဓာတ်ပြုမှုတွင်-

\[ N_2(g) + 3H_2(g) \leftrightarrow 2NH_3(g)\]

ဤဓာတ်ပြုမှုတွင် ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူး စုစုပေါင်းအရေအတွက် လျော့ကျခြင်း ပါဝင်သည်။ ဖိအားကို တိုးမြှင့်ခြင်း သို့မဟုတ် ထုထည်ကို လျှော့ချခြင်းဖြင့် ဓာတ်ပြုမှုသည် ညာဘက် (ရှေ့သို့) ရွေ့လျားပြီး ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူး နည်းပါးစွာ ထုတ်လုပ်လေ့ရှိပြီး ထို့ကြောင့် ဖိအားကို လျော့ကျစေသည်။

ဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန်လှန်ရန်အတွက်၊ ဥပမာအားဖြင့် အမိုးနီးယားကို နိုက်ထရိုဂျင်နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်အဖြစ် ပြိုကွဲစေရန်အတွက်၊ ဖိအားကို လျှော့ချနိုင်သည် သို့မဟုတ် ထုထည်ကို တိုးမြှင့်နိုင်သည်၊ ထို့ကြောင့် ဓာတ်ပြုမှုသည် ဘယ်ဘက်သို့ ရွေ့လျားလေ့ရှိသည် (ပြောင်းပြန်)။

၃။ အပူချိန်ပြောင်းလဲခြင်း

ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများကို အပူစုပ်ယူခြင်း (endothermic) သို့မဟုတ် အပူထုတ်လွှတ်ခြင်း (exothermic) အဖြစ်လည်း ခွဲခြားနိုင်သည်။ အပူချိန်ပြောင်းလဲခြင်းသည် ဓာတ်ပြုမှု၏ မျှခြေကို ထိခိုက်စေနိုင်ပြီး ဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန်လှန်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။

ဥပမာ-

နိုက်ထရိုဂျင်နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်မှ အမိုးနီးယားဖွဲ့စည်းရန် ဓာတ်ပြုမှုသည် အပူထုတ်လွှတ်ခြင်းဖြစ်သည် (အပူကိုထုတ်လွှတ်သည်)-

\[ N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) + \text{heat}\]

အပူချိန်မြင့်တက်လာပါက စနစ်သည် စွမ်းအင်ကို သုံးစွဲခြင်းဖြင့် (အမိုးနီးယားကို နိုက်ထရိုဂျင်နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်အဖြစ် ပြန်လည်ဖြိုခွဲခြင်း) အပိုအပူကို လျှော့ချရန် ကြိုးစားသောကြောင့် မျှခြေသည် ဘယ်ဘက်သို့ (ပြောင်းပြန်) ရွေ့လျားသွားမည်ဖြစ်သည်။

ဆန့်ကျင်ဘက်အနေနဲ့ ဓာတ်ပြုမှုကို ရှေ့ဆက်ဖို့အတွက် (\(NH_3\) ပိုမိုဖွဲ့စည်းဖို့အတွက်) အပူချိန်ကို လျှော့ချဖို့ လိုအပ်ပါတယ်။

၄။ ဓာတ်ကူပစ္စည်းများ အသုံးပြုခြင်း

ဓာတ်ကူပစ္စည်းဆိုသည်မှာ ဓာတ်ပြုမှုကိုယ်တိုင် မစားသုံးဘဲ ဓာတုဓာတ်ပြုမှုနှုန်းကို မြှင့်တင်ပေးသည့် အရာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဓာတ်ကူပစ္စည်းများသည် မျှခြေအနေအထားကို မပြောင်းလဲသော်လည်း မျှခြေသို့ ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ရောက်ရှိစေရန် ကူညီပေးနိုင်ပါသည်။ အချို့ကိစ္စများတွင် မတူညီသော ဓာတ်ကူပစ္စည်းများကို အသုံးပြုခြင်းသည် ဓာတ်ပြုမှု၏ ဦးတည်ရာကို သက်ရောက်မှုရှိနိုင်သည်။

ဥပမာ-

စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် ဓာတ်ကူပစ္စည်းအမျိုးအစား အမျိုးမျိုးကို ဓာတ်ပြုမှုအချို့ကို အရှိန်မြှင့်ရန်အတွက် မကြာခဏ အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။ ဥပမာအားဖြင့် Haber-Bosch လုပ်ငန်းစဉ်တွင် နိုက်ထရိုဂျင်နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်မှ အမိုးနီးယားဖွဲ့စည်းမှုနှုန်းကို မြှင့်တင်ရန် သံဓာတ်ကူပစ္စည်းကို အသုံးပြုသည်။

၅။ လျှပ်စစ်ဓာတ်ဖြင့် ချေဖျက်ခြင်း

အီလက်ထရိုလစ်ဆစ်ဆိုသည်မှာ ပြောင်းပြန်ဓာတုဓာတ်ပြုမှု၊ အထူးသဖြင့် အောက်ဆီဒေးရှင်းဓာတ်ပြုမှုတစ်ခုကို အတင်းအကျပ်ဖြစ်စေရန် လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို အသုံးပြုသည့် နည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ အီလက်ထရိုလစ်ဆစ်ကို အီလက်ထရိုပလိတ်နှင့် သတ္တုသန့်စင်လုပ်ငန်းများတွင် ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများကို ပြောင်းပြန်ဖြစ်စေရန် မကြာခဏအသုံးပြုလေ့ရှိသည်။

ဥပမာ-

ရေလျှပ်စစ်ဓာတ်ခွဲခြင်းတွင်-

\[ 2H_2O(l) \rightarrow 2H_2(g) + O_2(g) \]

လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို အသုံးပြုခြင်းအားဖြင့် ရေမော်လီကျူးများကို ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်ငွေ့များအဖြစ်သို့ ခွဲထုတ်နိုင်ပြီး မူလက ရေကို ထုတ်လုပ်ပေးခဲ့သော ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် အောက်ဆီဂျင် ပေါင်းစပ်မှု၏ ဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန်လှန်နိုင်ပါသည်။

လက်တွေ့အသုံးချမှုများ

၁။ ဓာတုဗေဒလုပ်ငန်း

ဓာတုဗေဒလုပ်ငန်းတွင် ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများကို ပြောင်းပြန်လှန်ခြင်းသည် ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များအတွက် အရေးကြီးပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ Haber-Bosch လုပ်ငန်းစဉ်မှတစ်ဆင့် အမိုးနီးယားထုတ်လုပ်မှုတွင် အမိုးနီးယားအချို့ကို နိုက်ထရိုဂျင်နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဓာတ်ငွေ့များထုတ်လုပ်ရန် ထပ်မံပြိုကွဲစေပြီး ၎င်းတို့ကို ပြန်လည်အသုံးပြုနိုင်သောကြောင့် ထိရောက်မှုကို မြှင့်တင်ပေးပြီး ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်များကို လျှော့ချပေးပါသည်။

၅။ ရေသန့်စင်ခြင်း

ရေသန့်စင်မှုတွင်၊ ဆား (NaCl) မှ ကလိုရင်းဓာတ်ငွေ့ထုတ်လုပ်ရန် အီလက်ထရိုလစ်စစ်ကို အသုံးပြုသည်။ ထို့နောက် ကလိုရင်းကို ရေကို ပိုးသတ်ရန် အသုံးပြုသည်။ ပြောင်းပြန်ဓာတ်ပြုမှုကို ဘေးထွက်ပစ္စည်းများကို စီမံခန့်ခွဲရန်နှင့် အဆိပ်အတောက်ဖြစ်စေသောပစ္စည်းများကို လျှော့ချရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။

၃။ ကျန်းမာရေးကဏ္ဍ

ပြောင်းပြန်တုံ့ပြန်မှုများကို ဆေးပညာတွင်လည်း အသုံးပြုကြသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ hyperbaric oxygen therapy (HBOT) မှတစ်ဆင့် ခန္ဓာကိုယ်ကို အောက်ဆီဂျင်ဖြည့်ပေးသောအခါ၊ ထိခိုက်ဒဏ်ရာရတစ်ရှူးများ ပျောက်ကင်းစေရန် အထောက်အကူပြုသည့် ထိန်းညှိထားသော ပြိုကွဲမှုတုံ့ပြန်မှုတစ်ခု ဖြစ်ပေါ်လာသည်။

နိဂုံး

ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများကို ပြောင်းပြန်လှန်ခြင်းသည် နေ့စဉ်ဘဝနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် လက်တွေ့အသုံးချမှုများစွာပါဝင်သော အရေးကြီးသော အယူအဆတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဓာတုမျှခြေဥပဒေများနှင့် Le Chatelier ၏နိယာမကဲ့သို့သော အခြေခံမူများအပြင် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်ခွဲခြင်းကို အသုံးပြု၍ အာရုံစူးစိုက်မှု၊ ဖိအားနှင့် အပူချိန်ကို ပြောင်းလဲရန် နည်းလမ်းများကဲ့သို့သော နည်းလမ်းများအပြင် ကျွန်ုပ်တို့ လိုအပ်သလို ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများကို ထိန်းချုပ်နိုင်ပါသည်။ ဤကျွမ်းကျင်မှုများသည် ထုတ်လုပ်မှုထိရောက်မှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက်သာမက ကျန်းမာရေး၊ ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် နည်းပညာကို ထိခိုက်စေသော လုပ်ငန်းစဉ်အမျိုးမျိုးကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ရန်အတွက်ပါ အသုံးဝင်ပါသည်။