မျှခြေပြောင်းလဲမှု- ဖြစ်စဉ်နှင့် ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများတွင် ၎င်း၏သက်ရောက်မှု
မျှခြေပြောင်းလဲမှုသည် ဓာတုဗေဒတွင် အရေးကြီးသောဖြစ်စဉ်တစ်ခုဖြစ်ပြီး ပြောင်းပြန်လှန်နိုင်သော ဓာတ်ပြုမှုတွင် မျှခြေအနေအထား ပြောင်းလဲမှုကိုအသုံးပြုသည်။ ဓာတ်ပြုမှုသည် သတ်မှတ်ထားသော အခြေအနေများပေါ် မူတည်၍ ထုတ်ကုန်များ (ညာဘက်) သို့မဟုတ် ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများ (ဘယ်ဘက်) ဆီသို့ ရွေ့လျားနိုင်သည်။ Le Chatelier ၏ နိယာမသည် မျှခြေပြောင်းလဲမှုများ မည်သို့ဖြစ်ပေါ်သည်ကို နားလည်ရာတွင် အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်။ ဤသဘောတရား၏ ပြည့်စုံသောခြုံငုံသုံးသပ်ချက်သည် သဘာဝနှင့် ဓာတ်ခွဲခန်းတွင် ဖြစ်ပေါ်သော ဒိုင်းနမစ်စနစ်များအကြောင်း ထိုးထွင်းသိမြင်မှုကို ပေးစွမ်းသည်။
လီချာတယ်လီယာ၏ မူ
လီချာတယ်လီယာ၏ နိယာမအရ မျှခြေရှိသော စနစ်တစ်ခုသည် အာရုံစူးစိုက်မှု၊ ဖိအား သို့မဟုတ် အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုကို ခံရပါက၊ ၎င်းသည် ပြောင်းလဲမှုကို လျော့နည်းစေသော သို့မဟုတ် ဖယ်ရှားပေးသော ဦးတည်ရာသို့ ရွေ့လျားလိမ့်မည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ရိုးရှင်းစွာပြောရလျှင် စနစ်သည် နှောင့်ယှက်မှုကို တုံ့ပြန်ခြင်းဖြင့် ၎င်း၏ မျှခြေကို ထိန်းသိမ်းရန် ကြိုးစားသည်။
၁။ အာရုံစူးစိုက်မှုပြောင်းလဲမှုများ-
ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် ထုတ်ကုန်များ၏ ပါဝင်မှုများ ပြောင်းလဲသွားပါက စနစ်သည် ထိုပါဝင်မှုများကို ပြန်လည်ဟန်ချက်ညီစေရန် ချိန်ညှိပေးပါလိမ့်မည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အောက်ပါဓာတ်ပြုမှုတွင်-
\( \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \)
N\(_2\) သို့မဟုတ် H\(_2\) ၏ ပါဝင်မှု မြင့်တက်လာပါက ဓာတ်ပြုမှုသည် ညာဘက်သို့ ရွေ့လျားပြီး NH\(_3\) ပိုမိုထုတ်လုပ်ပေးမည်ဖြစ်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့် NH\(_3\) ၏ ပါဝင်မှု မြင့်တက်လာပါက စနစ်သည် ဘယ်ဘက်သို့ ရွေ့လျားမည်ဖြစ်သည်။
၂။ ဖိအားပြောင်းလဲမှုများ-
ဖိအားပြောင်းလဲမှုများသည် ယေဘုယျအားဖြင့် ဓာတ်ငွေ့များပါဝင်သော ဓာတ်ပြုမှုများကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။ ဖိအားမြင့်တက်ခြင်းသည် ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးနည်းပါးစွာ ထုတ်လုပ်သည့် ဦးတည်ချက်သို့ မျှခြေကို ရွှေ့လျားစေသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဓာတ်ပြုမှုတွင်-
\( \text{CO}(g) + 2\text{H}_2(g) \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{OH}(g) \)
ဖိအားမြင့်တက်ခြင်းက ဓာတ်ပြုမှုကို ညာဘက်သို့ ရွေ့သွားစေသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ညာဘက်ခြမ်းရှိ ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးအရေအတွက် (၁ မော်လီကျူး) သည် ဘယ်ဘက်ခြမ်းရှိ (၃ မော်လီကျူး) အရေအတွက်ထက် နည်းသောကြောင့် ဖြစ်သည်။
၃။ အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုများ-
အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုများသည် အပူပေးဓာတ်ပြုမှုနှင့် အပူထုတ်ဓာတ်ပြုမှု နှစ်မျိုးလုံးကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။ အပူပေးဓာတ်ပြုမှုတွင် အပူချိန်မြင့်တက်လာခြင်းသည် မျှခြေကို ညာဘက်သို့ ရွှေ့လျားစေပြီး အပူထုတ်ဓာတ်ပြုမှုတွင် အပူချိန်မြင့်တက်လာခြင်းသည် မျှခြေကို ဘယ်ဘက်သို့ ရွှေ့လျားစေသည်။ ဥပမာအားဖြင့်-
\( \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) + \text{energy} \)
ဤဓာတ်ပြုမှုသည် အပူထုတ်ခြင်းဖြစ်သောကြောင့် အပူချိန်မြင့်တက်ခြင်းသည် မျှခြေကို ဘယ်ဘက်သို့ ရွှေ့သွားစေမည်ဖြစ်သည်။
စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် မျှခြေပြောင်းလဲမှုများ၏ အသုံးချမှုများ
မျှခြေပြောင်းလဲမှုများသည် ဓာတုဗေဒလုပ်ငန်းတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်။ စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များစွာသည် ပြောင်းပြန်လှန်နိုင်သော ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများအပေါ် မှီခိုနေရပြီး မျှခြေကို မည်သို့ထိန်းချုပ်ရမည်ကို နားလည်ခြင်းသည် ဤလုပ်ငန်းစဉ်များ အောင်မြင်မှုအတွက် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။
အထင်ရှားဆုံး ဥပမာမှာ Haber-Bosch လုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် အမိုးနီးယား ထုတ်လုပ်ခြင်းဖြစ်သည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် နိုက်ထရိုဂျင်နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကို ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများအဖြစ် အသုံးပြုပြီး ဓာတ်ပြုမှုအလိုက် အမိုးနီးယားကို ဖွဲ့စည်းရန် မျှခြေသို့ ရောက်ရှိသည်။
\( \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \)
အမိုးနီးယားထုတ်လုပ်မှုကို အများဆုံးဖြစ်စေရန်အတွက် မြင့်မားသောဖိအားနှင့် တိကျစွာထိန်းချုပ်ထားသော အပူချိန်ကဲ့သို့သော တုံ့ပြန်မှုအခြေအနေများကို ထိန်းသိမ်းထားရမည်။ Le Chatelier ၏ နိယာမကို ပြောင်းလဲနေသော အခြေအနေများက အမိုးနီးယားထုတ်လုပ်မှုကို မည်သို့အကျိုးသက်ရောက်မည်ကို ခန့်မှန်းရန်နှင့် လုပ်ငန်းစဉ်ကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ရန် အသုံးပြုသည်။
နေ့စဉ်ဘဝတွင် ဟန်ချက်ညီမှုပြောင်းလဲမှုများ၏ စစ်မှန်သော ဥပမာများ
မျှခြေပြောင်းလဲမှုဖြစ်စဉ်သည် ဓာတ်ခွဲခန်းများ သို့မဟုတ် စက်မှုလုပ်ငန်းတွင်သာ ကန့်သတ်မထားဘဲ နေ့စဉ်ဘဝတွင်လည်း တွေ့ရှိနိုင်သည်။ ဥပမာတစ်ခုမှာ သံပုရာသီးထည့်လိုက်သောအခါ လက်ဖက်ရည်၏အရောင်ပြောင်းလဲမှုဖြစ်သည်။ လက်ဖက်ရည်တွင် pH ပြောင်းလဲမှုနှင့်အတူ ၎င်းတို့၏မျှခြေကို ပြောင်းလဲစေနိုင်သော ဓာတုဒြပ်ပေါင်းအမျိုးမျိုးပါဝင်သည်။ သံပုရာသီးထည့်ခြင်း (အက်ဆစ်ဓာတ်ပါဝင်သည်) သည် လက်ဖက်ရည်၏ pH ကို ပြောင်းလဲစေပြီး လက်ဖက်ရည်၏အရောင်ကို ပြောင်းလဲစေနိုင်သော မျှခြေပြောင်းလဲမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။
ဇီဝဗေဒစနစ်များတွင် မျှခြေပြောင်းလဲမှုများ
ဇီဝဗေဒစနစ်များသည်လည်း ရွေ့လျားနေသော မျှခြေမူအောက်တွင် ရှိနေသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ လူ့ခန္ဓာကိုယ်သည် တည်ငြိမ်အေးချမ်းမှုကို ထိန်းသိမ်းရန်အတွက် ဇီဝဓာတုဗေဒတုံ့ပြန်မှုအမျိုးမျိုး၏ မျှခြေကို အဆက်မပြတ်ထိန်းသိမ်းထားသည်။
အရေးကြီးသော ဥပမာတစ်ခုမှာ သွေးထဲတွင် အောက်ဆီဂျင်နှင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် မျှတမှုဖြစ်သည်။ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်နှင့် ရေအကြား ဓာတ်ပြုမှုသည် ကာဗွန်နစ်အက်ဆစ်ကို ဖွဲ့စည်းပေးပြီး ထို့နောက် ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် ဘိုင်ကာဗွန်နိတ်အိုင်းယွန်းများအဖြစ် ပြိုကွဲသွားသည်-
\( \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^- \)
ဓာတ်ပြုမှုမျှခြေတွင် ဤပြောင်းလဲမှုသည် သွေး pH ကို ထိန်းညှိရန် ကူညီပေးသည်။ CO2 အဆင့်များ မြင့်တက်လာသောအခါ ဓာတ်ပြုမှုသည် ညာဘက်သို့ ရွေ့လျားသွားပြီး H+ အိုင်းယွန်းများ ပိုမိုထုတ်လုပ်ကာ သွေး pH ကို လျော့ကျစေသည်။ CO2 အဆင့်များ ကျဆင်းသွားသောအခါ ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်ပေါ်သည်။
မျှခြေပြောင်းလဲမှုများကို သက်ရောက်မှုရှိသော နောက်ထပ်အချက်များ
အာရုံစူးစိုက်မှု၊ ဖိအားနှင့် အပူချိန်အပြင်၊ မျှခြေပြောင်းလဲမှုကို လွှမ်းမိုးနိုင်သော အခြားအချက်များလည်း ရှိပါသည်။
၁။ ဓာတ်ကူပစ္စည်း
ဓာတ်ကူပစ္စည်းများသည် ဓာတ်ပြုမှုနှုန်းကို မြှင့်တင်ပေးသော်လည်း မျှခြေအနေအထားကို မထိခိုက်ပါ။ ဓာတ်ကူပစ္စည်းများသည် မျှခြေတွင် ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများနှင့် ထုတ်ကုန်များ၏ အချိုးအစားကို မပြောင်းလဲဘဲ စနစ်ကို မျှခြေသို့ ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ရောက်ရှိစေသည်။
၂။ တားဆီးပေးသောပစ္စည်းများ-
တားဆီးပေးသည့်ပစ္စည်းများသည် ဓာတ်ပြုမှုများကို နှေးကွေးစေပြီး စနစ်သည် မျှခြေသို့ မည်သို့ရောက်ရှိသည်ကို ထိခိုက်စေနိုင်သော်လည်း ဓာတ်ကူပစ္စည်းများကဲ့သို့ပင် ၎င်းတို့သည် မျှခြေ၏ အနေအထားကို မပြောင်းလဲပါ။
၃။ အခြားပစ္စည်းများ ရှိနေခြင်း-
ဓာတ်ပြုမှုမရှိသော ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများသည် မျှခြေလုပ်ငန်းစဉ်တွင် တိုက်ရိုက်ဓာတ်ပြုခြင်းမရှိသော်လည်း ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် ထုတ်ကုန်များ၏ ဓာတုလှုပ်ရှားမှုကို ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် မျှခြေကို ထိခိုက်နိုင်သည်။
နိဂုံး
မျှခြေပြောင်းလဲမှုသည် ပြောင်းပြန်လှန်နိုင်သော ဓာတုဓာတ်ပြုမှု၏ မျှခြေကို ထိခိုက်စေသော အခြေအနေများတွင် ပြောင်းလဲမှုများနှင့် သက်ဆိုင်သည့် ဓာတုဗေဒဘာသာရပ်တွင် အခြေခံသဘောတရားတစ်ခုဖြစ်သည်။ Le Chatelier ၏ နိယာမသည် ဓာတုစနစ်များသည် အာရုံစူးစိုက်မှု၊ ဖိအားနှင့် အပူချိန်ပြောင်းလဲမှုများကို မည်သို့တုံ့ပြန်သည်ကို ခန့်မှန်းခြင်းနှင့် နားလည်ခြင်းအတွက် မူဘောင်တစ်ခုကို ပံ့ပိုးပေးသည်။ မျှခြေပြောင်းလဲမှုများကို သေချာစွာနားလည်ခြင်းသည် ဓာတုဗေဒလုပ်ငန်းတွင် ထုတ်လုပ်မှုနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်ထိရောက်မှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် အလွန်အရေးကြီးပြီး ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာအခြေအနေများနှင့် နေ့စဉ်ဖြစ်ရပ်များတွင် အလွန်သက်ဆိုင်သည်။
ထို့အပြင်၊ ဓာတ်ကူပစ္စည်းများ၊ တားဆီးပစ္စည်းများနှင့် ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများကဲ့သို့သော အချက်များသည်လည်း မျှခြေပြောင်းလဲမှုများကို လွှမ်းမိုးနိုင်သည်။ မျှခြေပြောင်းလဲမှုများကို သေချာစွာလေ့လာခြင်းအားဖြင့် ဓာတုဗေဒသိပ္ပံပညာရှင်များနှင့် အင်ဂျင်နီယာများသည် ပိုမိုထိရောက်သောလုပ်ငန်းစဉ်များကို ဒီဇိုင်းဆွဲနိုင်ပြီး ထုတ်လုပ်မှုမှ ကျန်းမာရေးစောင့်ရှောက်မှုအထိ ကျယ်ပြန့်သောနယ်ပယ်များတွင် အသုံးဝင်သောအသုံးချမှုများကို တီထွင်နိုင်သည်။
