حلن جي گھٽتائي واري بخار جي دٻاءُ جا مثال سوال ۽ بحث
ڪنهن محلول جي بخارات جي دٻاءُ ۾ گهٽتائي (واپ پريشر ڊپريشن) محلول جي هڪ ڪليگيٽو ملڪيت آهي، جيڪا صرف حل ٿيل ذرڙن جي تعداد تي منحصر آهي ۽ انهن ذرڙن جي ڪيميائي نوعيت تي نه. سمجھڻ کي آسان بڻائڻ لاءِ، اسان هن تصور تي ڪيترن ئي مثالن ۽ تفصيلي بحثن ذريعي بحث ڪنداسين.
وانپ پريشر ڊراپ جو بنيادي تصور
جڏهن ڪو غير مستحڪم مادو محلول ٺاهڻ لاءِ محلول ۾ حل ڪيو ويندو آهي، ته محلول جو بخاراتي دٻاءُ عام طور تي ساڳئي درجه حرارت تي خالص محلول جي بخاراتي دٻاءُ کان گهٽ هوندو آهي. هن رجحان کي بخاراتي دٻاءُ گهٽائڻ جي نالي سان سڃاتو وڃي ٿو. هن عمل جو بنيادي سبب محلول ذرڙن جي موجودگي آهي، جيڪي محلول جي ماليڪيولن جي گئس مرحلي ۾ منتقل ٿيڻ جي امڪان کي گهٽائي ڇڏيندا آهن، اهڙي طرح بخاراتي دٻاءُ گهٽجي ويندو آهي.
بخار جي دٻاءُ ۾ هي گهٽتائي فارمولا استعمال ڪندي حساب ڪري سگهجي ٿي:
\[ \ڊيلٽا پي = پي^\ٽيڪسٽ{0} – پي \]
ڪٿي:
– \( \ڊيلٽا پي \) بخار جي دٻاءُ ۾ گهٽتائي آهي.
– \( P^\text{0} \) خالص محلول جو بخاراتي دٻاءُ آهي.
– \( P \) محلول جو بخاراتي دٻاءُ آهي.
بخار جي دٻاءُ ۾ گهٽتائي کي راولٽ جي مساوات کي استعمال ڪندي پڻ ظاهر ڪري سگهجي ٿو:
\[ \ڊيلٽا پي = x_{\ٽيڪسٽ{حل}} \سي ڊاٽ پي^\ٽيڪسٽ{0} \]
ڪٿي:
– \( x_{\text{solute}} \) محلول جو مول حصو آهي.
هيٺ ڏنل مثالن لاءِ، فرض ڪريو ته اسان وٽ معياري حالتن ۾ هڪ خالص محلول ۽ مختلف محلول آهن.
مثال سوال 1
سوال:
فرض ڪريو ته اسان وٽ هڪ محلول آهي جيڪو 10 گرام يوريا (NH2CONH2) تي مشتمل آهي جيڪو 90 گرام پاڻي ۾ حل ٿيل آهي. هڪ خاص درجه حرارت تي خالص پاڻي جو بخاراتي دٻاءُ 23.76 mmHg آهي. محلول جي بخاراتي دٻاءُ جو حساب ڪريو.
بحث:
قدم 1: يوريا ۽ پاڻي جي مول جو تعداد ڳڻيو.
- يوريا جو داڙ ماس (NH\(_2\)CONH\(_2\)): 60 گرام/مول.
- يوريا جي مول جو تعداد:
\[ \ٽيڪسٽ{مول يوريا} = \فريڪ{10\ٽيڪسٽ{جي}}{60\ٽيڪسٽ{جي/مول}} = 0.167 \ٽيڪسٽ{مول} \]
- پاڻي جو مولر ماس (H\(_2\)O): 18 گرام/مول.
- پاڻي جي مولن جو تعداد:
\[ \ٽيڪسٽ{پاڻيءَ جا مول} = \فريڪ{90\ٽيڪسٽ{ جي}}{18\ٽيڪسٽ{ جي/مول}} = 5 \ٽيڪسٽ{ مول} \]
قدم 2: يوريا جي مول حصي جو حساب ڪريو.
\[ x_{\ٽيڪسٽ{يوريا}} = \فريڪ{\ٽيڪسٽ{مول يوريا}}{\ٽيڪسٽ{مول يوريا} + \ٽيڪسٽ{مول پاڻي}} = \فريڪ{0.167}{0.167 + 5} = 0.0326 \]
قدم 3: بخار جي دٻاءُ جي گهٽتائي جو حساب ڪريو.
\[ \ڊيلٽا پي = x_{\ٽيڪسٽ{يوريا}} \سي ڊاٽ پي^\ٽيڪسٽ{0}_{\ٽيڪسٽ{هوا}} \]
\[ \ڊيلٽا پي = 0.0326 \سي ڊاٽ 23.76 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} = 0.774 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} \]
قدم 4: محلول جي بخارات جي دٻاءُ جو حساب ڪريو.
\[ پي_{\ٽيڪسٽ{حل}} = پي^\ٽيڪسٽ{0}_{\ٽيڪسٽ{پاڻي}} – \ڊيلٽا پي \]
\[ پي_{\ٽيڪسٽ{حل}} = 23.76 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} – 0.774 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} = 22.986 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} \]
مثال سوال 2
سوال:
200 گرام پاڻي ۾ 58.5 گرام سوڊيم ڪلورائڊ (NaCl) حل ڪري هڪ محلول تيار ڪيو ويندو آهي. 50°C تي گھٽجندڙ بخار جي دٻاءُ جو حساب ڪريو جتي خالص پاڻي جو بخار جو دٻاءُ 92.5 mmHg آهي.
بحث:
قدم 1: NaCl ۽ پاڻي جي مولز جو تعداد ڳڻيو.
- NaCl جو داڙ ماس: 58.5 گرام/مول.
- NaCl جي مولز جو تعداد:
\[ \ٽيڪسٽ{مول NaCl} = \فريڪ{58.5\ٽيڪسٽ{جي}}{58.5\ٽيڪسٽ{جي/مول}} = 1 \ٽيڪسٽ{مول} \]
- پاڻي جو مولر ماس (H\(_2\)O): 18 گرام/مول.
- پاڻي جي مولن جو تعداد:
\[ \ٽيڪسٽ{پاڻيءَ جا مول} = \فريڪ{200\ٽيڪسٽ{ جي}}{18\ٽيڪسٽ{ جي/مول}} = 11.11 \ٽيڪسٽ{ مول} \]
قدم 2: ياد رکو ته NaCl جي مڪمل آئنائيزيشن سان هر فارمولا يونٽ ۾ 2 آئن پيدا ٿين ٿا (Na\(^+\) ۽ Cl\(^-\)).
\[ n_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} = n_{\ٽيڪسٽ{NaCl}} \cdot 2 = 1 \cdot 2 = 2 \ٽيڪسٽ{ mol آئن} \]
قدم 3: محلول جي تل جي حصي جو حساب ڪريو.
\[ x_{\ٽيڪسٽ{NaCl}} = \frac{n_{\ٽيڪسٽ{ڪل}}}{n_{\ٽيڪسٽ{ڪل}} + n_{\ٽيڪسٽ{هوا}}} = \frac{2}{2 + 11.11} = 0.152 \]
قدم 4: بخار جي دٻاءُ جي گهٽتائي جو حساب ڪريو.
\[ \ڊيلٽا پي = x_{\ٽيڪسٽ{NaCl}} \سي ڊاٽ پي^\ٽيڪسٽ{0}_{\ٽيڪسٽ{هوا}} \]
\[ \ڊيلٽا پي = 0.152 \سي ڊاٽ 92.5 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} = 14.06 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} \]
مثال سوال 3
سوال:
جيڪڏهن 20 گرام گلوڪوز (C\(_6\)H\(_{12}\)O\(_6\)) 150 گرام پاڻيءَ ۾ حل ڪيو وڃي، ۽ 25°C تي خالص پاڻيءَ جو بخاراتي دٻاءُ 23.8 mmHg آهي، ته پوءِ محلول جي بخاراتي دٻاءُ جو حساب ڪريو.
بحث:
قدم 1: گلوڪوز ۽ پاڻي جي مولز جو تعداد ڳڻيو.
- گلوڪوز جو مولر ماس: 180 گرام/مول.
- گلوڪوز جي مول جو تعداد:
\[ \ٽيڪسٽ{مول گلوڪوز} = \فريڪ{20\ٽيڪسٽ{جي}}{180\ٽيڪسٽ{جي/مول}} = 0.111 \ٽيڪسٽ{مول} \]
- پاڻي جو مولر ماس (H\(_2\)O): 18 گرام/مول.
- پاڻي جي مولن جو تعداد:
\[ \ٽيڪسٽ{پاڻيءَ جا مول} = \فريڪ{150\ٽيڪسٽ{ جي}}{18\ٽيڪسٽ{ جي/مول}} = 8.33 \ٽيڪسٽ{ مول} \]
قدم 2: گلوڪوز جي مول حصي جو حساب ڪريو.
\[ x_{\ٽيڪسٽ{گلوڪوز}} = \فريڪ{\ٽيڪسٽ{مول گلوڪوز}}{\ٽيڪسٽ{مول گلوڪوز} + \ٽيڪسٽ{مول پاڻي}} = \فريڪ{0.111}{0.111 + 8.33} = 0.0132 \]
قدم 3: بخار جي دٻاءُ جي گهٽتائي جو حساب ڪريو.
\[ \ڊيلٽا پي = x_{\ٽيڪسٽ{گلوڪوز}} \سي ڊاٽ پي^\ٽيڪسٽ{0}_{\ٽيڪسٽ{پاڻي}} \]
\[ \ڊيلٽا پي = 0.0132 \سي ڊاٽ 23.8 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} = 0.314 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} \]
قدم 4: محلول جي بخارات جي دٻاءُ جو حساب ڪريو.
\[ پي_{\ٽيڪسٽ{حل}} = پي^\ٽيڪسٽ{0}_{\ٽيڪسٽ{پاڻي}} – \ڊيلٽا پي \]
\[ پي_{\ٽيڪسٽ{حل}} = 23.8 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} – 0.314 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} = 23.486 \ٽيڪسٽ{ ايم ايم ايڇ جي} \]
پينوٽ اپ
مٿي ڏنل مثالن مان، اسان ڏسي سگهون ٿا ته جيڪڏهن اسان محلول ۽ محلول جي مول جي تعداد کي ڄاڻون ٿا، ۽ گڏوگڏ خالص محلول جي بخار جي دٻاءُ کي به ڄاڻون ٿا ته محلول جي بخار جي دٻاءُ کي گهٽائڻ جو اندازو آساني سان لڳائي سگهجي ٿو. هن تصور جا ڪيترائي اهم استعمال آهن، خاص طور تي ڪيميائي ۽ دواسازي جي صنعتن ۾، جتي محلول جي خاصيتن کي ڪنٽرول ڪرڻ تمام ضروري آهي. هن تصور جي سٺي سمجھ پڻ محلول جي ٿرموڊائنامڪ خاصيتن جي وڌيڪ مطالعي ۾ مدد ڪري ٿي.
