ஒரு கரைசலின் ஆவி அழுத்தக் குறைவு குறித்த கலந்துரையாடல் கேள்விக்கான எடுத்துக்காட்டு.

கரைசல்களின் குறையும் ஆவி அழுத்தம் குறித்த எடுத்துக்காட்டுக் கேள்விகள் மற்றும் கலந்துரையாடல்

ஒரு கரைசலின் ஆவி அழுத்தக் குறைவு (ஆவி அழுத்தத் தாழ்வு) என்பது கரைசல்களின் ஒரு கூட்டுப் பண்பாகும். இது, கரைந்துள்ள துகள்களின் எண்ணிக்கையை மட்டுமே சார்ந்ததே தவிர, அத்துகள்களின் வேதியியல் தன்மையைச் சார்ந்திருப்பதில்லை. புரிதலை எளிதாக்குவதற்காக, இந்தக் கருத்தைப் பல எடுத்துக்காட்டுகள் மற்றும் விரிவான விவாதங்கள் மூலம் நாம் காண்போம்.

ஆவி அழுத்த வீழ்ச்சியின் அடிப்படைக் கருத்து

ஒரு ஆவியாகும் பொருள் ஒரு கரைப்பானில் கரைக்கப்பட்டு ஒரு கரைசலை உருவாக்கும்போது, ​​அக்கரைசலின் ஆவி அழுத்தம் பொதுவாக அதே வெப்பநிலையில் உள்ள தூய கரைப்பானின் ஆவி அழுத்தத்தை விடக் குறைவாக இருக்கும். இந்த நிகழ்வு ஆவி அழுத்தக் குறைவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்தச் செயல்முறைக்கான முதன்மைக் காரணம், கரைபொருள் துகள்கள் இருப்பதே ஆகும். இவை, கரைப்பான் மூலக்கூறுகள் வாயு நிலைக்குச் செல்லும் நிகழ்தகவைக் குறைத்து, அதன்மூலம் ஆவி அழுத்தத்தைக் குறைக்கின்றன.

ஆவி அழுத்தத்தில் ஏற்படும் இந்தக் குறைவை பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்:

\[ \Delta P = P^\text{0} – P \]

எங்கே:
– \( \Delta P \) என்பது ஆவி அழுத்தத்தில் ஏற்படும் குறைவு ஆகும்.
– \( P^\text{0} \) என்பது தூய கரைப்பானின் ஆவி அழுத்தம் ஆகும்.
– \( P \) என்பது கரைசலின் ஆவி அழுத்தம் ஆகும்.

ரௌல்ட் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி ஆவி அழுத்த வீழ்ச்சியை பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தலாம்:

\[ \Delta P = x_{\text{solute}} \cdot P^\text{0} \]

எங்கே:
– \( x_{\text{solute}} \) என்பது கரைபொருளின் மோல் பின்னம் ஆகும்.

பின்வரும் எடுத்துக்காட்டுகளுக்கு, நம்மிடம் ஒரு தூய கரைப்பானும், பல்வேறு கரைபொருள்களும் திட்ட நிலைமைகளின் கீழ் இருப்பதாகக் கருதுவோம்.

எடுத்துக்காட்டு கேள்வி 1

கேள்வி:

90 கிராம் நீரில் 10 கிராம் யூரியா (NH₂CONH₂) கரைக்கப்பட்ட ஒரு கரைசல் நம்மிடம் இருப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் தூய நீரின் ஆவி அழுத்தம் 23.76 mmHg ஆகும். அக்கரைசலின் ஆவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடுங்கள்.

கலந்துரையாடல்:

படி 1: யூரியா மற்றும் நீரின் மோல்களின் எண்ணிக்கையைக் கணக்கிடுங்கள்.
– யூரியாவின் (NH₂CONH₂) மோலார் நிறை: 60 கி/மோல்.
– யூரியாவின் மோல்களின் எண்ணிக்கை:
\[ \text{மோல் யூரியா} = \frac{10\text{ கி}}{60\text{ கி/மோல்}} = 0.167 \text{ மோல்} \]

– நீரின் (H₂O) மோலார் நிறை: 18 கி/மோல்.
– நீரின் மோல்களின் எண்ணிக்கை:
\[ \text{நீரின் மோல்கள்} = \frac{90\text{ கி}}{18\text{ கி/மோல்}} = 5 \text{ மோல்} \]

படி 2: யூரியாவின் மோல் பின்னத்தைக் கணக்கிடுங்கள்.
\[ x_{\text{யூரியா}} = \frac{\text{மோல் யூரியா}}{\text{மோல் யூரியா} + \text{மோல் நீர்}} = \frac{0.167}{0.167 + 5} = 0.0326 \]

படி 3: ஆவி அழுத்த வீழ்ச்சியைக் கணக்கிடுங்கள்.
\[ \Delta P = x_{\text{urea}} \cdot P^\text{0}_{\text{air}} \]
\[ \Delta P = 0.0326 \cdot 23.76 \text{ mmHg} = 0.774 \text{ mmHg} \]

படி 4: கரைசலின் ஆவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடுங்கள்.
\[ P_{\text{solution}} = P^\text{0}_{\text{water}} – \Delta P \]
\[ P_{\text{solution}} = 23.76 \text{ mmHg} – 0.774 \text{ mmHg} = 22.986 \text{ mmHg} \]

எடுத்துக்காட்டு கேள்வி 2

கேள்வி:

58.5 கிராம் சோடியம் குளோரைடை (NaCl) 200 கிராம் நீரில் கரைத்து ஒரு கரைசல் தயாரிக்கப்படுகிறது. தூய நீரின் ஆவி அழுத்தம் 92.5 mmHg ஆக இருக்கும் நிலையில், 50°C வெப்பநிலையில் ஏற்படும் ஆவி அழுத்தக் குறைவைக் கணக்கிடுக.

கலந்துரையாடல்:

படி 1: NaCl மற்றும் நீரின் மோல்களின் எண்ணிக்கையைக் கணக்கிடுங்கள்.
– NaCl-இன் மோலார் நிறை: 58.5 கி/மோல்.
– NaCl மோல்களின் எண்ணிக்கை:
\[ \text{mol NaCl} = \frac{58.5\text{ g}}{58.5\text{ g/mol}} = 1 \text{ mol} \]

– நீரின் (H₂O) மோலார் நிறை: 18 கி/மோல்.
– நீரின் மோல்களின் எண்ணிக்கை:
\[ \text{நீரின் மோல்கள்} = \frac{200\text{ கி}}{18\text{ கி/மோல்}} = 11.11 \text{ மோல்} \]

படி 2: NaCl-இன் முழுமையான அயனியாக்கம், ஒரு ஃபார்முலா அலகிற்கு 2 அயனிகளை (Na\(^+\) மற்றும் Cl\(^-\)) உருவாக்குகிறது என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள்.
\[ n_{\text{மொத்த}} = n_{\text{NaCl}} \cdot 2 = 1 \cdot 2 = 2 \text{ மோல் அயனிகள்} \]

படி 3: கரைபொருளின் மோல் பின்னத்தைக் கணக்கிடுங்கள்.
\[ x_{\text{NaCl}} = \frac{n_{\text{total}}}{n_{\text{total}} + n_{\text{air}}} = \frac{2}{2 + 11.11} = 0.152 \]

படி 4: ஆவி அழுத்த வீழ்ச்சியைக் கணக்கிடுங்கள்.
\[ \Delta P = x_{\text{NaCl}} \cdot P^\text{0}_{\text{air}} \]
\[ \Delta P = 0.152 \cdot 92.5 \text{ mmHg} = 14.06 \text{ mmHg} \]

எடுத்துக்காட்டு கேள்வி 3

கேள்வி:

20 கிராம் குளுக்கோஸ் (C\(_6\)H\(_{12}\)O\(_6\)) 150 கிராம் நீரில் கரைக்கப்பட்டு, 25°C வெப்பநிலையில் தூய நீரின் ஆவி அழுத்தம் 23.8 mmHg எனில், கரைசலின் ஆவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடுக.

கலந்துரையாடல்:

படி 1: குளுக்கோஸ் மற்றும் நீரின் மோல்களின் எண்ணிக்கையைக் கணக்கிடுங்கள்.
குளுக்கோஸின் மோலார் நிறை: 180 கி/மோல்.
– குளுக்கோஸின் மோல்களின் எண்ணிக்கை:
\[ \text{மோல் குளுக்கோஸ்} = \frac{20\text{ கி}}{180\text{ கி/மோல்}} = 0.111 \text{ மோல்} \]

– நீரின் (H₂O) மோலார் நிறை: 18 கி/மோல்.
– நீரின் மோல்களின் எண்ணிக்கை:
\[ \text{நீரின் மோல்கள்} = \frac{150\text{ கி}}{18\text{ கி/மோல்}} = 8.33 \text{ மோல்} \]

படி 2: குளுக்கோஸின் மோல் பின்னத்தைக் கணக்கிடுங்கள்.
\[ x_{\text{குளுக்கோஸ்}} = \frac{\text{மோல் குளுக்கோஸ்}}{\text{மோல் குளுக்கோஸ்} + \text{மோல் நீர்}} = \frac{0.111}{0.111 + 8.33} = 0.0132 \]

படி 3: ஆவி அழுத்த வீழ்ச்சியைக் கணக்கிடுங்கள்.
\[ \Delta P = x_{\text{குளுக்கோஸ்}} \cdot P^\text{0}_{\text{நீர்}} \]
\[ \Delta P = 0.0132 \cdot 23.8 \text{ mmHg} = 0.314 \text{ mmHg} \]

படி 4: கரைசலின் ஆவி அழுத்தத்தைக் கணக்கிடுங்கள்.
\[ P_{\text{solution}} = P^\text{0}_{\text{water}} – \Delta P \]
\[ P_{\text{solution}} = 23.8 \text{ mmHg} – 0.314 \text{ mmHg} = 23.486 \text{ mmHg} \]

மூடுகிறது

மேற்கண்ட எடுத்துக்காட்டுகளிலிருந்து, கரைபொருள் மற்றும் கரைப்பானின் மோல்களின் எண்ணிக்கை, அத்துடன் தூய கரைப்பானின் ஆவி அழுத்தம் ஆகியவற்றை நாம் அறிந்திருந்தால், ஒரு கரைசலின் ஆவி அழுத்தக் குறைவை எளிதாகக் கணக்கிட முடியும் என்பதை நாம் காணலாம். இந்தக் கருத்து, குறிப்பாக கரைசல்களின் பண்புகளைக் கட்டுப்படுத்துவது இன்றியமையாததாக உள்ள வேதியியல் மற்றும் மருந்துத் தொழில்களில் பல முக்கியப் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்தக் கருத்தைப் பற்றிய ஒரு நல்ல புரிதல், கரைசல்களின் வெப்ப இயக்கவியல் பண்புகள் குறித்த மேலதிக ஆய்வுகளுக்கும் உதவுகிறது.