कार्बनिक और भौतिक विज्ञान रसायन: विवरण, उद्देश्य और विशेषताएं

गठन

भौतिक कोलाइड रसायन एक विज्ञान है जो सतह की घटनाओं के रासायनिक और भौतिक गुणों का अध्ययन करता है और सिस्टम फैलता है।

परिभाषित

भौतिक कोलाइड रसायन शास्त्र फैलाने से जुड़ा हुआ हैसिस्टम। उन्हें आम तौर पर ऐसे राज्यों के रूप में समझा जाता है जिनमें एक या अधिक पदार्थ दूसरे पदार्थ के द्रव्यमान द्वारा फैले हुए (खंडित) राज्य में होते हैं। खंडित चरण को फैला हुआ चरण कहा जाता है। फैलाव माध्यम वह माध्यम है जिसमें फैला हुआ चरण एक खंडित रूप में होता है।

भौतिक कोलाइड रसायन शास्त्र

Adsorption और सतह घटना

भौतिक कोलाइड रसायन शास्त्र फैली हुई घटनाओं के इंटरफेस पर होने वाली सतह की घटनाओं की जांच करता है।

उनमें से हम ध्यान देते हैं:

  • गीला;
  • सतह तनाव;
  • सोखना।

शारीरिक कोलाइड रसायन विश्लेषण महत्वपूर्ण हैअपशिष्ट जल और वायु शोधन, खनिज प्रसंस्करण, धातु वेल्डिंग, विभिन्न सतहों की पेंटिंग, स्नेहन, सतह की सफाई से संबंधित तकनीकी प्रक्रियाएं।

भौतिक और कोलाइड रसायन शास्त्र के कार्य

भूतल तनाव

कार्बनिक और शारीरिक कोलोइडल रसायन शास्त्र समझाओइंटरफेस पर घटना घटनाक्रम। आइए सिस्टम का विश्लेषण करें, जिसमें गैस और तरल शामिल हैं। प्रणाली के अंदर मौजूद अणु निकटतम अणुओं से आकर्षण की शक्तियों से प्रभावित होता है। सतह पर स्थित अणु भी बल से प्रभावित होता है, लेकिन उन्हें मुआवजा नहीं दिया जाता है।

कारण यह है कि गैसीय राज्य मेंअणुओं के बीच की दूरी काफी बड़ी है, बलों लगभग न्यूनतम हैं। आंतरिक दबाव द्रव अणु की गहराई को कसने की कोशिश कर रहा है, नतीजतन, संपीड़न होता है।

एक नया इंटरफेस बनाने के लिए, करने के लिएउदाहरण के लिए, एक फिल्म में खींचने के लिए, आपको आंतरिक दबाव के खिलाफ काम करने की ज़रूरत है। ऊर्जा व्यय और आंतरिक दबाव के बीच सीधा संबंध है। सतह पर स्थित अणुओं में केंद्रित ऊर्जा मुक्त सतह ऊर्जा माना जाता है।

भौतिक और कोलाइड रसायन शास्त्र

थर्मोडायनामिक्स की मूल बातें

भौतिक कोलाइड रसायन शास्त्र के मुख्य कार्यों में थर्मोडायनामिक समीकरणों की गणना शामिल है। प्रतिक्रिया के आधार पर, अपने सहज प्रवाह की संभावना निर्धारित करना संभव है।

थर्मोडायनामिक प्रणालियों की अस्थिरता के कारण, प्रक्रियाएं हो रही हैं जो कणों के विस्तार से जुड़े हुए हैं, इंटरफ़ेस में कमी के साथ।

थर्मोडायनामिक राज्य में परिवर्तन के कारण

सतह के तनाव की मात्रा किस कारक को प्रभावित करती है?

सबसे पहले, पदार्थों की प्रकृति को अलग करना महत्वपूर्ण है। सतह तनाव की परिमाण सीधे संघनित चरण की विशेषताओं से संबंधित है। पदार्थ में बंधन की ध्रुवीयता में वृद्धि के साथ, तनाव बल बढ़ता है।

तापमान इंटरफेस पर राज्य को भी प्रभावित करता है। इसकी वृद्धि के मामले में, व्यक्तिगत कणों के बीच कार्यरत बलों पदार्थ में कम हो जाती हैं।

विश्लेषण तरल में भंग पदार्थों की एकाग्रता थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति को भी प्रभावित करती है।

दो प्रकार के पदार्थ होते हैं। टीआईडी ​​(सतह निष्क्रिय पदार्थ) आदर्श विलायक की तुलना में समाधान के तनाव की परिमाण में वृद्धि करते हैं। ऐसे पदार्थ मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स हैं। सर्फैक्टेंट्स (सर्फैक्टेंट) परिणामी समाधान में इंटरफेस पर तनाव की मात्रा को कम करते हैं। समाधान में इन पदार्थों की वृद्धि के साथ समाधान की सतह परत में उनकी एकाग्रता मनाई जाती है। ध्रुवीय कार्बनिक यौगिक एसिड, अल्कोहल हैं। वे ध्रुवीय समूहों (एमिनो, कार्बोक्साइल, हाइड्रोक्सो), साथ ही गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन श्रृंखला भी शामिल करते हैं।

भौतिकी और कोलोइडल रसायन योजनाएं

Sorption विशेषताएं

भौतिक कोलाइड रसायन (एसटीआर) में एक सेक्शन शामिल है,Sorption प्रक्रियाओं के बारे में। Adsorption चरणों की थोक में उनकी मात्रा के सापेक्ष पदार्थों की एकाग्रता की सतह परत में सहज परिवर्तन की प्रक्रिया है।

एक adsorbent सतह पर एक पदार्थ है।जो जमाव किया जाता है। एक adsorbing एक पदार्थ है जो precipitating करने में सक्षम है। Adsorbate एक precipitated पदार्थ है। निराशा सोखना की विपरीत प्रक्रिया है।

भौतिकी और कोलोइड रसायन शास्त्र

Sorption प्रकार

फिजिकोलॉइड रसायन विज्ञान में व्याख्याता के बारे में बात करते हैंदो प्रकार के सोखना। भौतिक जमाव के मामले में, ऊर्जा की एक छोटी राशि जारी की जाती है, जो संक्षेपण की गर्मी के बराबर होती है। यह प्रक्रिया उलटा है। तापमान में वृद्धि के मामले में, सोखना कम हो जाता है, और रिवर्स प्रक्रिया (desorption) की दर बढ़ जाती है।

रासायनिक सोखना अपरिवर्तनीय है, के साथसतह adsorbtive, और सतह परिसर नहीं जाता है। जब chemisorption गर्मी उच्च है, यह एक रासायनिक प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव के आकार के अनुरूप है। तापमान में वृद्धि के साथ, केमोसर्प्शन बढ़ता है, पदार्थों के बीच बातचीत बढ़ जाती है।

रसायनविज्ञान के उदाहरण के रूप में, हम सोखना नोट करते हैंधातु की सतह हवा से ऑक्सीजन है; इसका अध्ययन भौतिक-कोलाइड रसायन शास्त्र द्वारा किया जाता है। कार्य और समाधान अक्सर दो मीडिया के बीच इंटरफेस पर होने वाली तनाव की मात्रा निर्धारित करने के साथ जुड़े होते हैं।

मात्रात्मक रूप से एक स्पष्ट वर्णन करने के लिएसोखना, पूर्ण सोखना का उपयोग करें। यह adsorbent के प्रति इकाई क्षेत्र में adsorbate (एमओएल में) की मात्रा की विशेषता है। शारीरिक और कोलाइड रसायन शास्त्र योजनाओं में इस मात्रा का मात्रात्मक निर्धारण शामिल है।

कार्बनिक और भौतिक कोलाइड रसायन शास्त्र

Adsorbents की विशेषताएं

शारीरिक और कोलाइड रसायन शास्त्र विशेष ध्यानadsorbents के प्रकार, उनके व्यावहारिक आवेदन के विश्लेषण के लिए devotes। Adsorbent की सतह के आकार के आधार पर, adsorbed पदार्थ की एक अलग मात्रा हो सकती है। सबसे प्रभावी adsorbents एक विकसित सतह के साथ पदार्थ माना जाता है: कोलोइड, पाउडर, छिद्रपूर्ण अभिकर्मक।

मुख्य मात्रात्मक विशेषताओं के रूप मेंadsorbents विशिष्ट सतह और थोक porosity secrete। पहला मान द्रव्यमान के लिए adsorbent की सतह का अनुपात दिखाता है। दूसरी विशेषता इसकी संरचना की विशेषताओं को मानती है।

कोलोइड रसायन शास्त्र में, दो किस्में हैं।अधिशोषक। घने पैकिंग के साथ "पाउडर डायाफ्राम" की छिद्रपूर्ण संरचना बनाने वाले ठोस कणों द्वारा गैर-छिद्रित पदार्थ बनाए जाते हैं। पदार्थ के अनाज के बीच अंतराल उनके बीच छिद्र के रूप में कार्य करता है। संरचना में सूक्ष्म या मैक्रोप्रोस संरचना हो सकती है। Porous adsorbents संरचनाएं हैं जिनमें एक आंतरिक porosity वाले अनाज शामिल हैं।

भौतिक रसायन शास्त्र में, विशेष ध्यान दिया जाता हैमोटे सिस्टम की विशेषता। वे पाउडर फॉर्मूलेशन हैं, जो ट्यूबों में कसकर दबाने या पैक करने के दौरान पाउडर अनाज से बने होते हैं। परिणामी प्रणालियों में कुछ थर्मोडायनामिक विशेषताएं होती हैं, जिसका अध्ययन भौतिक कोलाइड रसायन शास्त्र का मुख्य कार्य है।

एक प्रक्रिया इकाई है (के अधीनआयनिक, आणविक, कोलाइडियल शोषण पर adsorptive की प्रकृति)। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स या पारद्युतिक के समाधान के साथ जुड़े आण्विक प्रक्रिया। यह ठोस पी लेनेवाला की सतह पर विलेय की सोखना होता है।

Adsorbent की सतह पर सक्रिय केंद्रों का हिस्सा विलायक अणुओं पर कब्जा कर लिया है। बयान की प्रक्रिया के दौरान, विलायक अणुओं और adsorptive प्रतिस्पर्धा।

समस्या और समाधान की भौतिक विज्ञान रसायन शास्त्र

निष्कर्ष

भौतिक और कोलाइडल रसायन विज्ञान महत्वपूर्ण हैं।रसायन विज्ञान के वर्गों। वे समाधानों में होने वाली मुख्य प्रक्रियाओं की व्याख्या करते हैं, नए पदार्थों के निर्माण के दौरान जारी गर्मी (अवशोषित) की मात्रा की गणना करते हैं। मात्रात्मक गणना को पूरा करने में उपयोग किया जाने वाला मूल कानून हेस कानून है। यह पदार्थों में निहित कई थर्मोडायनामिक विशेषताओं को एक साथ जोड़ता है: थैलीपी, एन्ट्रॉपी, ऊर्जा। सरल (प्रारंभिक) घटकों से जटिल पदार्थों के गठन की थर्मोडायनामिक प्रक्रिया को हेस कानून के दृष्टिकोण से माना जा सकता है। गणना हमें प्रक्रिया की दक्षता निर्धारित करने की अनुमति देती है।

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