ए उच्च बनाने की क्रिया यह तरल अवस्था से गुजरे बिना, ठोस अवस्था से गैसीय अवस्था तक सीधे मार्ग की विशेषता वाले पदार्थ की भौतिक अवस्था में परिवर्तन है। कड़ाई से बोलना, कोई भी पदार्थ उर्ध्वपातन से गुजर सकता है, लेकिन दबाव और तापमान की विशिष्ट परिस्थितियों में। उच्च बनाने की क्रिया ठोस चरण में वाष्प के दबाव के साथ-साथ ठोस पदार्थों द्वारा लगाए गए इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन के साथ सहसंबद्ध है।
इस प्रक्रिया को सूखी बर्फ के एक टुकड़े में आसानी से देखा जा सकता है, जिसमें ठोस कार्बन डाइऑक्साइड होता है। कार्बन डाइऑक्साइड दबाव और कमरे के तापमान पर उर्ध्वपातित होता है। ऊर्ध्वपातन की विपरीत प्रक्रिया को पुनर्उर्ध्वपातन या निक्षेपण कहा जा सकता है। उच्च बनाने की क्रिया होने के लिए, पदार्थ को ऊर्जा को अवशोषित करना चाहिए, इसलिए इसे एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया माना जाता है।
ये भी पढ़ें: पदार्थ की भौतिक अवस्थाएँ क्या हैं?
उच्च बनाने की क्रिया के बारे में सारांश
उर्ध्वपातन तरल चरण से गुजरे बिना, ठोस चरण से गैसीय चरण तक का सीधा मार्ग है।
किसी पदार्थ के उर्ध्वपातन को देखने के लिए दबाव और तापमान की विशिष्ट स्थितियाँ आवश्यक हैं।
उर्ध्वपातन थर्मोडायनामिक पहलुओं से प्रभावित होता है, जैसे कि ठोस चरण में वाष्प का दबाव और इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन।
उच्च बनाने की क्रिया एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है।
उच्च बनाने की क्रिया का एक उदाहरण सूखी बर्फ में होता है, जिसमें ठोस कार्बन डाइऑक्साइड होता है।
उर्ध्वपातन क्या है?
उच्च बनाने की क्रिया है ठोस चरण से गैस चरण में सीधा संक्रमण, तरल चरण से गुजरे बिना। यह कुछ ठोस पदार्थों के तापमान और दबाव की विशिष्ट परिस्थितियों में होता है। यह संक्रमण राज्य परिवर्तन की एक भौतिक प्रक्रिया है, जिसमें रासायनिक प्रतिक्रियाएँ शामिल नहीं हैं।
रिवर्स प्रोसेस, यानी गैसीय चरण से ठोस चरण तक सीधा मार्ग, विभिन्न रूप से कहा जाता है। कुछ लेखक इस चरण परिवर्तन के लिए उच्च बनाने की क्रिया शब्द रखते हैं, जबकि अन्य "पुनर्स्थापन" और यहां तक कि "निक्षेपण" का उपयोग करते हैं।
उच्च बनाने की क्रिया कैसे काम करती है
उच्च बनाने की क्रिया और वाष्पीकरण के बीच एक समानांतर खींचा जा सकता है। दोनों ही मामलों में, समापन बिंदु है गैस फेज़. अंतर, जाहिर है, शुरुआती चरण में है: उच्च बनाने की क्रिया के लिए ठोस और वाष्पीकरण के लिए तरल।
दोनों ही मामलों में, दबाव का असर होता है वाष्पीकरण और उष्मागतिक पहलू भी, जिसमें ऊष्मा और अंतराआण्विक अन्योन्य क्रियाएं शामिल हैं।
वाष्प दाब क्या है?
तरल युक्त एक बंद कंटेनर में, यह महसूस करना संभव है कि तरल चरण और वाष्प चरण के बीच संतुलन है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि उबलते तापमान के नीचे भी मौजूद ऊर्जा तरल के कुछ अणुओं को अलग करने और वाष्प में पारित करने के लिए पर्याप्त होती है। हालांकि, कुछ वाष्प के अणु भी फिर से संघनित हो सकते हैं और तरल चरण में वापस आ सकते हैं, जो प्रक्रिया की प्रतिवर्तीता को प्रदर्शित करता है।
यह वाष्प, से बना है पदार्थ (द्रव्यमान और मात्रा है), व्यायाम तरल की सतह पर दबाव, वाष्प दाब के रूप में जाना जाता है। यह तरल की मात्रा पर नहीं, बल्कि तापमान पर निर्भर है, क्योंकि तापमान जितना अधिक होता है, अणु उतनी ही आसानी से तरल अवस्था से अलग हो जाते हैं।
जिन द्रवों का सामान्य ताप पर उच्च वाष्प दाब होता है, वे वाष्पशील कहलाते हैं। उदाहरण के लिए, 25°C पर एथिल ईथर का वाष्प दाब 0.58 atm, एसीटोन (प्रोपेनोन) का वाष्प दाब 0.29 atm होता है, जबकि पानी का वाष्प दाब 0.023 atm होता है। वैसे, जब वाष्प का दबाव वायुमंडलीय दबाव के समान होता है, तरल उबलता है। वेपर प्रेशर के बारे में अधिक जानने के लिए, क्लिक करें यहाँ.
वाष्प दबाव और उच्च बनाने की क्रिया
हालांकि कुछ हद तक, ठोस पदार्थों में वाष्प दाब भी होता है, लेकिन तरल पदार्थों की तुलना में बहुत कम। उदाहरण के लिए, 1000 K के तापमान पर भी लोहे का वाष्प दाब केवल 9.21 x 10 होता है-20 एटीएम। हालांकि, कुछ ठोस उच्च बनाने की क्रिया से गुजरते हैं, जैसे आयोडीन, सामान्य तापमान पर उच्च वाष्प दबाव पेश करते हैं (4 x 10-4 एटीएम)।
यह ठोस अवस्था से सीधे गैसीय अवस्था में अणुओं के पारित होने से ही संभव है। ऐसा होने के लिए, ठोस के अणु मौजूद होने चाहिए इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन कमज़ोर (आयोडीन में, उदाहरण के लिए, वे प्रेरित द्विध्रुवीय-प्रेरित द्विध्रुवीय प्रकार के होते हैं)।
यह भी देखा गया है उच्च बनाने की प्रक्रिया एंडोथर्मिक हैअर्थात्, ठोस के अणुओं को ऊष्मा के रूप में ऊर्जा को अवशोषित करने की आवश्यकता होती है ताकि वे अंतर-आणविक अंतःक्रियाओं को तोड़ सकें और वाष्प अवस्था में जा सकें। इसमें शामिल ऊष्मा की मात्रा को ऊष्मप्रवैगिकी मात्रा द्वारा मापा जा सकता है जिसे उर्ध्वपातन की तापीय धारिता के रूप में जाना जाता है।
चरण आरेख
को यह जानने के लिए कि किस दबाव और तापमान की सीमा में एक ठोस का उर्ध्वपातन होगा, आपको अपने चरण आरेख का मूल्यांकन करने की आवश्यकता है। आइए कार्बन डाइऑक्साइड, सीओ के मामले को देखें2.
एक चरण आरेख में, राज्यों (ठोस, तरल और गैस) के बीच की सीमा रेखाएँ दबाव और तापमान मूल्यों को एक साथ लाती हैं अवस्था परिवर्तन होता है. CO2 के मामले को देखते हुए, यह देखा गया है कि दबाव के 1 वातावरण में, ठोस चरण -78.5 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर सीधे वाष्प चरण में जाता है, जो उच्च बनाने की क्रिया की विशेषता है।
कार्बन डाइऑक्साइड में केवल 5.11 वायुमंडल से ऊपर के दबाव पर एक तरल चरण होता है, और उस दबाव से परे, उच्च बनाने की क्रिया अब संभव नहीं है। चरण आरेख के बारे में अधिक जानने के लिए, क्लिक करें यहाँ.
उच्च बनाने की क्रिया के उदाहरण
सूखी बर्फ: शुष्क बर्फ, जिसका उपयोग अक्सर पार्टियों और कार्यक्रमों में कोहरे के प्रभाव को बनाने के लिए किया जाता है, वास्तव में ठोस अवस्था में कार्बन डाइऑक्साइड है।
mothballs: मोथबॉल एक सुगंधित कार्बनिक यौगिक नेफ़थलीन से बनाए जाते हैं। यह खराब गंध को दूर करने और पतंगे, तिलचट्टे और अन्य जहरीले जानवरों को दूर भगाने के लिए भी लगाया जाता है, यही कारण है कि उनका उपयोग अलमारी या यहां तक कि मूत्रालयों में भी किया जाना आम है।
कपूर: एक विशिष्ट गंध के साथ, कपूर कंकड़ भी उर्ध्वपातन से गुजर सकते हैं। वे मच्छरों को डराने और मोल्ड को रोकने का भी काम करते हैं।
आयोडीन: हलोजन से संबंधित गैर-धातु भी उर्ध्वपातन से गुजरती है।
हालांकि, प्रस्तुत पदार्थों के बीच, परिवेशी परिस्थितियों में केवल कार्बन डाइऑक्साइड उच्च बनाने की क्रिया से गुजरता है. दूसरे, उच्च बनाने की क्रिया के साथ भी, हम जिस दबाव में रहते हैं, उसके तहत सामान्य संलयन से गुजर सकते हैं।
ये भी पढ़ें: प्लाज्मा - पदार्थ की चौथी अवस्था
उच्च बनाने की क्रिया पर हल अभ्यास
प्रश्न 1
(फुवेस्ट 2020) सुपरमार्केट में तथाकथित फ्रीज-ड्राइड खाद्य पदार्थ, जैसे फल, सब्जियां और मांस मिलना आम बात है। फ्रीज-सूखे खाद्य पदार्थ लंबे समय के बाद भी खपत के लिए उपयुक्त हैं, यहां तक कि बिना प्रशीतन के भी। इन खाद्य पदार्थों में "लिओफिलिज्ड" शब्द ठंड की प्रक्रिया और बाद में पानी की उच्च बनाने की क्रिया द्वारा निर्जलीकरण को संदर्भित करता है। जल उर्ध्वपातन होने के लिए, परिस्थितियों के संयोजन की आवश्यकता होती है, जैसा कि दबाव-तापमान ग्राफ में दिखाया गया है, जहां रेखाएं चरण संक्रमण का प्रतिनिधित्व करती हैं।
एक ऐसी प्रक्रिया होने के बावजूद, जिसके लिए औद्योगिक रूप से कुछ प्रौद्योगिकी के उपयोग की आवश्यकता होती है, इस बात के प्रमाण हैं कि लोग एंडीज के उच्चतम क्षेत्रों में रहने वाले प्री-कोलंबियन भोजन को फ्रीज करने में सक्षम थे, जिससे इसे स्टोर करना संभव हो गया अधिक समय। उस विकल्प की जाँच करें जो बताता है कि प्राकृतिक फ्रीज-सुखाने की प्रक्रिया कैसे हुई:
a) पहाड़ों में कम तापमान और उच्च वायुमंडलीय दबाव के कारण पानी का उर्ध्वपातन हुआ।
ख) ठंड के दिनों में स्वाभाविक रूप से जमे हुए भोजन को पहाड़ों के सबसे निचले हिस्से में ले जाया जाता था, जहां वायुमंडलीय दबाव कम होता था, जिससे उच्च बनाने की क्रिया संभव हो जाती थी।
c) तापमान बढ़ाने के लिए भोजन को सूर्य के संपर्क में लाया गया था, और कम स्थानीय वायुमंडलीय दबाव ने जमने में मदद की।
घ) ठंडे समय में तापमान इतना कम था कि भोजन जम सके, और ऊंचे पहाड़ों में कम वायुमंडलीय दबाव ने उच्च बनाने की क्रिया को संभव बनाया।
ङ) स्वाभाविक रूप से जमने के बाद, खाद्य पदार्थों को दबाव बढ़ाने के लिए दबाया जाता था, ताकि उर्ध्वपातन हो सके।
जवाब: पत्र डी।
Lyophilization में, इसके बाद के उच्च बनाने की क्रिया के साथ पानी का जमना होता है। प्री-कोलंबियाई लोग ऐसी प्रक्रिया को अंजाम दे सकते थे, जैसे सर्दियों में पानी जम सकता था (तीर 1) और, एंडीज के उच्चतम क्षेत्रों के कम दबाव (तीर 2) के साथ, यह उच्च बनाने की क्रिया (तीर) से गुजर सकता है 3).
प्रश्न 2
(यूर्ज 2005) शुष्क बर्फ, या ठोस कार्बन डाइऑक्साइड, व्यापक रूप से प्रशीतन प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है, परिवेशी परिस्थितियों में उच्च बनाने की प्रक्रिया से गुजरता है। इस परिवर्तन के दौरान, दूसरों के बीच ऊर्जा भिन्नता और अंतःक्रियाओं के विघटन की घटनाएँ घटित होती हैं।
इन घटनाओं को क्रमशः वर्गीकृत किया गया है:
a) एक्ज़ोथिर्मिक - इंटरिओनिक
बी) एक्सोथर्मिक - इंटरन्यूक्लियर
c) इज़ोटेर्माल - इंटरटॉमिक
d) एंडोथर्मिक - इंटरमॉलिक्युलर
जवाब: पत्र डी।
उच्च बनाने की क्रिया एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है, क्योंकि इसमें ठोस चरण अणुओं को कॉम्पैक्ट रखने वाले इंटरैक्शन को बाधित करने के लिए गर्मी के अवशोषण की आवश्यकता होती है। ये अन्योन्यक्रियाएं अंतराआण्विक प्रकार की होती हैं।
स्टेफ़ानो अराउजो नोवाइस द्वारा
रसायन विज्ञान शिक्षक