મોલાલિટી અને ઉકાળાના સ્થિરતા મૂલ્યોનો ઉપયોગ કરીને એક દ્રાવકના ઉકાળાના બિંદુને કેટલું ઉંચું કરે છે તે ગણતરી કરો. રાસાયણશાસ્ત્ર, રાસાયણિક ઇજનેરી અને ખોરાક વિજ્ઞાન માટે આવશ્યક.
घुलनशीलता के मोलालिटी और विलायक के उबलन स्थिरांक के आधार पर एक समाधान के उबालने के बिंदु की ऊँचाई की गणना करें।
विलायक के एक किलोग्राम में घुलनशीलता के मोलों की सांद्रता।
विलायक की एक विशेषता जो मोलालिटी को उबालने के बिंदु की ऊँचाई से संबंधित करती है।
इसके उबलन स्थिरांक को स्वचालित रूप से सेट करने के लिए एक सामान्य विलायक चुनें।
ΔTb = 0.5120 × 1.0000
ΔTb = 0.0000 °C
उबालने के बिंदु की ऊँचाई एक सहसंवेदनशील गुण है जो तब होती है जब एक गैर-उबलनशील घुलनशीलता को एक शुद्ध विलायक में जोड़ा जाता है। घुलनशीलता की उपस्थिति समाधान के उबालने के बिंदु को शुद्ध विलायक की तुलना में अधिक बनाती है।
सूत्र ΔTb = Kb × m उबालने के बिंदु की ऊँचाई (ΔTb) को समाधान की मोलालिटी (m) और विलायक के उबलन स्थिरांक (Kb) से संबंधित करता है।
सामान्य उबलन स्थिरांक: पानी (0.512 °C·किलोग्राम/मोल), एथेनॉल (1.22 °C·किलोग्राम/मोल), बेंजीन (2.53 °C·किलोग्राम/मोल), एसीटिक एसिड (3.07 °C·किलोग्राम/मोल)।
उबालने के बिंदु का उत्थान एक मौलिक सह-संबंधित गुण है जो तब होता है जब एक गैर-उड़नशील घोलक को एक शुद्ध घोल में जोड़ा जाता है। उबालने के बिंदु का उत्थान कैलकुलेटर यह निर्धारित करने में मदद करता है कि एक घोल का उबालने का बिंदु शुद्ध घोल की तुलना में कितना बढ़ता है। यह घटना विभिन्न क्षेत्रों में महत्वपूर्ण है, जिसमें रसायन विज्ञान, रासायनिक इंजीनियरिंग, खाद्य विज्ञान और औषधीय निर्माण शामिल हैं।
जब आप एक घोलक (जैसे नमक या चीनी) को एक शुद्ध घोल (जैसे पानी) में जोड़ते हैं, तो परिणामस्वरूप घोल का उबालने का बिंदु शुद्ध घोल की तुलना में अधिक हो जाता है। यह इसलिए होता है क्योंकि घुलित घोलक कणों का प्रभाव घोल के कणों के वाष्प चरण में भाग लेने की क्षमता को बाधित करता है, जिसके लिए उबालने के लिए अधिक ऊष्मा ऊर्जा (उच्च तापमान) की आवश्यकता होती है।
हमारा कैलकुलेटर उबालने के बिंदु के उत्थान के लिए मानक सूत्र को लागू करता है (ΔTb = Kb × m), जिससे यह महत्वपूर्ण गुणों की गणना करना आसान हो जाता है बिना जटिल मैनुअल गणनाओं के। चाहे आप सह-संबंधित गुणों का अध्ययन कर रहे हों, घोलों के साथ काम कर रहे शोधकर्ता हों, या आसवन प्रक्रियाओं को डिजाइन कर रहे इंजीनियर हों, यह उपकरण उबालने के बिंदुओं का निर्धारण करने के लिए एक त्वरित और सटीक तरीका प्रदान करता है।
उबालने के बिंदु का उत्थान (ΔTb) एक सरल लेकिन शक्तिशाली सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहाँ:
यह सूत्र काम करता है क्योंकि उबालने के बिंदु का उत्थान घोल में घुलनशील कणों की सांद्रता के सीधे अनुपात में होता है। उबालने की स्थिरांक (Kb) वह अनुपात कारक है जो मोलालिटी को वास्तविक तापमान वृद्धि से जोड़ता है।
विभिन्न घोलों की अलग-अलग उबालने की स्थिरांक होती हैं, जो उनके अद्वितीय आणविक गुणों को दर्शाती हैं:
घोल | उबालने की स्थिरांक (Kb) | सामान्य उबालने का बिंदु |
---|---|---|
पानी | 0.512 °C·kg/mol | 100.0 °C |
एथेनॉल | 1.22 °C·kg/mol | 78.37 °C |
बेंजीन | 2.53 °C·kg/mol | 80.1 °C |
सिरका | 3.07 °C·kg/mol | 118.1 °C |
साइक्लोहेक्सेन | 2.79 °C·kg/mol | 80.7 °C |
क्लोरोफॉर्म | 3.63 °C·kg/mol | 61.2 °C |
उबालने के बिंदु के उत्थान का सूत्र थर्मोडायनामिक सिद्धांतों से व्युत्पन्न होता है। उबालने के बिंदु पर, घोल में तरल चरण में घोलक का रासायनिक संभाव्यता वाष्प चरण में समान होती है। जब एक घोलक जोड़ा जाता है, तो यह तरल चरण में घोलक की रासायनिक संभाव्यता को कम करता है, जिससे संभाव्यताओं को समान करने के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है।
पतले घोलों के लिए, इस संबंध को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
जहाँ:
शब्द को उबालने की स्थिरांक (Kb) में समेकित किया गया है, जिससे हमें हमारा सरलित सूत्र मिलता है।
हमारा कैलकुलेटर घोल के उबालने के बिंदु के उत्थान को निर्धारित करने में सरलता प्रदान करता है। निम्नलिखित चरणों का पालन करें:
अपने घोल की मोलालिटी (m) दर्ज करें
अपने घोलक की उबालने की स्थिरांक (Kb) दर्ज करें
परिणाम देखें
परिणाम की प्रतिलिपि बनाएं यदि आवश्यक हो तो अपने रिकॉर्ड या गणनाओं के लिए
कैलकुलेटर उबालने के बिंदु के उत्थान के बीच के अंतर को दर्शाने के लिए एक दृश्य प्रतिनिधित्व भी प्रदान करता है, जो शुद्ध घोल के उबालने के बिंदु और घोल के उबालने के बिंदु के बीच के अंतर को दिखाता है।
आइए एक उदाहरण के माध्यम से चलते हैं:
सूत्र का उपयोग करते हुए ΔTb = Kb × m: ΔTb = 0.512 °C·kg/mol × 1.5 mol/kg = 0.768 °C
इसलिए, इस नमक के घोल का उबालने का बिंदु 100.768 °C होगा (शुद्ध पानी के लिए 100 °C की तुलना में)।
कैलकुलेटर कई विशेष मामलों को संभालता है:
उबालने के बिंदु का उत्थान महत्वपूर्ण है:
यह सिद्धांत लागू होता है:
उबालने के बिंदु का उत्थान महत्वपूर्ण है:
अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
उच्च ऊँचाई पर, पानी कम तापमान पर उबलता है क्योंकि वायुमंडलीय दबाव कम होता है। इसके लिए मुआवजा देने के लिए:
उदाहरण के लिए, 5,000 फीट की ऊँचाई पर, पानी लगभग 95°C पर उबलता है। 1 mol/kg नमक जोड़ने से इसे लगभग 95.5°C तक बढ़ा देगा, जिससे खाना पकाने की दक्षता में थोड़ी सुधार होती है।
उबालने के बिंदु का उत्थान कई सह-संबंधित गुणों में से एक है जो घोल में घुलनशील कणों की सांद्रता पर निर्भर करता है न कि उनकी पहचान पर। अन्य संबंधित गुणों में शामिल हैं:
फ्रीज़िंग पॉइंट डिप्रेशन: जब घोलक को घोल में जोड़ा जाता है तो फ्रीज़िंग बिंदु में कमी
वाष्प दबाव में कमी: घोलक के कारण घोलक के वाष्प दबाव में कमी
ओस्मोटिक दबाव: एक सेमी-पर्मिएबल झिल्ली के पार घोलक के प्रवाह को रोकने के लिए आवश्यक दबाव
इनमें से प्रत्येक गुण घोल के व्यवहार के विभिन्न अंतर्दृष्टियाँ प्रदान करता है और विशिष्ट अनुप्रयोग के आधार पर अधिक उपयुक्त हो सकता है।
उबालने के बिंदु के उत्थान की घटना सदियों से देखी गई है, हालांकि इसका वैज्ञानिक समझ हाल ही में विकसित हुआ है:
उबालने के बिंदु के उत्थान का प्रणालीबद्ध अध्ययन 19वीं सदी में शुरू हुआ:
20वीं और 21वीं सदी में, उबालने के बिंदु के उत्थान की समझ कई तकनीकों में लागू की गई है:
सांद्रता और उबालने के बिंदु के उत्थान के बीच गणितीय संबंध स्थिर रहा है, हालांकि आणविक तंत्र की हमारी समझ भौतिक रसायन विज्ञान और थर्मोडायनामिक्स में प्रगति के साथ गहरी हुई है।
1' उबालने के बिंदु के उत्थान की गणना के लिए एक्सेल सूत्र
2=B2*C2
3' जहाँ B2 में उबालने की स्थिरांक (Kb) होती है
4' और C2 में मोलालिटी (m) होती है
5
6' नए उबालने के बिंदु की गणना करने के लिए:
7=D2+E2
8' जहाँ D2 में शुद्ध घोलक का सामान्य उबालने का बिंदु होता है
9' और E2 में गणना की गई उबालने के बिंदु का उत्थान होता है
10
1def calculate_boiling_point_elevation(molality, ebullioscopic_constant):
2 """
3 Calculate the boiling point elevation of a solution.
4
5 Parameters:
6 molality (float): Molality of the solution in mol/kg
7 ebullioscopic_constant (float): Ebullioscopic constant of the solvent in °C·kg/mol
8
9 Returns:
10 float: Boiling point elevation in °C
11 """
12 if molality < 0 or ebullioscopic_constant < 0:
13 raise ValueError("Molality and ebullioscopic constant must be non-negative")
14
15 delta_tb = ebullioscopic_constant * molality
16 return delta_tb
17
18def calculate_new_boiling_point(normal_boiling_point, molality, ebullioscopic_constant):
19 """
20 Calculate the new boiling point of a solution.
21
22 Parameters:
23 normal_boiling_point (float): Normal boiling point of the pure solvent in °C
24 molality (float): Molality of the solution in mol/kg
25 ebullioscopic_constant (float): Ebullioscopic constant of the solvent in °C·kg/mol
26
27 Returns:
28 float: New boiling point in °C
29 """
30 elevation = calculate_boiling_point_elevation(molality, ebullioscopic_constant)
31 return normal_boiling_point + elevation
32
33# उदाहरण उपयोग
34water_boiling_point = 100.0 # °C
35salt_molality = 1.0 # mol/kg
36water_kb = 0.512 # °C·kg/mol
37
38elevation = calculate_boiling_point_elevation(salt_molality, water_kb)
39new_boiling_point = calculate_new_boiling_point(water_boiling_point, salt_molality, water_kb)
40
41print(f"उबालने के बिंदु का उत्थान: {elevation:.4f} °C")
42print(f"नया उबालने का बिंदु: {new_boiling_point:.4f} °C")
43
1/**
2 * Calculate the boiling point elevation of a solution.
3 * @param {number} molality - Molality of the solution in mol/kg
4 * @param {number} ebullioscopicConstant - Ebullioscopic constant of the solvent in °C·kg/mol
5 * @returns {number} Boiling point elevation in °C
6 */
7function calculateBoilingPointElevation(molality, ebullioscopicConstant) {
8 if (molality < 0 || ebullioscopicConstant < 0) {
9 throw new Error("Molality and ebullioscopic constant must be non-negative");
10 }
11
12 return ebullioscopicConstant * molality;
13}
14
15/**
16 * Calculate the new boiling point of a solution.
17 * @param {number} normalBoilingPoint - Normal boiling point of the pure solvent in °C
18 * @param {number} molality - Molality of the solution in mol/kg
19 * @param {number} ebullioscopicConstant - Ebullioscopic constant of the solvent in °C·kg/mol
20 * @returns {number} New boiling point in °C
21 */
22function calculateNewBoilingPoint(normalBoilingPoint, molality, ebullioscopicConstant) {
23 const elevation = calculateBoilingPointElevation(molality, ebullioscopicConstant);
24 return normalBoilingPoint + elevation;
25}
26
27// उदाहरण उपयोग
28const waterBoilingPoint = 100.0; // °C
29const sugarMolality = 0.5; // mol/kg
30const waterKb = 0.512; // °C·kg/mol
31
32const elevation = calculateBoilingPointElevation(sugarMolality, waterKb);
33const newBoilingPoint = calculateNewBoilingPoint(waterBoilingPoint, sugarMolality, waterKb);
34
35console.log(`उबालने के बिंदु का उत्थान: ${elevation.toFixed(4)} °C`);
36console.log(`नया उबालने का बिंदु: ${newBoilingPoint.toFixed(4)} °C`);
37
1#' Calculate the boiling point elevation of a solution
2#'
3#' @param molality Molality of the solution in mol/kg
4#' @param ebullioscopic_constant Ebullioscopic constant of the solvent in °C·kg/mol
5#' @return Boiling point elevation in °C
6calculate_boiling_point_elevation <- function(molality, ebullioscopic_constant) {
7 if (molality < 0 || ebullioscopic_constant < 0) {
8 stop("Molality and ebullioscopic constant must be non-negative")
9 }
10
11 delta_tb <- ebullioscopic_constant * molality
12 return(delta_tb)
13}
14
15#' Calculate the new boiling point of a solution
16#'
17#' @param normal_boiling_point Normal boiling point of the pure solvent in °C
18#' @param molality Molality of the solution in mol/kg
19#' @param ebullioscopic_constant Ebullioscopic constant of the solvent in °C·kg/mol
20#' @return New boiling point in °C
21calculate_new_boiling_point <- function(normal_boiling_point, molality, ebullioscopic_constant) {
22 elevation <- calculate_boiling_point_elevation(molality, ebullioscopic_constant)
23 return(normal_boiling_point + elevation)
24}
25
26# उदाहरण उपयोग
27water_boiling_point <- 100.0 # °C
28salt_molality <- 1.0 # mol/kg
29water_kb <- 0.512 # °C·kg/mol
30
31elevation <- calculate_boiling_point_elevation(salt_molality, water_kb)
32new_boiling_point <- calculate_new_boiling_point(water_boiling_point, salt_molality, water_kb)
33
34cat(sprintf("उबालने के बिंदु का उत्थान: %.4f °C\n", elevation))
35cat(sprintf("नया उबालने का बिंदु: %.4f °C\n", new_boiling_point))
36
उबालने के बिंदु का उत्थान वह वृद्धि है जो तब होती है जब एक गैर-उड़नशील घोलक को एक शुद्ध घोल में घोला जाता है। यह घोल में घुलनशील कणों की सांद्रता के सीधे अनुपात में होता है और यह एक सह-संबंधित गुण है, जिसका अर्थ है कि यह कणों की संख्या पर निर्भर करता है न कि उनकी पहचान पर।
उबालने के बिंदु का उत्थान (ΔTb) को सूत्र ΔTb = Kb × m का उपयोग करके गणना की जाती है, जहाँ Kb घोलक की उबालने की स्थिरांक है और m घोल की मोलालिटी है (घोलक के मोल प्रति किलोग्राम घोलक)।
उबालने की स्थिरांक (Kb) एक गुण है जो प्रत्येक घोलक के लिए विशिष्ट होता है जो घोल की मोलालिटी को उसके उबालने के बिंदु के उत्थान से जोड़ता है। यह उस उबालने के बिंदु के उत्थान का प्रतिनिधित्व करता है जब घोल की मोलालिटी 1 mol/kg होती है। पानी के लिए, Kb 0.512 °C·kg/mol है।
पानी में नमक जोड़ने से उसके उबालने के बिंदु में वृद्धि होती है क्योंकि घुलित नमक के आयन पानी के अणुओं की वाष्प चरण में भाग लेने की क्षमता को बाधित करते हैं। इसके लिए उबालने के लिए अधिक ऊष्मा ऊर्जा (उच्च तापमान) की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि नमकीन पानी पास्ता पकाने के लिए थोड़ी अधिक तापमान पर उबलता है।
आदर्श घोलों के लिए, उबालने के बिंदु का उत्थान केवल घुलनशील कणों की संख्या पर निर्भर करता है, न कि उनकी पहचान पर। हालाँकि, आयनिक यौगिकों जैसे NaCl के लिए जो कई आयनों में विघटित होते हैं, प्रभाव को उत्पन्न किए गए आयनों की संख्या द्वारा गुणा किया जाता है। यह अधिक विस्तृत गणनाओं में वान 'ट हॉफ कारक द्वारा ध्यान में रखा जाता है।
हाँ, उच्च ऊँचाई पर, पानी कम तापमान पर उबलता है क्योंकि वायुमंडलीय दबाव कम होता है। नमक जोड़ने से उबालने के बिंदु में थोड़ी वृद्धि होती है, जो खाना पकाने की दक्षता को थोड़ा सुधार सकती है, हालांकि प्रभाव छोटा होता है। यही कारण है कि उच्च ऊँचाई पर खाना पकाने का समय बढ़ाना पड़ता है।
हाँ, एक ज्ञात घोलक के साथ घोल के उबालने के बिंदु के उत्थान को मापकर घोलक के आणविक भार का निर्धारण किया जा सकता है। इस तकनीक को एबुलियोस्कोपी कहा जाता है, जो ऐतिहासिक रूप से आणविक भार निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण थी।
दोनों सह-संबंधित गुण हैं जो घुलनशीलता की सांद्रता पर निर्भर करते हैं। उबालने के बिंदु का उत्थान उस तापमान में वृद्धि को संदर्भित करता है जब घोलक जोड़ा जाता है, जबकि फ्रीज़िंग बिंदु का अवसादन उस तापमान में कमी को संदर्भित करता है। वे समान सूत्रों का उपयोग करते हैं लेकिन अलग-अलग स्थिरांक (उबालने के बिंदु के लिए Kb और फ्रीज़िंग बिंदु के लिए Kf) का उपयोग करते हैं।
नहीं, उबालने के बिंदु का उत्थान गैर-उड़नशील घोलकों के लिए नकारात्मक नहीं हो सकता। एक गैर-उड़नशील घोलक जोड़ने से हमेशा घोलक के उबालने के बिंदु में वृद्धि होती है। हालाँकि, यदि घोलक उड़नशील है (जिसका अपना महत्वपूर्ण वाष्प दबाव है), तो व्यवहार अधिक जटिल हो जाता है और सरल उबालने के बिंदु के उत्थान सूत्र का पालन नहीं करता है।
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"उबालने का बिंदु उत्थान।" विकिपीडिया, विकिमीडिया फाउंडेशन, https://en.wikipedia.org/wiki/Boiling-point_elevation. 2 अगस्त 2024 को एक्सेस किया गया।
"सह-संबंधित गुण।" विकिपीडिया, विकिमीडिया फाउंडेशन, https://en.wikipedia.org/wiki/Colligative_properties. 2 अगस्त 2024 को एक्सेस किया गया।
आज ही हमारे उबालने के बिंदु के उत्थान कैलकुलेटर का प्रयास करें ताकि आप जल्दी और सटीक रूप से यह निर्धारित कर सकें कि घुलनशील घोल आपके घोलों के उबालने के बिंदु को कैसे प्रभावित करते हैं। चाहे शैक्षिक उद्देश्यों, प्रयोगशाला के काम, या व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए, यह उपकरण स्थापित वैज्ञानिक सिद्धांतों के आधार पर तात्कालिक परिणाम प्रदान करता है।
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