உறைந்த புள்ளி குறைப்பு கணக்கீட்டாளர் - இணையத்தில் இணைப்பு சொத்துகளை கணக்கிடுங்கள்

உறைந்த புள்ளி குறைப்பு என்றால் என்ன? அடிப்படை வேதியியல் கணக்கீட்டாளர்

ஒரு உறைந்த புள்ளி குறைப்பு கணக்கீட்டாளர் என்பது ஒரு கரிகரியத்தின் உறைந்த புள்ளி எவ்வளவு குறைகிறது என்பதை தீர்மானிக்க தேவையான ஒரு கருவி ஆகும், இது அதில் கரையுள்ள பொருட்களை கரைத்தால் ஏற்படும். இந்த உறைந்த புள்ளி குறைப்பு நிகழ்வு, கரைந்த பாகங்கள் கரிகரியின் கதிரியக்க அமைப்புகளை உருவாக்குவதில் இடையூறு ஏற்படுத்துவதால் ஏற்படுகிறது, இதனால் உறைந்ததற்கு குறைந்த வெப்பநிலைகள் தேவைப்படுகிறது.

எங்கள் இணைய உறைந்த புள்ளி குறைப்பு கணக்கீட்டாளர் வேதியியல் மாணவர்கள், ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் தீர்வுகளுடன் வேலை செய்யும் தொழில்முனைவோர்களுக்கு உடனடி, துல்லியமான முடிவுகளை வழங்குகிறது. உங்கள் Kf மதிப்பு, மோலாலிட்டி, மற்றும் வான்'ட் ஹோப் காரணி ஆகியவற்றை உள்ளிடுங்கள், எந்த தீர்விற்கும் துல்லியமான உறைந்த புள்ளி குறைப்பு மதிப்புகளை கணக்கிடுங்கள்.

எங்கள் உறைந்த புள்ளி குறைப்பு கணக்கீட்டாளரைப் பயன்படுத்துவதன் முக்கிய நன்மைகள்:

• படி-by-படி முடிவுகளுடன் உடனடி கணக்கீடுகள்
• அறியப்பட்ட Kf மதிப்புகள் கொண்ட அனைத்து கரிகரிகளுக்கும் வேலை செய்கிறது
• கல்வி படிப்பு மற்றும் தொழில்முறை ஆராய்ச்சிக்கு சிறந்தது
• பதிவு தேவையில்லை, இலவசமாக பயன்படுத்தலாம்

உறைந்த புள்ளி குறைப்பு சூத்திரம் - ΔTf ஐ எப்படி கணக்கிடுவது

உறைந்த புள்ளி குறைப்பு (ΔTf) கீழ்காணும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

$\Delta T_f = i \times K_f \times m$

எங்கு:

• ΔTf என்பது உறைந்த புள்ளி குறைப்பு (உறைந்த வெப்பநிலையின் குறைவு) °C அல்லது K இல் அளக்கப்படுகிறது
• i என்பது வான்'ட் ஹோப் காரணி (ஒரு கரையுள்ள பொருள் கரைந்தால் உருவாகும் பாகங்களின் எண்ணிக்கை)
• Kf என்பது கரிகரிக்கு குறிப்பிட்ட மொலால் உறைந்த புள்ளி குறைப்பு நிலை (°C·kg/mol இல்)
• m என்பது தீர்வின் மோலாலிட்டி (mol/kg இல்)

உறைந்த புள்ளி குறைப்பு மாறிகள் புரிந்துகொள்வது

மொலால் உறைந்த புள்ளி குறைப்பு நிலை (Kf)

Kf மதிப்பு ஒவ்வொரு கரிகரிக்கும் குறிப்பிட்ட ஒரு சொத்து ஆகும் மற்றும் மொலால் மையத்தின் ஒவ்வொரு அலகுக்கு உறைந்த புள்ளி எவ்வளவு குறைகிறது என்பதை பிரதிநிதித்துவம் செய்கிறது. பொதுவான Kf மதிப்புகள்:

மோலாலிட்டி (m)

மோலாலிட்டி என்பது ஒரு தீர்வின் மொலால் மையத்தின் எண்ணிக்கையை ஒரு கிலோகிராம் கரிகரிக்கு அளவிடும் மையமாகக் கூறப்படுகிறது. இது கீழ்காணும் முறையைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

$m = \frac{\text{கரையுள்ள பொருளின் மொல்கள்}}{\text{கரிகரியின் கிலோகிராம்கள்}}$

மோலாரிட்டியின் மாறுபாட்டிற்கு மாறுபட்டது, மோலாலிட்டி வெப்பநிலை மாற்றங்களால் பாதிக்கப்படுவதில்லை, இது இணைப்பு சொத்து கணக்கீடுகளுக்கு சிறந்தது.

வான்'ட் ஹோப் காரணி (i)

வான்'ட் ஹோப் காரணி என்பது ஒரு கரையுள்ள பொருள் ஒரு தீர்வில் கரைந்தால் உருவாகும் பாகங்களின் எண்ணிக்கையை பிரதிநிதித்துவம் செய்கிறது. கரையில்லாத பொருட்கள் (சர்க்கரை (சுக்ரோஸ்) போன்றவை) உடைந்தால் i = 1. மின்மயமாக்கப்பட்ட பொருட்களுக்கு, i உருவாகும் அயன்களின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாகும்:

உண்மையில், உண்மையான வான்'ட் ஹோப் காரணி கோட்பாட்டில் மதிப்பை விட குறைவாக இருக்கலாம், அதிக மையங்களில் அயன்கள் இணைந்து சேருவதால்.

எல்லை வழக்குகள் மற்றும் வரம்புகள்

உறைந்த புள்ளி குறைப்பு சூத்திரத்திற்கு பல வரம்புகள் உள்ளன:

1. மையத்தின் வரம்புகள்: அதிக மையங்களில் (பொதுவாக 0.1 mol/kg க்கும் மேலாக), தீர்வுகள் அயல்படுத்தப்படலாம், மற்றும் சூத்திரம் குறைவாக துல்லியமாகிறது.

2. அயன் இணைப்பு: மையமான தீர்வுகளில், எதிர்மறை சார்ஜ் கொண்ட அயன்கள் இணைந்து சேரலாம், இது பாகங்களின் செயல்திறனை குறைத்து வான்'ட் ஹோப் காரணியை குறைக்கிறது.

3. வெப்பநிலை வரம்பு: சூத்திரம் கரிகரியின் நிலையான உறைந்த புள்ளிக்கு அருகில் செயல்படுவதாகக் கருதுகிறது.

4. கரையுள்ள பொருள்-கரிகரி தொடர்புகள்: கரையுள்ள பொருள் மற்றும் கரிகரி மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான வலிமையான தொடர்புகள் அயல்படுத்தப்பட்ட நடத்தை ஏற்படுத்தலாம்.

பல கல்வி மற்றும் பொதுவான ஆய்வக பயன்பாடுகளுக்கு, இந்த வரம்புகள் முக்கியமல்ல, ஆனால் அதிக துல்லியமான வேலைக்கு கவனிக்கப்பட வேண்டும்.

எங்கள் உறைந்த புள்ளி குறைப்பு கணக்கீட்டாளரை எப்படி பயன்படுத்துவது - படி-by-படி வழிகாட்டி

எங்கள் உறைந்த புள்ளி குறைப்பு கணக்கீட்டாளரைப் பயன்படுத்துவது எளிது:

1. மொலால் உறைந்த புள்ளி குறைப்பு நிலையை (Kf) உள்ளிடவும்

   • உங்கள் கரிகரிக்கு குறிப்பிட்ட Kf மதிப்பை உள்ளிடவும்
   • வழங்கப்பட்ட அட்டவணையிலிருந்து பொதுவான கரிகரிகளை தேர்ந்தெடுக்கலாம், இது Kf மதிப்பை தானாகவே நிரப்பும்
   • நீருக்கு, இயல்பான மதிப்பு 1.86 °C·kg/mol ஆகும்

2. மோலாலிட்டியை (m) உள்ளிடவும்

   • உங்கள் தீர்வின் மையத்தை கரையுள்ள பொருளின் மொல்களில் உள்ளிடவும்
   • உங்கள் கரையுள்ள பொருளின் எடை மற்றும் மூலக்கூறு எடை தெரிந்தால், மோலாலிட்டியை கணக்கிடலாம்: மோலாலிட்டி = (கரையுள்ள பொருளின் எடை / மூலக்கூறு எடை) / (கரிகரியின் எடை கிலோகிராம்களில்)

3. வான்'ட் ஹோப் காரணியை (i) உள்ளிடவும்

   • கரையில்லாத பொருட்களுக்கு (சர்க்கரை போன்றவை), i = 1 ஐப் பயன்படுத்தவும்
   • மின்மயமாக்கப்பட்ட பொருட்களுக்கு, உருவாகும் அயன்களின் எண்ணிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டு சரியான மதிப்பைப் பயன்படுத்தவும்
   • NaCl க்கான i கோட்பாட்டில் 2 ஆகும் (Na⁺ மற்றும் Cl⁻)
   • CaCl₂ க்கான i கோட்பாட்டில் 3 ஆகும் (Ca²⁺ மற்றும் 2 Cl⁻)

4. முடிவைப் பாருங்கள்

   • கணக்கீட்டாளர் தானாகவே உறைந்த புள்ளி குறைப்பை கணக்கிடுகிறது
   • முடிவு உங்கள் தீர்வு எவ்வளவு °C க்குக் கீழே உறையும் என்பதை காட்டுகிறது
   • நீர் தீர்வுகளுக்கு, 0°C இல் இருந்து இந்த மதிப்பை கழிக்கவும் புதிய உறைந்த புள்ளியைப் பெறுங்கள்

5. உங்கள் முடிவைப் நகலெடுக்கவும் அல்லது பதிவு செய்யவும்

   • கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பை உங்கள் கிளிப்போர்டுக்கு சேமிக்க நகல் பொத்தானைப் பயன்படுத்தவும்

எடுத்துக்காட்டு கணக்கீடு

1.0 mol/kg NaCl நீரில் உள்ள ஒரு தீர்வுக்கான உறைந்த புள்ளி குறைப்பை கணக்கிடுவோம்:

• Kf (நீர்) = 1.86 °C·kg/mol
• மோலாலிட்டி (m) = 1.0 mol/kg
• NaCl க்கான வான்'ட் ஹோப் காரணி (i) = 2 (கோட்பாட்டில்)

சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி: ΔTf = i × Kf × m ΔTf = 2 × 1.86 × 1.0 = 3.72 °C

எனவே, இந்த உப்பின் தீர்வின் உறைந்த புள்ளி -3.72°C ஆக இருக்கும், இது தூய நீரின் உறைந்த புள்ளியிலிருந்து 3.72°C க்குக் கீழே உள்ளது (0°C).

உறைந்த புள்ளி குறைப்பு கணக்கீடுகளின் உண்மையான பயன்பாடுகள்

உறைந்த புள்ளி குறைப்பு கணக்கீடுகளுக்கு பல நடைமுறை பயன்பாடுகள் உள்ளன:

1. வாகனங்கள் எதிர்ப்பு மற்றும் இயந்திர குளிர்பதனங்கள்

மிகவும் பொதுவான பயன்பாடுகளில் ஒன்று வாகனங்கள் எதிர்ப்பு ஆகும். எத்திலீன் குளோரைடு அல்லது புரொபிலீன் குளோரைடு நீருக்கு சேர்க்கப்படுகிறது, இதனால் அதன் உறைந்த புள்ளி குறைகிறது, குளிர்பதனத்தை குளிர்ந்த காலத்தில் சேதமடையாமல் பாதுகாக்கிறது. உறைந்த புள்ளி குறைப்பை கணக்கிட்டு, பொறியாளர்கள் குறிப்பிட்ட காலநிலைகளுக்கு தேவையான எதிர்ப்பு அளவைக் கண்டறியலாம்.

எடுத்துக்காட்டு: 50% எத்திலீன் குளோரைடு நீரில் உள்ள ஒரு தீர்வு, உறைந்த புள்ளியை சுமார் 34°C க்குக் குறைக்கலாம், இதனால் வாகனங்கள் மிகவும் குளிர்ந்த சூழ்நிலைகளில் செயல்படலாம்.

2. உணவு செயலாக்கம் மற்றும் ஐஸ் கிரீம் தயாரிப்பு

உறைந்த புள்ளி குறைப்பு உணவு அறிவியலில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது, குறிப்பாக ஐஸ் கிரீம் தயாரிப்பில் மற்றும் உறைந்த-உலர்த்தும் செயல்களில். ஐஸ் கிரீம் கலவைகளுக்கு சர்க்கரை மற்றும் பிற கரையுள்ள பொருட்களைச் சேர்க்கும் போது, உறைந்த புள்ளி குறைகிறது, இது சிறிய உறைந்த கற்களை உருவாக்குகிறது மற்றும் மென்மையான உருப்படியை உருவாக்குகிறது.

எடுத்துக்காட்டு: ஐஸ் கிரீம் பொதுவாக 14-16% சர்க்கரை கொண்டுள்ளது, இது உறைந்த புள்ளியை சுமார் -3°C க்குக் குறைக்கிறது, இதனால் அது உறைந்தாலும் மென்மையாகவும் ஸ்கூப் செய்யக்கூடியதாக இருக்கும்.

3. சாலை உப்பு மற்றும் உருக்கி பயன்பாடுகள்

உப்பு (பொதுவாக NaCl, CaCl₂, அல்லது MgCl₂) சாலைகள் மற்றும் விமான நிலையங்களில் உறைந்ததை உருக்கி மற்றும் அதன் உருவாக்கத்தைத் தடுக்கும். உப்பு, உறைந்த நீரின் மெல்லிய படலத்தில் கரைகிறது, இது தூய நீருக்கு விடுபட்ட உறைந்த புள்ளியைவிட குறைவான உறைந்த புள்ளியுடன் ஒரு தீர்வை உருவாக்குகிறது.

எடுத்துக்காட்டு: கால்சியம் குளோரைடு (CaCl₂) உருக்கி செய்ய மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கிறது, ஏனெனில் இது உயர்ந்த வான்'ட் ஹோப் காரணி (i = 3) கொண்டது மற்றும் கரைந்தால் வெப்பத்தை வெளியிடுகிறது, மேலும் உறையை உருக்கி செய்ய உதவுகிறது.

4. கிரியோபயோலாஜி மற்றும் திசு பாதுகாப்பு

மருத்துவ மற்றும் உயிரியல் ஆராய்ச்சியில், உறைந்த புள்ளி குறைப்பு உயிரியல் மாதிரிகள் மற்றும் திசுக்களை பாதுகாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. குளிர்பாதுகாப்பாளர்கள் (cryoprotectants) போன்ற டிமெதில்சல்போக்க்சைடு (DMSO) அல்லது க்ளிசரால் செல்கள் உறைந்தால், செல்களின் மெம்பிரேன்களை சேதமடையாமல் காப்பாற்றுவதற்காக உறைந்த கற்களை உருவாக்காமல் தடுக்கும்.

எடுத்துக்காட்டு: 10% DMSO தீர்வு ஒரு செல்களின் உறைப்பு வெப்பத்தை சில டிகிரீசுக்கு குறைக்கலாம், இது மெதுவாக குளிர்ந்தால் மற்றும் செல்களின் உயிரியல் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.

5. சுற்றுச்சூழல் அறிவியல்

சுற்றுச்சூழல் விஞ்ஞானிகள், கடல் உப்பின் உப்புத்தன்மையைப் படிக்க மற்றும் கடல் உறைப்பு உருவாக்கத்தை கணிக்க உறைந்த புள்ளி குறைப்பைப் பயன்படுத்துகிறார்கள். கடல் நீரின் உறைந்த புள்ளி சுமார் -1.9°C ஆகும், இதற்கான காரணம் அதன் உப்பு உள்ளடக்கம்.

எடுத்துக்காட்டு: உறைந்த பனிக்கட்டைகள் கரைந்து போகும் போது கடல் உப்பின் உப்புத்தன்மையில் ஏற்படும் மாற்றங்களை கணக்கிடுவதற்காக, கடல் நீர் மாதிரிகளின் உறைந்த புள்ளியில் ஏற்படும் மாற்றங்களை அளக்கலாம்.

மாற்றுகள்

உறைந்த புள்ளி குறைப்பு ஒரு முக்கிய இணைப்பு சொத்து என்றாலும், தீர்வுகளைப் படிக்கப் பயன்படுத்தக்கூடிய பிற தொடர்புடைய நிகழ்வுகள் உள்ளன:

1. கொண்டு புள்ளி உயர்வு

உறைந்த புள்ளி குறைப்புக்கு ஒப்பானது, ஒரு கரையுள்ள பொருள் சேர்க்கும்போது ஒரு கரிகரியின் கொண்டு புள்ளி உயர்கிறது. சூத்திரம்:

$\Delta T_b = i \times K_b \times m$

எங்கு Kb என்பது மொலால் கொண்டு புள்ளி உயர்வு நிலை.

2. வாயு அழுத்தம் குறைப்பு

ஒரு அசாதாரண கரையுள்ள பொருளைச் சேர்க்கும் போது, ஒரு கரிகரியின் வாயு அழுத்தம் ரவோல்ட் சட்டத்தின் படி குறைகிறது:

$P = P^0 \times X_{கரிகரி}$

எங்கு P என்பது தீர்வின் வாயு அழுத்தம், P⁰ என்பது தூய கரிகரியின் வாயு அழுத்தம், மற்றும் X என்பது கரிகரியின் மொல் பங்கு.

3. ஒஸ்மோட்டிக் அழுத்தம்

ஒஸ்மோட்டிக் அழுத்தம் (π) என்பது கரையுள்ள பொருள் பாகங்களின் மையத்துடன் தொடர்புடைய மற்றொரு இணைப்பு சொத்து:

$\pi = iMRT$

எங்கு M என்பது மோலாரிட்டி, R என்பது வாயு நிலை, மற்றும் T என்பது முழு வெப்பநிலை.

இந்த மாற்று சொத்துகள், உறைந்த புள்ளி குறைப்பு அளவீடுகள் நடைமுறைமற்ற அல்லது தீர்வின் சொத்திகளை உறுதிப்படுத்துவதற்கான கூடுதல் உறுதிப்படுத்தல் தேவைப்படும் போது பயன்படுத்தப்படலாம்.

வரலாறு

உறைந்த புள்ளி குறைப்பு நிகழ்வு நூற்றாண்டுகளாகக் காணப்பட்டுள்ளது, ஆனால் அதன் அறிவியல் புரிதல் முதன்மையாக 19 ஆம் நூற்றாண்டில் உருவானது.

ஆரம்பக் கணிப்புகள்

பழமையான நாகரிகங்கள், உறைந்த நீருக்கு உப்பு சேர்க்கும் போது குளிர்ந்த வெப்பநிலைகளை உருவாக்கலாம் என்பதை அறிவார்கள், இது ஐஸ் கிரீம் தயாரிக்கவும் உணவுகளை பாதுகாக்கவும் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு தொழில்நுட்பமாகும். ஆனால், இந்த நிகழ்வுக்கான அறிவியல் விளக்கம் மிகவும் பிறகு உருவானது.

அறிவியல் வளர்ச்சி

1788 ஆம் ஆண்டில், ஜீன்-ஆன்டோயின் நோல்லெட், தீர்வுகளில் உறைந்த புள்ளிகளை குறைக்கும் நிகழ்வுகளை முதன்முதலில் ஆவணமாக்கினார், ஆனால் முறையான ஆய்வு 1880 களில் ஃபிரான்சொய்ஸ்-மாரி ரவோல்ட் மூலம் தொடங்கியது. ரவோல்ட், தீர்வுகளின் உறைந்த புள்ளிகளைப் பற்றிய விரிவான பரிசோதனைகளை மேற்கொண்டு, பின்னர் ரவோல்ட் சட்டம் எனப்படும் சட்டத்தை உருவாக்கினார், இது தீர்வுகளின் வாயு அழுத்தம் குறைப்பை விவரிக்கிறது.

ஜேக்கோபஸ் வான்'ட் ஹோப் பங்களிப்புகள்

நெதர்லாந்து வேதியியலாளர் ஜேக்கோபஸ் ஹென்றிகஸ் வான்'ட் ஹோப், 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் இணைப்பு சொத்துகளைப் புரிந்துகொள்ள முக்கிய பங்களிப்புகளைச் செய்தார்