คำนวณว่าตัวทำละลายจะเพิ่มจุดเดือดของตัวทำละลายได้มากเพียงใดโดยใช้โมลาลิตี้และค่าคงที่ของการเดือด เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเคมี วิศวกรรมเคมี และวิทยาศาสตร์อาหาร
คำนวณการเพิ่มจุดเดือดของสารละลายตามโมลาลิตี้ของสารที่ละลายและค่าคงที่ของการเดือดของตัวทำละลาย
ความเข้มข้นของสารที่ละลายในโมลต่อกิโลกรัมของตัวทำละลาย
คุณสมบัติของตัวทำละลายที่เชื่อมโยงโมลาลิตี้กับการเพิ่มจุดเดือด
เลือกตัวทำละลายทั่วไปเพื่อกำหนดค่าคงที่การเดือดโดยอัตโนมัติ
ΔTb = 0.5120 × 1.0000
ΔTb = 0.0000 °C
การเพิ่มจุดเดือดเป็นคุณสมบัติร่วมที่เกิดขึ้นเมื่อมีการเพิ่มสารที่ไม่ระเหยลงในตัวทำละลายที่บริสุทธิ์ การมีอยู่ของสารที่ละลายทำให้จุดเดือดของสารละลายสูงกว่าจุดเดือดของตัวทำละลายที่บริสุทธิ์
สูตร ΔTb = Kb × m เชื่อมโยงการเพิ่มจุดเดือด (ΔTb) กับโมลาลิตี้ของสารละลาย (m) และค่าคงที่การเดือด (Kb) ของตัวทำละลาย
ค่าคงที่การเดือดที่พบบ่อย: น้ำ (0.512 °C·กก./โมล), เอทานอล (1.22 °C·กก./โมล), เบนซีน (2.53 °C·กก./โมล), กรดอะซิติก (3.07 °C·กก./โมล)
उबालने के बिंदु का ऊँचाई एक मौलिक सहसंख्यात्मक गुण है जो तब होता है जब एक गैर-उड़नशील घोलक को एक शुद्ध घोल में जोड़ा जाता है। उबालने के बिंदु का ऊँचाई 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 उत्पादन शामिल हैं।
जब आप एक घोलक (जैसे नमक या चीनी) को एक शुद्ध घोल (जैसे पानी) में जोड़ते हैं, तो परिणामी घोल का उबालने का बिंदु शुद्ध घोल की तुलना में उच्च हो जाता है। यह इसलिए होता है क्योंकि घुलनशील घोलक के कण घोल के अणुओं के वाष्प चरण में भाग लेने की क्षमता में हस्तक्षेप करते हैं, जिससे उबालने के लिए अधिक तापीय ऊर्जा (उच्च तापमान) की आवश्यकता होती है।
हमारा कैलकुलेटर उबालने के बिंदु के ऊँचाई के लिए मानक सूत्र को लागू करता है (ΔTb = Kb × m), जिससे इस महत्वपूर्ण गुण की गणना करना बिना जटिल मैनुअल गणनाओं के आसान हो जाता है। चाहे आप सहसंख्यात्मक गुणों का अध्ययन कर रहे हों, एक शोधकर्ता हों जो घोलों के साथ काम कर रहे हों, या एक इंजीनियर हों जो आसवन प्रक्रियाओं को डिजाइन कर रहे हों, यह उपकरण उबालने के बिंदु के ऊँचाई को निर्धारित करने का त्वरित और सटीक तरीका प्रदान करता है।
उबालने के बिंदु का ऊँचाई (ΔTb) एक सरल लेकिन शक्तिशाली सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है:
जहाँ:
यह सूत्र काम करता है क्योंकि उबालने के बिंदु का ऊँचाई घोल में घुलनशील कणों की सांद्रता के सीधे अनुपात में होता है। उबालने के बिंदु का स्थिरांक (Kb) वह अनुपात कारक है जो मोलालिटी को वास्तविक तापमान वृद्धि से संबंधित करता है।
विभिन्न घोलों के अलग-अलग उबालने के बिंदु के स्थिरांक होते हैं, जो उनके अद्वितीय आणविक गुणों को दर्शाते हैं:
घोल | उबालने के बिंदु का स्थिरांक (Kb) | सामान्य उबालने का बिंदु |
---|---|---|
पानी | 0.512 °C·kg/mol | 100.0 °C |
इथेनॉल | 1.22 °C·kg/mol | 78.37 °C |
बेंजीन | 2.53 °C·kg/mol | 80.1 °C |
एसिटिक एसिड | 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 ऊँचाई का सूत्र थर्मोडायनामिक सिद्धांतों से व्युत्पन्न होता है। उबालने के बिंदु पर, 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, जिसके लिए 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 के बिंदु के स्थिरांक (Kb) में समेकित किया गया है, जिससे हमें हमारा सरलित सूत्र प्राप्त होता है।
हमारा कैलकुलेटर एक घोल के उबालने के बिंदु के ऊँचाई को निर्धारित करना सरल बनाता है। इन चरणों का पालन करें:
अपने घोल की मोलालिटी (m) को mol/kg में दर्ज करें
अपने घोलक के उबालने के बिंदु के स्थिरांक (Kb) को °C·kg/mol में दर्ज करें
परिणाम देखें
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कैलकुलेटर उबालने के बिंदु के ऊँचाई का दृश्य प्रतिनिधित्व भी प्रदान करता है, जो शुद्ध घोल के उबालने के बिंदु और घोल के ऊँचाई वाले उबालने के बिंदु के बीच के अंतर को दर्शाता है।
आइए एक उदाहरण के माध्यम से काम करें:
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 ऊँचाई महत्वपूर्ण है:
यह सिद्धांत लागू होता है:
उबालने के बिंदु का ऊँचाई महत्वपूर्ण है:
अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
उच्च ऊंचाई पर, पानी कम तापमान पर उबलता है क्योंकि वायुमंडलीय दबाव कम होता है। मुआवजा देने के लिए:
उदाहरण के लिए, 5,000 फीट की ऊंचाई 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 होगी।
उबालने के बिंदु का ऊँचाई कई सहसंख्यात्मक 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:
जमीनी बिंदु का अवसाद: जब घोलक को एक घोल में जोड़ा जाता है तो जमीनी बिंदु में कमी
वाष्प दबाव में कमी: घोलक के कारण घोलक के वाष्प दबाव में कमी
ओस्मोटिक दबाव: एक सेमीपर्मेबल झिल्ली के पार घोलक के प्रवाह को रोकने के लिए आवश्यक दबाव
इनमें से प्रत्येक गुण घोल के व्यवहार में विभिन्न अंतर्दृष्टि प्रदान करता है और विशिष्ट अनुप्रयोग के आधार पर अधिक उपयुक्त हो सकता है।
उबालने के बिंदु के ऊँचाई की घटना सदियों से देखी गई है, हालांकि इसका वैज्ञानिक समझ हाल ही में विकसित हुआ है:
उबालने के बिंदु के ऊँचाई का व्यवस्थित अध्ययन 19वीं शताब्दी में शुरू हुआ:
20वीं और 21वीं शताब्दी में, उबालने के बिंदु के ऊँचाई की समझ कई प्रौद्योगिकियों में लागू की गई है:
सांद्रता और उबालने के बिंदु के ऊँचाई के बीच गणितीय संबंध स्थिर रहा है, हालांकि आणविक तंत्र की हमारी समझ भौतिक रसायन विज्ञान और थर्मोडायनामिक्स में प्रगति के साथ गहराई से बढ़ी है।
1' उबालने के बिंदु के ऊँचाई की गणना करने के लिए एक्सेल सूत्र
2=B2*C2
3' जहाँ B2 में उबालने के बिंदु का स्थिरांक (Kb) है
4' और C2 में मोलालिटी (m) है
5
6' नए उबालने के बिंदु की गणना करने के लिए:
7=D2+E2
8' जहाँ D2 में शुद्ध घोल के उबालने का बिंदु है
9' और E2 में गणना की गई उबालने के बिंदु का ऊँचाई है
10
1def calculate_boiling_point_elevation(molality, ebullioscopic_constant):
2 """
3 एक घोल के उबालने के बिंदु के ऊँचाई की गणना करें।
4
5 पैरामीटर:
6 molality (float): घोल की मोलालिटी mol/kg में
7 ebullioscopic_constant (float): घोलक का उबालने के बिंदु का स्थिरांक °C·kg/mol में
8
9 लौटाता है:
10 float: °C में उबालने के बिंदु का ऊँचाई
11 """
12 if molality < 0 or ebullioscopic_constant < 0:
13 raise ValueError("मोलालिटी और उबालने के बिंदु का स्थिरांक नकारात्मक नहीं होना चाहिए")
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 एक घोल के नए उबालने के बिंदु की गणना करें।
21
22 पैरामीटर:
23 normal_boiling_point (float): शुद्ध घोल के सामान्य उबालने का बिंदु °C में
24 molality (float): घोल की मोलालिटी mol/kg में
25 ebullioscopic_constant (float): घोलक का उबालने के बिंदु का स्थिरांक °C·kg/mol में
26
27 लौटाता है:
28 float: °C में नया उबालने का बिंदु
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 ऊँचाई: {elevation:.4f} °C")
42print(f"नया उबालने का बिंदु: {new_boiling_point:.4f} °C")
43
1/**
2 * एक घोल के उबालने के बिंदु के ऊँचाई की गणना करें।
3 * @param {number} molality - घोल की मोलालिटी mol/kg में
4 * @param {number} ebullioscopicConstant - घोलक का उबालने के बिंदु का स्थिरांक °C·kg/mol में
5 * @returns {number} °C में उबालने के बिंदु का ऊँचाई
6 */
7function calculateBoilingPointElevation(molality, ebullioscopicConstant) {
8 if (molality < 0 || ebullioscopicConstant < 0) {
9 throw new Error("मोलालिटी और उबालने के बिंदु का स्थिरांक नकारात्मक नहीं होना चाहिए");
10 }
11
12 return ebullioscopicConstant * molality;
13}
14
15/**
16 * एक घोल के नए उबालने के बिंदु की गणना करें।
17 * @param {number} normalBoilingPoint - शुद्ध घोल के सामान्य उबालने का बिंदु °C में
18 * @param {number} molality - घोल की मोलालिटी mol/kg में
19 * @param {number} ebullioscopicConstant - घोलक का उबालने के बिंदु का स्थिरांक °C·kg/mol में
20 * @returns {number} °C में नया उबालने का बिंदु
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 ऊँचाई: ${elevation.toFixed(4)} °C`);
36console.log(`नया उबालने का बिंदु: ${newBoilingPoint.toFixed(4)} °C`);
37
1#' एक घोल के उबालने के बिंदु के ऊँचाई की गणना करें
2#'
3#' @param molality घोल की मोलालिटी mol/kg में
4#' @param ebullioscopic_constant घोलक का उबालने के बिंदु का स्थिरांक °C·kg/mol में
5#' @return °C में उबालने के बिंदु का ऊँचाई
6calculate_boiling_point_elevation <- function(molality, ebullioscopic_constant) {
7 if (molality < 0 || ebullioscopic_constant < 0) {
8 stop("मोलालिटी और उबालने के बिंदु का स्थिरांक नकारात्मक नहीं होना चाहिए")
9 }
10
11 delta_tb <- ebullioscopic_constant * molality
12 return(delta_tb)
13}
14
15#' एक घोल के नए उबालने के बिंदु की गणना करें
16#'
17#' @param normal_boiling_point शुद्ध घोल के सामान्य उबालने का बिंदु °C में
18#' @param molality घोल की मोलालिटी mol/kg में
19#' @param ebullioscopic_constant घोलक का उबालने के बिंदु का स्थिरांक °C·kg/mol में
20#' @return °C में नया उबालने का बिंदु
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 ऊँचाई: %.4f °C\n", elevation))
35cat(sprintf("नया उबालने का बिंदु: %.4f °C\n", new_boiling_point))
36
उबालने के बिंदु का ऊँचाई 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 सहसंख्यात्मक गुण है, जिसका अर्थ है कि यह कणों की संख्या पर निर्भर करता है, न कि उनकी पहचान पर।
उबालने के बिंदु का ऊँचाई (ΔTb) को सूत्र ΔTb = Kb × m का उपयोग करके गणना की जाती है, जहाँ Kb घोलक का उबालने के बिंदु का स्थिरांक है और m घोल की मोलालिटी है (घोलक के प्रति किलोग्राम में घुलनशील कणों की संख्या)।
उबालने के बिंदु का स्थिरांक (Kb) एक गुण है जो प्रत्येक घोलक के लिए विशिष्ट होता है, जो घोल की मोलालिटी को उसके उबालने के बिंदु के ऊँचाई से संबंधित करता है। यह एक मोल/kg में 1 मोल की मोलालिटी पर होने वाले उबालने के बिंदु के ऊँचाई को दर्शाता है। पानी के लिए, Kb 0.512 °C·kg/mol है।
पानी में नमक जोड़ने से उसका उबालने का बिंदु बढ़ता है क्योंकि घुलनशील नमक के आयन पानी के अणुओं के वाष्प चरण में भाग लेने की क्षमता में हस्तक्षेप करते हैं। इसके लिए उबालने के लिए अधिक तापीय ऊर्जा (उच्च तापमान) की आवश्यकता होती है। यही कारण है कि खाना पकाने के लिए नमकीन पानी का उबालने का बिंदु थोड़ा उच्च होता है।
आदर्श घोलों के लिए, उबालने के बिंदु का ऊँचाई केवल घुलनशील कणों की संख्या पर निर्भर करता है, न कि उनकी पहचान पर। हालांकि, जैसे कि NaCl जैसे आयनिक यौगिक जो कई आयनों में टूटते हैं, प्रभाव को उत्पन्न करने वाले आयनों की संख्या से गुणा किया जाता है। यह अधिक विस्तृत गणनाओं में वैन 'ट हॉफ कारक द्वारा ध्यान में रखा जाता है।
उच्च ऊंचाई पर, पानी कम तापमान पर उबलता है क्योंकि वायुमंडलीय दबाव कम होता है। नमक जोड़ने से उबालने का बिंदु थोड़ा बढ़ता है, जो खाना पकाने की दक्षता को थोड़ा सुधार सकता है, हालांकि प्रभाव छोटा है। यही कारण है कि उच्च ऊंचाई पर खाना पकाने का समय बढ़ाना पड़ता है।
हाँ, एक ज्ञात घोलक के साथ एक घोल के उबालने के बिंदु के ऊँचाई को मापकर घोलक के आणविक भार को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। इस तकनीक को एबुलियोस्कोपी कहा जाता है, जो ऐतिहासिक रूप से आणविक भार निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण थी।
दोनों सहसंख्यात्मक गुण हैं जो घोलक की सांद्रता पर निर्भर करते हैं। उबालने के बिंदु का ऊँचाई उस तापमान में वृद्धि को संदर्भित करता है जब घोलक जोड़े जाते हैं, जबकि जमीनी बिंदु का अवसाद उस तापमान में कमी को संदर्भित करता है। वे समान सूत्रों का उपयोग करते हैं लेकिन विभिन्न स्थिरांक (Kb उबालने के बिंदु के लिए और Kf जमीनी बिंदु के लिए)।
सूत्र ΔTb = Kb × m पतले घोलों के लिए सबसे सटीक है जहाँ घुलनशील-घुलनशील इंटरैक्शन न्यूनतम होते हैं। सांद्र घोलों या मजबूत घुलनशील-घुलनशील इंटरैक्शन वाले घोलों के लिए, आदर्श व्यवहार से भिन्नताएँ होती हैं, और अधिक जटिल मॉडल की आवश्यकता हो सकती है।
नहीं, उबालने के बिंदु का ऊँचाई गैर-उड़नशील घोलक के लिए नकारात्मक नहीं हो सकता। एक गैर-उड़नशील घोलक जोड़ने से हमेशा घोलक के उबालने के बिंदु को बढ़ाता है। हालांकि, यदि घोलक उड़नशील है (जिसका अपना महत्वपूर्ण वाष्प दबाव है), तो व्यवहार अधिक जटिल हो जाता है और सरल उबालने के बिंदु के ऊँचाई सूत्र का पालन नहीं करता है।
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आज ही हमारे उबालने के बिंदु के ऊँचाई कैलकुलेटर का प्रयास करें ताकि आप जल्दी और सटीक रूप से यह निर्धारित कर सकें कि घुलनशील घोलक आपके घोलों के उबालने के बिंदु को कैसे प्रभावित करते हैं। चाहे शैक्षणिक उद्देश्यों, प्रयोगशाला के काम, या व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए, यह उपकरण स्थापित वैज्ञानिक सिद्धांतों के आधार पर त्वरित परिणाम प्रदान करता है।
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