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आदर्श विलयन और आणविक अंतःक्रियाएँ

1900
एक रसायनज्ञ ऊष्मागतिकी में आदर्श विलयन के अध्ययन के लिए एक प्राचीन प्रयोगशाला में तरल पदार्थों को माप रहा है।

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

एक आदर्श विलयन एक सैद्धांतिक मॉडल है जहाँ मिश्रण की एन्थैल्पी शून्य होती है। ऐसा तब होता है जब असमान अणुओं (AB) के बीच अंतर-आणविक बल, समान अणुओं (AA और BB) के बीच बलों के औसत के बराबर होते हैं। ऐसे विलयनों में, आयतन योगात्मक होता है, और घटक नियमों का पालन करते हैं। राउल्ट का नियम संपूर्ण सांद्रता सीमा में, सक्रियता गुणांक एक के साथ।

आदर्श विलयन की अवधारणा रासायनिक ऊष्मागतिकी का एक आधारशिला है, जो एक सरलीकृत मॉडल प्रदान करती है जिसके आधार पर वास्तविक विलयनों की तुलना की जा सकती है। thermodynamic एक आदर्श विलयन की परिभाषा के लिए आवश्यक है कि प्रत्येक घटक μi का रासायनिक विभव निम्न संबंध का पालन करे: [latex]mu_i(T, P, x_i) = mu_i^*(T, P) + RT ln x_i[/latex]। इससे दो प्रमुख स्थूल गुणधर्म प्राप्त होते हैं: मिश्रण की एन्थैल्पी ([latex]Delta H_{mix}[/latex]) शून्य होती है, और मिश्रण का आयतन ([latex]Delta V_{mix}[/latex]) शून्य होता है। मिश्रण की शून्य एन्थैल्पी का अर्थ है कि घटकों के मिश्रण के दौरान कोई ऊष्मा अवशोषित या मुक्त नहीं होती है, जो कि अंतर-आणविक बलों की एकरूपता का प्रत्यक्ष परिणाम है।

बलों की यह एकरूपता दर्शाती है कि एक अणु 'A' को समान ऊर्जा वातावरण प्राप्त होता है, चाहे वह अन्य 'A' अणुओं से घिरा हो या 'B' अणुओं से। यह स्थिति तभी पूर्ण होती है जब घटक आकार, संरचना और ध्रुवीयता में बहुत समान हों। लगभग आदर्श विलयनों के क्लासिक उदाहरणों में बेंजीन और टोल्यून, या एन-हेक्सेन और एन-हेप्टेन के मिश्रण शामिल हैं। वास्तविकता में, कोई भी विलयन पूर्णतः आदर्श नहीं होता, लेकिन वास्तविक दुनिया की प्रणालियों में गैर-आदर्श व्यवहार को समझने के लिए सक्रियता गुणांक जैसी जटिलताओं को शामिल करने से पहले विलयन के गुणों की मूलभूत समझ विकसित करने के लिए यह मॉडल अमूल्य है।

UNESCO Nomenclature: 2209
भौतिक रसायन विज्ञान

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

वैचारिक/सैद्धांतिक

शगुन

  • राउल्ट का नियम
  • गिब्स मुक्त ऊर्जा अवधारणा
  • अंतर-आणविक बलों पर प्रारंभिक सिद्धांत (वैन डेर वाल्स बल)
  • मिश्रण की ऊष्मा को मापने के लिए कैलोरीमेट्री प्रयोग

आवेदन

  • वास्तविक समाधानों के अध्ययन के लिए मानदंड
  • बेंजीन और टोल्यून जैसे सरल मिश्रणों का ऊष्मागतिकीय प्रतिरूपण
  • विलयन रसायन विज्ञान की मूलभूत अवधारणाओं को पढ़ाना
  • प्रारंभिक सन्निकटन में रासायनिक प्रक्रिया डिजाइन सॉफ्टवेयर
  • ऑस्मोमीटर और के लिए अंशांकन मानक वाष्प दबाव मापन उपकरण

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए एज़ियोट्रोप-मुक्त विलायक युग्मों की एआई-संचालित खोज
  • बेहतर प्रदर्शन के लिए अनुकूलित घटक मिश्रण के साथ लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले का डिज़ाइन
  • खाद्य पदार्थों और सौंदर्य प्रसाधनों में गैर-आदर्श अंतःक्रियाओं को कम करके स्थिर इमल्शन का निर्माण करना।
  • उन्नत सामग्रियों के लिए आदर्श मिश्रण गुणों वाले पॉलिमर मिश्रणों का विकास
  • विकिरण का पता लगाने के लिए उच्च दक्षता वाले तरल सिंटिलेटर का निर्माण
  • पूर्वानुमानित आयन-विलायक अंतःक्रियाओं वाली बैटरियों के लिए इलेक्ट्रोलाइट विलयनों का अभियांत्रिकी
  • predictive models for the miscibility of liquid metal alloys
  • फार्मास्युटिकल दवा निर्माण के लिए जैव-संगत विलायक प्रणालियों का डिजाइन
  • तापमान की व्यापक सीमा पर स्थिर गुणों वाले उन्नत स्नेहकों का विकास
  • नियंत्रित वाष्पीकरण दरों के साथ 3डी प्रिंटिंग के लिए उच्च-प्रदर्शन स्याही का निर्माण
संबंधित विषय: आदर्श विलयन, अंतर-आणविक बल, मिश्रण की एन्थैल्पी, मिश्रण का आयतन, ऊष्मागतिकी, राउल्ट का नियम, सक्रियता गुणांक, रासायनिक विभव, बेंजीन, टोल्यून।

ऐतिहासिक संदर्भ

आदर्श विलयन और आणविक अंतःक्रियाएँ

1896
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1895
1899
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(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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