ऑस्मोसिस

ऑस्मोसिस उस घटना को कहते हैं जिसमें विलायक अणु स्वतः एक अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से शुद्ध विलायक से विलयन की ओर या तनु विलयन से सान्द्र विलयन की ओर बहते हैं। इसे सर्वप्रथम अबे नॉलेट ने देखा था।

कुछ प्राकृतिक अर्धपारगम्य झिल्लियाँ पशु मूत्राशय, कोशिका झिल्ली आदि होती हैं।
(\mathrm{Cu}_2\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_6\right]) एक कृत्रिम अर्धपारगम्य झिल्ली है जो गैर-जलीय विलयनों में कार्य नहीं करती क्योंकि वे उसमें घुल जाती है।

ऑस्मोसिस दो प्रकार की हो सकती है

(i) एक्सऑस्मोसिस:- यह कोशिका से अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से जल या विलायक का बाहर की ओर प्रवाह है।

(ii) एंडऑस्मोसिस:- यह अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से कोशिका में जल या विलायक का अंदर की ओर प्रवाह है।

वह हाइड्रोस्टेटिक दाब जो विलयन पर इस प्रकार विकसित होता है कि वह अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से शुद्ध विलायक के विलयन में प्रवेश करने वाली ऑस्मोसिस को ठीक-ठीक रोक देता है, ऑस्मोटिक दाब कहलाता है।

(iii) इलेक्ट्रोफोरेसिस :- जलीय विलयन में आवेशित कणों की बाह्य विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में गति। इसका उपयोग
प्रोटीन पृथक्करण, डीएनए प्रवास अध्ययन, दूषक पहचान और पृथक्करण में किया जाता है।

इलेक्ट्रोऑस्मोसिस:- बाह्य विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में द्रव की गति। (इलेक्ट्रोफोरेटिक मापन में अवांछित)

ऑस्मोटिक दाब :

(i) (\quad \pi=\rho gh) जहाँ, (\rho=) विलयन का घनत्व, (\mathrm{h}=) साम्य ऊँचाई।

(ii) वान्ट हॉफ सूत्र (ओ.पी. की गणना के लिए)

(\quad \quad \pi=\mathrm{CRT})

$\quad \quad \pi=\mathrm{CRT}=\frac{\mathrm{n}}{\mathrm{V}} \mathrm{RT}$ (जैसे आदर्श गैस समीकरण)

$\quad \quad \therefore \mathrm{C}=$ सभी प्रकार के कणों की कुल सांद्रता.

$\quad \quad = C_1 +C_2 +C_3 + \ldots \ldots \ $

$\quad \quad = \frac{(n_1 + n_2 +n_3 +\ldots\ldots)}{V}$

$यदि \quad V_1 mL \quad C_1 \quad सांद्रता\quad + \quad V_2 mL\quad C_2 \quad सांद्रता\quad मिलाए जाएं$

$\quad\quad \pi = (\frac{C_1V_1 +C_2 V_2}{V_1 +V_2})RT$

विलयन के प्रकार :

(a) समोस्मोटिक विलयन - दो विलयन जिनकी O.P. समान हो.

$\quad \quad\pi_{1}=\pi_{2} \text { (समान ताप पर) }$

(b) अधि-समोस्मोटिक- यदि $\pi_{1}>\pi_{2} \Rightarrow$ $1^{st}$ विलयन $2^{\text {nd }}$ विलयन के सापेक्ष अधि-समोस्मोटिक है.

(c) अल्प-समोस्मोटिक - II ${ }^{\text {nd }}$ विलयन $1^{st}$ विलयन के सापेक्ष अल्प-समोस्मोटिक है.

असामान्य सामूहिक गुण : (सम्बद्धन या वियोजन की स्थिति में)

वान्ट हॉफ संशोधन गुणांक (i) :

$\quad \quad i=\frac{\text { सामूहिक गुण का प्रेक्षित / वास्तविक / असामान्य मान }}{\text { सामूहिक गुण का सैद्धान्तिक मान }}$

$\quad \quad =\frac{\text { प्रेक्षित कणों / सांद्रता की संख्या }}{\text { सैद्धान्तिक कणों की संख्या }}\quad =\frac{\text { प्रेक्षित मोलालिटी }}{\text { सैद्धान्तिक मोलालिटी }}$

$\quad \quad =\frac{ \text{सैद्धान्तिक मोलर द्रव्यमान (सूत्र द्रव्यमान)}}{\text{ प्रेक्षित मोलर द्रव्यमान (प्रकट मोलर द्रव्यमान)}}$

• $\mathrm{i}>1 \Rightarrow$ वियोजन.

$\quad \quad \mathrm{i}<1 \Rightarrow$ सहचारिता।

• $i =\frac{\pi_{exp.}}{\pi_{theor }}$

$\therefore \quad \pi =iCRT$

$ \quad \quad\pi =(i_{1} C_{1}+i_{2} C_{2}+i_{3} C_{3} \ldots . .){RT} $

i और $\alpha$ (विघटन की मात्रा) के बीच संबंध :

$ \mathrm{i}=1+(\mathrm{n}-1) \alpha \quad \text { जहाँ, } \mathrm{n}=\mathrm{x}+\mathrm{y} \text{ } $

सहचारिता की मात्रा $\beta$ और $i$ के बीच संबंध

$ i=1+\left(\frac{1}{n}-1\right) \beta $

वाष्प दाब का सापेक्ष अवनमन (RLVP):

वाष्प दाब: $\mathrm{P}_{\text {विलयन }}<\mathrm{P}$

वाष्प दाब में अवनमन $=P-P_{S}=\Delta P$

वाष्प दाब में सापेक्ष अवनमन $RLVP=\frac{\Delta P}{P}$

राउल्ट का नियम : (अवाष्पशील विलेयों के लिए)

प्रायोगिक रूप से वाष्प दाब में सापेक्ष अवनमन $=$ विलयन में अवाष्पशील विलेय का मोल अंश।

$ RLVP=\frac{P-P_{s}}{P}=X_{\text {विलेय }}=\frac{n}{n+N} $

$ \frac{P-P_{s}}{P}=\frac{n}{N} $

$ \frac{P-P_{s}}{P}=(\text { मोललता }) \times \frac{M}{1000} \quad \quad ( M = \text{विलायक का मोलर द्रव्यमान}) $

यदि विलेय सहचारित या विघटित हो जाता है

$ \begin{aligned} & \frac{P-P_{s}}{P}=\frac{i . n}{N} \\ & \frac{P-P_{s}}{P}=i \times(\text { मोललता }) \times \frac{M}{1000} \end{aligned} $

राउल्ट के नियम के अनुसार

(i) $p_{1}=p_{1}^{0} X_{1}$. जहाँ $X_{1}$ विलायक (द्रव) का मोल अंश है।

(ii) एक वैकल्पिक रूप $\rightarrow \frac{p_{1}^{0}-p_{1}}{p_{1}^{0}}=x_{2}$.

उबाल बिंदु में वृद्धि:

$ \Delta T_{b}=i \times K_{b}m$

$K_{b}=\frac{RT_{b}^{2}}{1000 \times L_{vap}} \text { या } \quad K_{b}=\frac{RT_{b}^{2}M}{1000 \times \Delta H_{vap}}$

$L_{vap}=(\frac{\Delta H_{vap}}{M}) $

हिमांक बिंदु में अवसादन

$\therefore \Delta T_{f}=i \times K_{f} . m$

$K_{f}$ = मोलल अवसादन स्थिरांक $=\frac{RT_f^{2}}{1000 \times L_{\text {fusion } }}$

$\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad=\frac{RT_f^{2}M}{1000 \times \Delta H_{\text {fusion } }}$

वाष्पशील द्रवों के द्विआधारी (आदर्श) मिश्रण के लिए राउल्ट का नियम:

$P_A = X_AP_A^{0} \quad \therefore P_B = X_B P_B^0$

$यदि\quad P_A^0 > P_B^0 \quad \therefore \quad A \quad B \quad से \quad अधिक \quad वाष्पशील \quad है$

$\quad \quad \quad \quad \quad \quad\quad \therefore \quad$ A का क्वथनांक $<$ B का क्वथनांक

$\quad \quad \quad \quad \quad \quad\quad\therefore \quad$ डाल्टन के नियम के अनुसार

$\quad \quad \quad\quad\quad \quad \quad P_T = P_A + P_B = X_AP_A^0 + X_BP_B^0$

$X_{A}{ }^{\prime}=$ द्रव / विलयन के ऊपर वाष्प में A की मोल प्रभाजी

$X_{B}{ }^{\prime}=$ B की मोल प्रभाजी

$ P_{A}=X_{A} P_{A}{ }^{0}=X_{A}{ }^{\prime} P_{T}$

$P_{B}=X_{B}{ }^{\prime} P_{T}=X_{B} P_{B}{ }^{0}$

आलेखीय निरूपण :

$A$, $B$ से अधिक वाष्पशील है $\left(P_{A}{ }^{0}>P_{B}{ }^{\circ}\right)$

आदर्श विलयन (मिश्रण) :

वे मिश्रण जो सभी तापमान पर राउल्ट के नियम का पालन करते हैं।

$\quad \quad A$ —— A $\quad \Rightarrow \quad A$ —— $B$,

$\quad \quad$ B ——– B

$\quad \quad \Delta H_{mix}=0 \quad: \quad \Delta V_{mix}=0$

$\quad \quad \Delta S_{mix}=+$ ve क्योंकि प्रक्रिया आगे बढ़ने के लिए : $\Delta G_{mix}=-ve$

उदा. $\quad $(1) बेंजीन + टॉलूईन.

$\quad \quad $ (2) हेक्सेन + हेप्टेन.

$\quad \quad$ (3) $C_2 H_5 Br + C_2 H_5 I$.

अनादर्श विलयन : जो राउल्ट के नियम का पालन नहीं करते।

(a) धनात्मक विचलन :-

(i) $P_{T,exp} > (X_AP_A^0 + X_BP_B^0)$

(ii) $\mathrm{A}–\mathrm{A}>\mathrm{A}–\mathrm{B}$

$B–B>A–B$

$\quad\downarrow$

आकर्षण का बल

(iii) $\Delta \mathrm{H}_{\text {mix }}=+\mathrm{ve}$ ऊर्जा अवशोषित होती है

(iv) $\Delta V_{mix}=+ve(1L+1L>2L)$

(v) $\Delta \mathrm{S}_{\text {mix }}=+\mathrm{ve}$

(vi) $\Delta \mathrm{G}_{\text {mix }}=-\mathrm{ve}$

उदा. $H_{2}O + CH_{3}OH$.

$H_{2}O + C_{2} H_{5} OH$

$C_{2} H_{5} OH + हेक्सेन$

$C_{2} H_{5} OH + साइक्लोहेक्सेन$

$CHCI_3 + CCl_4 \rightarrow \text{द्विध्रुव-द्विध्रुव अन्योन्यक्रिया कमजोर हो जाती है।}$

$P^{0}_A > P{^0}_B$

(b) ऋणात्मक विचलन

(i) $P_{T},exp < X_A P_A^{0} + X_B P_B^{0}$

(ii) $\mathrm{A} – \mathrm{A}<\mathrm{A} – \mathrm{B}$

$B – B < A – B$

आकर्षण बल की तीव्रता।

(iii) $\Delta \mathrm{H}_{\text {mix }}=-\mathrm{ve}$

(iv) $\Delta \mathrm{V}_{\text {mix }}=-\mathrm{ve} \quad $ $(1L + 1L < 2L)$

(v) $\Delta \mathrm{S}_{\text {mix }}=+\mathrm{ve}$

(vi) $\Delta \mathrm{G}_{\text {mix }}=-\mathrm{ve}$

उदा. $H_2O + HCOOH$

$H_2O + CH_3COOH$

$H_2O + HNO_3$

$CHCI_3 + CH_3OCH_3$

$P^{0}_A > P{^0}_B$

अपरमिश्रित द्रव :

(i) $P_{\text {total }}=P_{A}+P_{B}$

(ii) $P_{A}=P_{A}^{0} X_{A}=P_{A}^{0} \quad\left[\right.$ क्योंकि, $\left.X_{A}=1\right]$।

(iii) $P_{B}=P_{B}{ }^{0} X_{B}=P_{B}^{0} \quad\left[\right.$ क्योंकि, $\left.X_{B}=1\right]$।

(iv) $P_{\text {total }}=P_{A}^{0}+P_{B}^{0}$

(v) $\frac{P_{A}^{0}}{P_{B}^{0}}=\frac{n_{A}}{n_{B}}$

(vi) $\frac{P_{A}^{0}}{P_{B}^{0}}=\frac{W_{A} M_{B}}{M_{A} W_{B}}$

$P_{A}{ }^{0}=\frac{n_{A} R T}{V} ; \quad P_{B}{ }^{0}=\frac{n_{B} R T}{V}$

विलयन का क्वथनांक दोनों द्रवों के व्यक्तिगत क्वथनांकों से कम होता है।

हेनरी का नियम

यह नियम द्रव में गैस के विलयन से संबंधित है, अर्थात् किसी भी विलायक में घुली हुई किसी भी गैस का द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन द्रव के साथ साम्यावस्था में गैस के दाब के समानुपाती होता है।

$m \propto p$

$\mathrm{m}=\mathrm{kp}$

$\mathrm{m} \rightarrow \frac{\text { गैस का भार }}{\text { द्रव का आयतन }}$

ऐज़ियोट्रोप

ऐज़ियोट्रोप द्विक मिश्रण होते हैं जिनमें द्रव और वाष्प चरण में एक ही संरचना होती है और ये नियत ताप पर उबलते हैं। ऐसी स्थितियों में भिन्नात्मक आसवन द्वारा घटकों को पृथक करना संभव नहीं होता।

ऐज़ियोट्रोप के प्रकार:-

ऐज़ियोट्रोप दो प्रकार के होते हैं

(i) न्यूनतम क्वथनांक ऐज़ियोट्रोप :- ऐज़ियोट्रोपिक मिश्रण जिसका क्वथनांक उसके घटकों से कम होता है, उसे न्यूनतम क्वथनांक ऐज़ियोट्रोप कहा जाता है।

(ii) अधिकतम क्वथनांक ऐज़ियोट्रोप :- ऐज़ियोट्रोपिक मिश्रण जिनका क्वथनांक उनके घटकों से अधिक होता है, उन्हें अधिकतम क्वथनांक ऐज़ियोट्रोप कहा जाता है। उदाहरण :- जल और आइसोब्यूटेनॉल का पृथक्करण, एथेनॉल का निर्जलीकरण आदि।

(iii) विषमांगी ऐज़ियोट्रोप :- जब ऐज़ियोट्रोप मिश्रण के घटकों में मौजूद होते हैं और पूरी तरह से मिश्रणीय नहीं होते, तो उन्हें विषमांगी ऐज़ियोट्रोप कहा जाता है।

(iv) समांगी ऐज़ियोट्रोप :- समांगी ऐज़ियोट्रोप वे होते हैं जिनमें मिश्रण के घटक पूरी तरह से मिश्रणीय होते हैं।