எலிங்கம் வரைபடங்கள்
ஓர் எலிங்கம் வரைபடம் (Ellingham Diagram) என்பது வெப்பநிலை சார்ந்து சேர்மங்களின் நிலைப்புத்தன்மையைக் காட்டும் ஒரு வரைபடம் ஆகும். இந்த பகுப்பாய்வானது, வழக்கமாக உலோக ஆக்சைடு மற்றும் சல்பைடுகளின் ஒடுக்க வினைகள் நிகழ்வதற்கான சாத்தியத்தின் தன்மையை மதிப்பிட பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த வரைபடங்கள் முதன்முதலில் 1944 ஆம் ஆண்டில் பிரித்தானிய வேதியியலாளர் எரால்ட் எலிங்கமால் உருவாக்கப்பட்டன. [1]உலோகவியலில், எலிங்கம் வரைபடமானது ஒரு உலோகம், அல்லது அதன் ஆக்ஸைடு மற்றும் ஆக்ஸிஜன் ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான சமநிலை வெப்பநிலையை அனுமானிக்க பயன்படுகிறது. மேலும், இதே வரைபடங்கள், கூடுதலாக, உலோகங்களின் நைட்ரசன் மற்றும் கந்தகம் போன்ற அலோகங்களுடனான வினைக்கான வாய்ப்பினை யூகிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த வரைபடங்கள், ஒரு தாது எவ்வாறான நிலைகளில் உலோகமாக ஒடுக்கப்படும்? என்பதைக் கணிக்கும் வகையிலும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். இந்த பகுப்பாய்வானது வெப்ப இயக்கவியல் அடிப்பையிலானதாகவும் வினைவேகவியலின் தத்துவங்களை புறந்தள்ளியதாகவும் அமைகின்றன. ஆக, எலிங்கம் வரைபடத்தின் கணிப்பின்படியாக விரைவாக/எளிதாக நிகழ வாய்ப்புள்ள வினைகள் என கணிக்கப்பட்டவை அதற்கு மாறாக மெதுவான வினைகளாகவும் இருக்கக்கூடும்.
எலிங்கம் வரைபடங்களும் வெப்ப இயக்கவியலும்
தொகு
எலிங்கம் வரைபடங்கள் கிப்சின் கட்டிலா ஆற்றலின் குறியினைச் சார்ந்து வினை நிகழ்வதற்கான வெப்ப இயக்கவியல் சாத்தியக்கூறைக் கணிக்கும் கொள்கையினை அடிப்படையாகக் கொண்ட வரைபடங்கள் ஆகும். மேற்கூறிய வெப்ப இயக்கவியல் கோட்பாட்டின்படி கிப்சின் கட்டிலா ஆற்றலில் எற்படும் மாற்றமானது ΔH − TΔS என்பதற்குச் சமமாகும், இங்கே, ΔH என்பது என்தால்பி அல்லது வெப்ப அடக்கத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் மற்றும் ΔS என்ட்ரோபி அல்லது சிதறத்தில் ஏற்படும் மாற்த்தைக் குறிக்கும். ஒரு சமநிலைச் செயல்முறைக்கு ΔG˚ மதிப்பானது சமநிலை மாறிலியின் மதிப்பைப் பயன்படுத்தி பின்வரும் சமன்பாட்டின் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது.
ΔG˚ = −RT ln K ( K சமநிலை மாறிலி).
பல்வேறு வெப்பநிலைகளில் உலோக ஆக்சைடுகளின் ஒடுக்க வினைக்கு ΔG˚ மதிப்புகளை மேற்கண்டுள்ள சமன்பாட்டினைப் பயன்படுத்தி, அவ்வினைகளை சமநிலைச் செய்முறைகளாகக் கருதி எரால்ட் எலிங்கம் கண்டுபிடித்தார்.
வெப்பநிலையை x அச்சிலும், உலோக ஆக்சைடுகள் உருவாகும் வினைக்கான திட்ட கட்டிலா ஆற்றல் மதிப்புகளை y அச்சிலும் எடுத்துக் கொண்டு ஒரு வரைபடத்தை வரைந்தார். உருவாகும் வரைபடமானது ΔS மதிப்பை சாய்வாகவும், ΔH மதிப்பை y வெட்டுத்துண்டாகவும் கொண்ட நேர்கோடாகும்.
எலிங்கம் வரைபடமானது, ஒவ்வொரு ஆச்சிசனேற்ற வினைக்குமான கிப்சின் கட்டிலா ஆற்றலை வெப்பநிலையின் சார்பாக குறிக்கிறது. வெவ்வெறு வினைகளை ஒப்பிடும் நோக்கத்திற்காக, ΔG -இன் அனைத்து மதிப்புகளும் ஒரே அளவான ஆக்சிசனைக் கறிப்பிடுவதாக அமைந்துள்ளது. அதாவது ஒரு மோல் O (1⁄2 மோல் O
2) என்பதாக சில ஆய்வாளர்களாலும்[2] மற்றும் ஒரு மோல் O
2 என வேறு சிலராலும் குறிப்பிடப்படுகிறது. [3]
எலிங்கம் வரைபடத்தின் பயன்கள்
தொகுஎலிங்கம் வரைபடங்களின் முக்கிய பயன்பாடானது உலோகங்களைப் பிரித்தெடுக்கும் துறைக்கானதாக உள்ளது. இத்தகு பிரித்தெடுக்கும் செயல்முறையில், உலோகங்களின் சுத்திகரிப்பு மற்றும் எஃகு உற்பத்திக்கான தர அமைப்பில் பல்வேறு தாதுக்களுக்கு சிறந்த ஒடுக்கியைத் தேர்ந்தெடுக்க இது உதவுகிறது. இவ்வரைபடமானது, உலோகங்களின் சுத்திகரிப்புக்கு வழிகாட்டுவதாக, குறிப்பாக குறைவான அளவில் காணப்படும் தனிமக்கூறுகளை அகற்றுவதற்கு உதவுகிறது. இரும்பு தயாரிப்பதற்கான நேரடி ஒடுக்கச் செயல்முறை எலிங்கம் வரைபடங்களின் வழிகாட்டுதலில் உறுதியானதாக அமைந்துள்ளது. இதன் மூலம் ஐதரசன் மட்டுமே இரும்பு ஆக்சைடுகளை இரும்பாக ஒடுக்க முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது.
மேற்கோள்கள்
தொகு- ↑ Ellingham, H. J. T. (1944), "Reducibilty of oxides and sulphides in metallurgical processes", J. Soc. Chem. Ind. (London), 63 (5): 125, எண்ணிம ஆவணச் சுட்டி:10.1002/jctb.5000630501.
- ↑ Atkins, Peter; de Paula, Julio (2006), Physical Chemistry: Thermodynamics And Kinetics (8th ed.), W.H. Freeman, p. 215, பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0716785676. This reference plots the diagram upside-down, with ΔG° decreasing upwards.
- ↑ Ellingham diagram tutorial and interactive diagram (University of Cambridge)