Question

റൗൾട്ടിന്റെ നിയമത്തിൽ (Ragult's law) നിന്നുള്ള നെഗറ്റീവ് വ്യതിയാനത്തിന് ഉദാഹരണം ഏതാണ്?

• A. ഫിനോൾ + അനിലീൻ
• B. എത്തനോൾ + ക്ലോറോഫാം
• C. ബെൻസിൻ + മെഥനോൾ
• D. എത്തനോൾ + വെള്ളം

Answer 1

Answer:

A. ഫിനോൾ + അനിലീൻ

റൗൾട്ടിന്റെ നിയമത്തിൽ നിന്നുള്ള വ്യതിയാനങ്ങൾ: നെഗറ്റീവ് വ്യതിയാനം

റൗൾട്ടിന്റെ നിയമം (Raoult's Law)

• ഒരു ലായനിയിലെ ഓരോ ഘടകത്തിന്റെയും (component) ബാഷ്പമർദ്ദം (vapor pressure) ആ ഘടകത്തിന്റെ ശുദ്ധമായ അവസ്ഥയിലുള്ള ബാഷ്പമർദ്ദത്തെയും (pure component vapor pressure) അതിന്റെ മോൾ ഭിന്നസംഖ്യയെയും (mole fraction) ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു എന്ന് ഈ നിയമം പറയുന്നു.

• ലായനിയിലെ കണികകൾ തമ്മിലുള്ള ആകർഷണബലം (intermolecular forces of attraction) ശുദ്ധമായ അവസ്ഥയിലെ കണികകൾ തമ്മിലുള്ള ആകർഷണബലത്തിന് സമാനമാകുമ്പോഴാണ് റൗൾട്ടിന്റെ നിയമം കൃത്യമായി പാലിക്കപ്പെടുന്നത്. ഇത്തരം ലായനികളെ ഐഡിയൽ ലായനികൾ (Ideal Solutions) എന്ന് പറയുന്നു.

നെഗറ്റീവ് വ്യതിയാനം (Negative Deviation)

• ലായനിയുടെ മൊത്തം ബാഷ്പമർദ്ദം (total vapor pressure) റൗൾട്ടിന്റെ നിയമം പ്രവചിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കുറവാണെങ്കിൽ, അത് നെഗറ്റീവ് വ്യതിയാനം കാണിക്കുന്നു.

• ഇവിടെ, ലായകത്തിന്റെയും (solvent) ലയിക്കുന്ന പദാർത്ഥത്തിന്റെയും (solute) കണികകൾ (A-A, B-B) തമ്മിലുള്ള ആകർഷണബലങ്ങളേക്കാൾ കൂടുതൽ ശക്തമായിരിക്കും ലായനിയിലെ വ്യത്യസ്ത കണികകൾ (A-B) തമ്മിലുള്ള ആകർഷണബലം.

• പുതിയതായി രൂപപ്പെടുന്ന ശക്തമായ ആകർഷണബലങ്ങൾ കാരണം, കണികകൾക്ക് ലായനിയിൽ നിന്ന് വാതകാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറാൻ (evaporate) പ്രയാസമാവുകയും, ഇത് ബാഷ്പമർദ്ദം കുറയാൻ കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു.

നെഗറ്റീവ് വ്യതിയാനത്തിന്റെ സവിശേഷതകൾ:

• ബാഷ്പമർദ്ദം: പ്രവചിക്കപ്പെട്ടതിനേക്കാൾ കുറവ് (P_total < P⁰_AX_A + P⁰_BX_B).

• എന്താൽപി മാറ്റം (ΔH_mix): ലായനി രൂപീകരണ സമയത്ത് താപം പുറത്തുവിടുന്നു (താപമോചകം - exothermic process), അതുകൊണ്ട് ΔH_mix < 0 (നെഗറ്റീവ്).

• വോളിയം മാറ്റം (ΔV_mix): ലായനിയുടെ മൊത്തം വ്യാപ്തം (volume) അതിന്റെ ഘടകങ്ങളുടെ വ്യാപ്തങ്ങളുടെ തുകയേക്കാൾ കുറവായിരിക്കും (വ്യാപ്തം ചുരുങ്ങുന്നു), അതുകൊണ്ട് ΔV_mix < 0 (നെഗറ്റീവ്).

• ഇത്തരം ലായനികൾക്ക് മാക്സിമം ബോയിലിംഗ് അസിയോട്രോപ്പുകൾ (Maximum Boiling Azeotropes) ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയും. (അസിയോട്രോപ്പുകൾ എന്നാൽ സ്ഥിരമായ തിളനിലയും ഘടനയുമുള്ള മിശ്രിതങ്ങളാണ്).

ഫിനോൾ + അനിലീൻ (Phenol + Aniline) - ഉദാഹരണം

• ഫിനോളും അനിലീനും തമ്മിൽ കലരുമ്പോൾ, ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗ് (Hydrogen Bonding) എന്ന ശക്തമായ ആകർഷണബലം രൂപപ്പെടുന്നു.

• ഫിനോളിലെ ഹൈഡ്രജനും (H) അനിലീനിലെ നൈട്രജനും (N) തമ്മിൽ ശക്തമായ ഹൈഡ്രജൻ ബന്ധനം ഉണ്ടാകുന്നു.

• ഈ പുതിയ, ശക്തമായ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ കാരണം, ഫിനോൾ അല്ലെങ്കിൽ അനിലീൻ തന്മാത്രകൾക്ക് ലായനിയിൽ നിന്ന് ബാഷ്പമായി പുറത്തുവരാനുള്ള പ്രവണത കുറയുന്നു.

• ഇത് ലായനിയുടെ മൊത്തം ബാഷ്പമർദ്ദം റൗൾട്ടിന്റെ നിയമം പ്രവചിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കുറയാൻ കാരണമാകുന്നു, അതിനാൽ ഇത് നെഗറ്റീവ് വ്യതിയാനം കാണിക്കുന്നു.

മറ്റ് പ്രധാന ഉദാഹരണങ്ങൾ (മത്സര പരീക്ഷകൾക്ക്):

• നൈട്രിക് ആസിഡ് + വെള്ളം (Nitric acid + Water)

• ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് ആസിഡ് + വെള്ളം (HCl + Water)

• അസെറ്റോൺ + ക്ലോറോഫോം (Acetone + Chloroform)

• അസെറ്റോൺ + അനിലീൻ (Acetone + Aniline)