Enthalpy of mixing
ऊष्मागतिकी में, मिश्रण की एन्थैल्पी (मिश्रण की ऊष्मा और अतिरिक्त एन्थैल्पी भी) वह एन्थैल्पी है जो मिश्रण करने पर किसी पदार्थ से मुक्त या अवशोषित होती है। जब किसी पदार्थ या यौगिक को किसी अन्य पदार्थ या यौगिक के साथ जोड़ा जाता है, तो मिश्रण की एन्थैल्पी दो पदार्थों या यौगिकों के बीच नई अंतःक्रियाओं का परिणाम होती है। यह एन्थैल्पी, यदि ऊष्माक्षेपी रूप से छोड़ी जाती है, तो एक चरम मामले में विस्फोट का कारण बन सकती है। मिश्रण की एन्थैल्पी को अक्सर उन मिश्रणों की गणना में नजरअंदाज किया जा सकता है जहां अन्य ऊष्मा शब्द मौजूद हैं, या उन मामलों में जहां मिश्रण आदर्श है। संकेत परंपरा प्रतिक्रिया की एन्थैल्पी के लिए समान हैः जब मिश्रण की एन्थैल्पी सकारात्मक होती है, तो मिश्रण एंडोथर्मिक होता है, जबकि मिश्रण की नकारात्मक एन्थैल्पी एक्सोथर्मिक मिश्रण को दर्शाती है। आदर्श मिश्रणों में, मिश्रण की एन्थैल्पी शून्य होती है। गैर-आदर्श मिश्रणों में, प्रत्येक घटक की ऊष्मागतिकीय गतिविधि गतिविधि गुणांक के साथ गुणा करके इसकी सांद्रता से अलग होती है। मिश्रण की ऊष्मा की गणना के लिए एक अनुमान बहुलक समाधान के लिए फ्लोरी-हगिन्स समाधान सिद्धांत है। एक तरल के लिए, मिश्रण की एन्थैल्पी को निम्नानुसार परिभाषित किया जा सकता है जहाँः H (मिश्रण) मिश्रण के बाद प्रणाली की कुल एन्थैल्पी है xi मिश्रण की एन्थैल्पी है xi प्रणाली में घटक i का मोल अंश है HI शुद्ध i की एन्थैल्पी है मिश्रण की एन्थैल्पी को मिश्रण की गिब्स मुक्त ऊर्जा का उपयोग करके भी परिभाषित किया जा सकता है हालाँकि, मिश्रण की गिब्स मुक्त ऊर्जा और मिश्रण की एन्ट्रापी को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करना अधिक कठिन होता है। इस प्रकार, मिश्रण की एन्थैल्पी को विपरीत के बजाय मिश्रण की एन्ट्रापी की गणना करने के लिए प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाता है। मिश्रण की एन्थैल्पी को विशेष रूप से निरंतरता व्यवस्था के लिए परिभाषित किया गया है, जिसमें आणविक-पैमाने के प्रभाव शामिल नहीं हैं (हालांकि, कुछ धातु-मिश्र धातु प्रणालियों जैसे अल-को-क्र या β-टीआई के लिए प्रथम-सिद्धांत गणना की गई है)। जब दो पदार्थों को मिलाया जाता है तो परिणामी एन्थैल्पी शुद्ध घटक एन्थैल्पियों का जोड़ नहीं होता है, जब तक कि पदार्थ एक आदर्श मिश्रण नहीं बनाते हैं। अणुओं के प्रत्येक समूह के बीच बातचीत एन्थैल्पी में अंतिम परिवर्तन निर्धारित करती है। उदाहरण के लिए, जब यौगिक "x" की यौगिक "y" के साथ एक मजबूत आकर्षक अंतःक्रिया होती है तो परिणामी एन्थैल्पी ऊष्माक्षेपी होती है। अल्कोहल और हाइड्रोकार्बन के साथ इसकी अंतःक्रियाओं के मामले में, अल्कोहल अणु अन्य अल्कोहल अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंधन में भाग लेता है, और ये हाइड्रोजन बंधन अंतःक्रियाएं अल्कोहल-हाइड्रोकार्बन अंतःक्रियाओं की तुलना में बहुत मजबूत होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप मिश्रण की एंडोथर्मिक गर्मी होती है। मिश्रण की एन्थैल्पी की गणना अक्सर कैलोरीमेट्री विधियों का उपयोग करके प्रयोगात्मक रूप से की जाती है। एक बम कैलोरीमीटर को एक पृथक प्रणाली के रूप में बनाया जाता है। एक अछूता फ्रेम और एक प्रतिक्रिया कक्ष के साथ, एक बम कैलोरीमीटर का उपयोग प्रतिक्रिया की गर्मी को स्थानांतरित करने या आसपास के पानी में मिश्रण करने के लिए किया जाता है जिसे फिर तापमान के लिए गणना की जाती है। एक विशिष्ट समाधान प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित कुल-मिश्रण एन्थैल्पी और सारणीबद्ध शुद्ध प्रजाति एन्थैल्पी के संयोजन में समीकरण (उपरोक्त परिभाषा से प्राप्त) का उपयोग करेगा, अंतर मिश्रण की एन्थैल्पी के बराबर है। अधिक जटिल मॉडल, जैसे कि फ्लोरी-हगिन्स और UNIFAC मॉडल, मिश्रण की एन्थैल्पियों की भविष्यवाणी की अनुमति देते हैं। फ्लोरी-हगिन्स पॉलीमेरिक मिश्रणों के लिए मिश्रण की एन्थैल्पियों की गणना करने में उपयोगी है और एक प्रणाली को बहुलता के दृष्टिकोण से मानता है। मिश्रण की कार्बनिक एन्थैल्पियों की गणना UNIFAC को समीकरणों का उपयोग करके संशोधित करके की जा सकती है जहाँः = i का तरल मोल अंश = i की आंशिक मोलर अतिरिक्त एन्थैल्पी = i में प्रकार k के समूहों की संख्या = समूह k की अतिरिक्त एन्थैल्पी = शुद्ध i में समूह k की अतिरिक्त एन्थैल्पी = समूह k का क्षेत्र पैरामीटर = समूह m का क्षेत्र अंश = मिश्रण में समूह m का मोल अंश = तापमान पर निर्भर समन्वय संख्या यह देखा जा सकता है कि मिश्रण की एन्थैल्पी की भविष्यवाणी अविश्वसनीय रूप से जटिल है और इसे जानने के लिए सिस्टम चर की अधिकता की आवश्यकता होती है। यह बताता है कि मिश्रण की एन्थैल्पी आमतौर पर प्रयोगात्मक रूप से क्यों निर्धारित की जाती है। मिश्रण की गिब्स मुक्त ऊर्जा से संबंध मिश्रण की अतिरिक्त गिब्स मुक्त ऊर्जा गिब्स-हेल्महोल्ट्ज समीकरण के यूसीई द्वारा मिश्रण की एन्थैल्पी से संबंधित हो सकती हैः या समतुल्य इन समीकरणों में, मिश्रण की अतिरिक्त और कुल एन्थैल्पी बराबर होती हैं क्योंकि मिश्रण की आदर्श एन्थैल्पी शून्य होती है। हालाँकि यह संबंधित गिब्स मुक्त ऊर्जाओं के लिए सच नहीं है। आदर्श और नियमित मिश्रण एक आदर्श मिश्रण वह होता है जिसमें दो शुद्ध पदार्थों का अंकगणितीय माध्य (तिल अंश के संबंध में) अंतिम मिश्रण के समान होता है। अन्य महत्वपूर्ण ऊष्मागतिकीय सरलीकरणों में, इसका मतलब है कि मिश्रण की एन्थैल्पी शून्य हैः आदर्श गैस नियम का पालन करने वाली किसी भी गैस को आदर्श रूप से मिश्रण माना जा सकता है, जैसा कि हाइड्रोकार्बन और तरल पदार्थ समान आणविक अंतःक्रियाओं और गुणों के साथ हो सकते हैं। एक नियमित घोल या मिश्रण में मिश्रण की एक आदर्श एन्ट्रापी के साथ मिश्रण की एक गैर-शून्य एन्थैल्पी होती है। इस धारणा के तहत, के साथ रैखिक रूप से मापा जाता है, और अतिरिक्त आंतरिक ऊर्जा के बराबर होता है। त्रिभुज मिश्रण बनाने के लिए द्विआधारी मिश्रणों का मिश्रण त्रिभुज मिश्रण के लिए मिश्रण की एन्थैल्पी को संबंधित द्विआधारी मिश्रणों के मिश्रण की एन्थैल्पी के संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता हैः जहांः त्रिभुज मिश्रण में प्रजाति i का मोल अंश प्रजाति i और j से युक्त द्विआधारी मिश्रण के मिश्रण की मोलर एन्थैल्पी है। फिर त्रयी मिश्रण () में प्रजातियों i से j के एकाग्रता अनुपात के बराबर द्विआधारी एकाग्रता अनुपात के लिए मूल्यांकन किया जाता है। अंतरआण्विक बल अंतरआण्विक बल मिश्रण की एन्थैल्पी में परिवर्तन के मुख्य घटक हैं। मिश्रित अणुओं के बीच मजबूत आकर्षक बल, जैसे कि हाइड्रोजन-बंधन, प्रेरित-द्विध्रुव और द्विध्रुव-द्विध्रुव अंतःक्रियाओं के परिणामस्वरूप मिश्रण की कम एन्थैल्पी होती है और गर्मी निकलती है। यदि केवल समान अणुओं के बीच मजबूत अंतःक्रिया मौजूद है, जैसे कि जल-हेक्सेन विलयन में पानी के बीच एच-बॉन्ड, तो मिश्रण में कुल एन्थैल्पी अधिक होगी और गर्मी को अवशोषित करेगी। यह भी देखें कि स्पष्ट मोलर गुण एन्थैल्पी एन्थैल्पी विलयन का परिवर्तन अतिरिक्त मोलर मात्रा मिश्रण की एन्ट्रापी कैलोरीमेट्री मिडेमा के मॉडल संदर्भ बाहरी लिंक कर सकते हैं। जे. केम। एंग. डुरान कालियागुइन एन्थैल्पी