ઉત્કલનબિંદુ (boiling point)

January, 2004

ઉત્કલનબિંદુ (boiling point) : જે તાપમાને પ્રવાહી ઊકળે તે તાપમાન. ઉત્કલનબિંદુ તાપમાને પ્રવાહીનું બાષ્પદબાણ સ્થાનિક વાતાવરણના દબાણ જેટલું હોય છે. આ કારણે પ્રવાહીનું ચોક્કસ ઉત્કલનબિંદુ વાતાવરણની સ્થિતિ (દા.ત., આર્દ્રતા), સ્થળની ઊંચાઈ વગેરે ઉપર આધાર રાખે છે. કોઈ પણ શુદ્ધ પ્રવાહીનું ઉત્કલનબિંદુ ચોક્કસ વાતાવરણના દબાણે નિયત હોય છે. દબાણના ફેરફારની ઉત્કલનબિંદુ ઉપર થતી અસર ક્લેપિરોન સમીકરણ,

વડે દર્શાવી શકાય છે. ΔVv અને ΔHv અનુક્રમે ઉત્કલન સમયે પ્રવાહીના કદમાં થતો ફેરફાર અને શોષાયેલ ઉષ્મા દર્શાવે છે. P = પ્રવાહી ઉપર વાતાવરણનું દબાણ છે, dTb ઉ.બિં.માં થતો ફેરફાર અને Tb = નિરપેક્ષ તાપમાન છે. બધાં જ મૂલ્યો ધન હોવાને લીધે, દબાણના વધારા સાથે પ્રવાહીના ઉત્કલનબિંદુમાં વધારો થાય છે, જ્યારે દબાણના ઘટાડા સાથે ઉત્કલનબિંદુમાં ઘટાડો થાય છે. શુદ્ધ પાણી માટે 100o સે અને 1 વાતા. દબાણે

છે.

શુદ્ધ પાણીનું ઉ.બિં. 1 વાતાવરણના દબાણે એટલે કે દરિયાની સપાટીએ, 100o સે. છે. ઊંચી સપાટીએ અને પર્વત ઉપર વાતાવરણનું દબાણ ઓછું હોવાને કારણે પાણીના ઉત્કલનબિંદુમાં ઘટાડો થાય છે. દર 305 મીટર ઊંચાઈએ પાણીના ઉત્કલનબિંદુમાં 1o સે.નો ઘટાડો થાય છે. આથી પર્વત ઉપર ખોરાક કાચો રહે છે અને ચાના સ્વાદમાં પણ ફેરફાર માલૂમ પડે છે. પ્રેશર કૂકરનો ઉપયોગ પર્વત ઉપર કરવો જરૂરી છે. સામાન્ય વપરાશમાં પ્રેશર કૂકર વાપરવાથી ઊંચા દબાણને કારણે પાણીનું ઉત્કલનબિંદુ 100o સે. ઉપર જતાં ખાદ્ય પદાર્થો વહેલા રંધાઈ જાય છે. આમ છતાં ઉત્કલનબિંદુમાં વધારો અમર્યાદિત રીતે શક્ય નથી. કોઈ પણ શુદ્ધ પ્રવાહીનું ઉત્કલનબિંદુ તેનો વિશિષ્ટ ભૌતિક ગુણધર્મ છે. હીલિયમનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી નીચું (4.2o K) છે, જ્યારે ટંગસ્ટન કાર્બાઇડનું ઉત્કલનબિંદુ સૌથી ઊંચું (6300o K) ગણાય છે. પ્રવાહીના અણુઓ વચ્ચેનું આંતર-અણુબળ જેમ વધુ તેમ તે પ્રવાહીનું ઉત્કલનબિંદુ ઊંચું હોય છે, આ બળ જેમ ઓછું તેમ ઉત્કલનબિંદુ નીચું હોય છે.

પ્રવાહીમાં રહેલી અબાષ્પીય દ્રાવ્ય અશુદ્ધિ પણ ઉત્કલનબિંદુમાં વધારો કરે છે. આ વર્તણૂકનો ઉપયોગ કરીને દ્રાવ્ય પદાર્થનો અણુભાર મેળવવાની પદ્ધતિ વિકસાવવામાં આવી છે. પ્રવાહી મિશ્રણોની ઉત્કલન અંગેની વર્તણૂક સંકુલ (complex) હોય છે. ઇથેનૉલ (95.57 % વજનથી) અને પાણીનું મિશ્રણ 78.15o સે. ઉત્કલનબિંદુ ધરાવે છે. આવું મિશ્રણ સ્થિર ઉત્કલનમિશ્રણ (constant boiling mixture) કહેવાય છે.

જગન્નાથ ગિરધરલાલ સુથાર

પ્રવીણસાગર સત્યપંથી