තාප රසායනය

ෆෙරික් ඔක්සයිඩ් වල තමයිට් ප්‍රතික්‍රියාව

තාප රසායනය යනු රසායනික ක්‍රියාවලි හා භෞතික පරිවර්තනයන් (භෞතික වෙනස්කම්) වල ශක්තිය පිළිබදව හා තාපය පිළිබදව අධ්‍යයනය කිරීමයි. භෞතික පරිවර්තනයන් යනු පදාර්ථයේ ස්වභාවය (ඝන, ද්‍රව, වායු) එක් අවධියක සිට තවත් අවධියකට වෙනස් වීමයි.

උදාහරණයක් ලෙස, පදාර්ථයක් ඝන අවස්ථාවේ සිට ද්‍රව අවස්ථාවට පත් වීම

මූලික අර්ථදැක්වීම්

• පද්ධතිය - විශ්වයෙන් අපගේ සැලකිල්ලට භාජනය වන, අධ්‍යයනය සදහා තෝරාගත් කොටස පද්ධතිය වශයෙන් හැඳින්වේ.
• පරිසරය - පද්ධතිය හැරුනු විස, විශ්වයේ අන් සියළුම දෑ පරිසරයට අයත් වේ.
• මායිම - පද්ධතිය හා පරිසරය වෙන් කරන පෘෂ්ඨය මායිම ලෙස හැඳින්වේ.

පද්ධතිය

පද්ධති වර්ග 3 කි.

1. විවෘත පද්ධති

• කිසියම් පද්ධතියක මායිම හරහා පදාර්ථය, ශක්තිය හා කාර්යය යන තුනම හුවමාරු විය හැකි නම්, එවැනි පද්ධතියක් විවෘත පද්ධතියක් නම් වේ.

1. සංවෘත පද්ධති

• කිසියම් පද්ධතියක මායිම හරහා පදාර්ථය හුවමාරු නොවන අතර, ශක්තිය හා කාර්යය පමණක් හුවමාරු විය හැකි නම් එවැනි පද්ධතියක් සංවෘත පද්ධතියක් නම් වේ.

1. ඒකලිත පද්ධති

• කිසියම් පද්ධතියක මායිම හරහා පදාර්ථය, ශක්තිය හා කාර්යය යන තුනම හුවමාරු විය නොහැකි නම්, එවැනි පද්ධතියක් ඒකලිත පද්ධතියක් නම් වේ.

පද්ධතියක අවස්ථාව

පද්ධතියක,

1. උෂ්ණත්වය
2. පීඩනය
3. සංයුතිය, ආදිය පිළිබඳ විස්තරය පද්ධතියක අවස්ථාව ලෙස හැඳින්වේ.

උදාහරණය: 298 K උෂ්ණත්වයේ දී 1.00 atm පීඩනයක් යටතේ පවතින 1.0 moldm^-3 NaCl ද්‍රාවණයක්

විත්ති ගුණ හා ඝටනා ගුණ

විත්ති ගුණ	ද්‍රව්‍යයේ ප්‍රමාණය මත රදා පවතින ගුණ විත්ති ගුණ ලෙස හැඳින්වේ.	උදා :- ස්කන්ධය, පරිමාව, තාප ධාරිතාව, එන්තැල්පිය
ඝටනා ගුණ	ද්‍රව්‍යයේ ප්‍රමාණය මත රදා නොපවතින ගුණ ඝටනා ගුණ ලෙස හැඳින්වේ.	උදා :- ඝනත්වය, සාන්ද්‍රණය, උෂ්ණත්වය, පීඩනය, විශිෂ්ට තාප ධාරිතාව, මවුලික තාප ධාරිතාව, මවුලික පරිමාව, මවුලික ස්කන්ධය, වර්තන අංකය

යම්කිසි ද්‍රව්‍යයක් පවතින තත්ත්වය වෙනස් නොකොට, එය දෙකඩ කොට ඉන් එක් කොටසක් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන්න. දැන් සලකා බලන යම් කිසි ගුණයක අගය මෙම කැබැල්ලේ මෙන්ම මුල් ද්‍රව්‍යයේ ද සමානවේ නම් එය ඝටනා ගුණයකි. අසමානවේ නම් විත්ති ගුණයකි.

අවස්ථා ශ්‍රිත

යම්කිසි අවස්ථාවක පවතින පද්ධතියක ඇති යම්කිසි ගුණයක් පිළිබඳව සැලකූ විට (උදා :- උෂ්ණත්වය, පරිමාව, ඝනත්වය, ස්කන්ධය...) කිසියම් ක්‍රියාවලියක් මගින් පද්ධතියේ පවතින මෙම ගුණය වෙනස් කරන විට පද්ධතියේ අවස්ථාව ද වෙනස් වේ. මෙවිට, පද්ධතිය තුළ මෙම ගුණයෙහි සිදුවන වෙනස් වීම පද්ධතියේ අවසාන අවස්ථාව හා ආරම්භක අවස්ථාව මත පමණක් රදා පවතියි නම් එම ගුණය අවස්ථා ශ්‍රිතයක් ලෙස හැඳින්වේ. එනම් එම ගුණයයහි සිදුවන වෙනස්වීම විපර්යාසය සිදුකරන ලද්දේ කෙසේද යන්න මත හෙවත් විපර්යාසය සිදුකරන ලද මාර්ගය මත රදා නොපවතියි. එනම්, යම් අවස්ථාවක පවතින පද්ධතියක් තුළ පවතින අවස්ථා ශ්‍රිතයක අගය වෙනස් වන්නේ පද්ධතියේ අවස්ථාව වෙනස් වුවහොත් පමණි. එබැවින් නිෂ්චිත අවස්ථාවක පවතින පද්ධතියක් තුළ පවතින අවස්ථා ශ්‍රිත සියල්ලේ අගය පද්ධතියේ එම අවස්ථාව නිශ්චිතව පවතින තාක් නියතව පවතියි.

• ඒ අනුව අවස්ථා ශ්‍රිතය පහත පරිදි අර්ථ දැකිවිය හැක.
  • නිෂ්චිත අවස්ථාවක පවතින පද්ධතියක නියතව පවතින ගුණ සියල්ල අවස්ථා ශ්‍රිත වේ. හෙවත් පද්ධතියක් පවතින අවස්ථාවට සුවිශේෂී අගයක් සහිත ගුණ අවස්ථා ශ්‍රිත යනුවෙන් හැදින්වේ.
    උදා :-පරිමාව, උෂ්ණත්වය, ඝනත්වය, වර්තනාංකය, එන්තැල්පිය, එන්ට්‍රොපිය

කිසියම් පද්ධතියක් පවතින යම් අවස්ථාවක දී (අවස්ථාව I) යම් අවස්ථා ශ්‍රිතයක අගය Q₁ ද එය වෙනත් අවස්ථාවකට (අවස්ථාව II) පත්කළ විට අවස්ථා ශ්‍රිතයේ අගය Q₂ ද නම්, පද්ධතිය I අවස්ථාවේ සිට II අවස්ථාවට පත් වීමේදී අවස්ථා ශ්‍රිතයෙහි අගයෙහි සිදුවන වෙනස (∆Q) පහත සඳහන් සමීකරණයෙන් අර්ථ දක්වනු ලැබේ.

∆Q = Q2 - Q1

එන්තැල්පිය (H) හා එන්තැල්පි විපර්යාසය (∆H)

සියළුම රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවලදී පාහේ ප්‍රතික්‍රියාව සිදුවන අතරතුර දී තාපය පිට වීමක් හෝ තාපය අවශෝෂනය වීමක් සිදුවේ. එනම් රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවීමේ දී තාප විපර්යාසයක් සිදුවේ.
මෙලෙස, යම්කිසි ප්‍රතික්‍රියාවක් සිදුවීමේදී නියත පීඩන තත්ත්ව යටතෙදී සිදුවන තාප විපර්යාසය එම ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා එන්තැල්පි විපර්යාසය ලෙස හැදින්වේ.
එන්තැල්පි විපර්යාසයේ ඒකකය kJmol^-1 වේ.

එන්තැල්පිය යනු අවස්ථා ශ්‍රිතයකි. එබැවින් මෙම ප්‍රතික්‍රියාවක එන්තැල්පි විපර්යාසය සඳහා පහත පරිදි සමීකරණයක් ඉදිරිපත් කළ හැක.

∆H = Hඵල - H ප්‍රතික්‍රියක

• තාප දායක ප්‍රතික්‍රියාවක H_ඵල < H _{ප්‍රතික්‍රියක} වේ. එබැවින් ∆H සෘණ (−) අගයක් ගනියි. (∆H < 0) මෙහිදී පද්ධතිය රත් වීමක් සිදු වේ.(පද්ධතිය රත් වී තාපය පිටකර නැවත කාමර උෂ්ණත්වයට පත් වීම සිදුවන බැවින් ශක්තිය අඩු වේ. එම නිසා ස්ථායීතාව ඉහල වේ.)
• තාප අවයශ ප්‍රතික්‍රියාවක H_ඵල > H _{ප්‍රතික්‍රියක} වේ. එබැවින් ∆H ධන ( ) අගයක් ගනියි. (∆H > 0)මෙහිදී පද්ධතිය සිසිල් වේ .

සම්මත එන්තැල්පි විපර්යාසය (∆H^∅)

එන්තැල්පි වෙනස (∆H) යනු නියත පීඩන තත්ත්ව යටතේදී පද්ධතියකට සපයනු ලබන හෝ පද්ධතියෙන් පිටකරනු ලබන හෝ තාප ප්‍රමාණයයි. ප්‍රතික්‍රියාවක එන්තැල්පි වෙනස පීඩනය සමඟ වෙනස් වේ. සම්මත පීඩනය වශයෙන් සලකන්නේ 1 atm (101.325 kPa) හෝ 1 bar පීඩනය යි. සම්මත පීඩනය යටතේ මනිනු ලබන එන්තැල්පි විපර්යාසය සම්මත එන්තැල්පි විපර්යාසය නම් වේ. එය ∆H^∅ වශයෙන් සංකේතවත් කෙරේ.

සම්මත උත්පාදන එන්තැල්පිය ∆H_f^∅

සම්මත අවස්ථාවේ ඇති සංයෝග මවුල එකක් සම්මත තත්ත්ව යටතේ ඇති එහි සංඝටක මූලද්‍රව්‍ය වලින් උත්පාදනය කිරීමේදී සිදු වන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

සම්මත ප්‍රතික්‍රියා එන්තැල්පිය ∆H_R^∅

සම්මත තත්ත්ව යටතේ තුලිත රසායනික සම්කරණයේන් දැක්වේන මවුල ප්‍රමාණ ප්‍රතික්‍රියා කරන විට සිදු වන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

සම්මත දහන එන්තැල්පිය (∆H_c^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ ඇති මූලද්‍රව්‍යක හෝ සංයෝගයක හෝ මවුලයක් වැඩිමනත් ඔක්සිජන් තුල පූර්ණ දහනය කිරීමේදී සිදුවන එන්තැල්පි විපර්යාසය යි.

සම්මත බන්ධන විඝටන එන්තැල්පිය (∆H_D^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ ඇති වායුමය ප්‍රභේදයක බන්ධන මවුලයක් බිද වායුමය තත්ත්වයේ සංඝටක බවට පත් කිරීමේ දී සිදුවන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

මෙය විශේෂිත කළ මූලද්‍රව්‍යයක හෝ සංගයනගයක හෝ විශේෂිත කළ බන්ධනයක් සම්බන්ධයෙන් ප්‍රකාශ කෙරේ.

සම්මත උදාසීනීකරණ එන්තැල්පිය (∆H_neut^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ ඇති ජලීය H අයන මවුලයක් සම්මත අවස්ථාවේ ඇති ජලීය OH^- අයන මවුලයක් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර ජලය මවුලයක් සෑදීමේදී සිදු වන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

සම්මත ජලීකරණ එන්තැල්පිය (∆H_hyd^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ ඇති වායුමය අයන මවුලයක් වැඩිමනත් ජලය ප්‍රමාණයක් සමඟ ද්‍රාවණ තත්ත්වයට පත් වීමේ දී සිදු වන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

සම්මත ද්‍රාවණ එන්තැල්පිය (∆H_dis^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ ඇති යම් ද්‍රව්‍ය මවුලයක් වැඩිමනත් ද්‍රාවකයක දිය කර ද්‍රාවණයක් සෑදීයම් දී සිදුවන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

සම්මත ඌර්ධවපාතන එන්තැල්පිය (∆H_sub^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ පවතින ඝන මූලද්‍රව්‍යයක මවුලයක් හෝ ඝන සංයෝගයක මවුලයක් හෝ සම්පූර්ණයයන් වායුමය අවස්ථාවට පත් කිරීමේ දී සිදුවන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

සම්මත වාෂ්පීකරණ එන්තැල්පිය (∆H_vap^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ පවතින ද්‍රව සංයෝග/මූලද්‍රව්‍ය මවුලයක්, වායුමය සංයෝග/මූලද්‍රව්‍ය මවුලයක් බවට පත් කිරීමේ දී සිදු වන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

සම්මත විලයන එන්තැල්පිය (∆H_fus^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ පවතින ඝන සංයෝග/මූලද්‍රව්‍ය මවුලයක්, ද්‍රව සංයෝග/මූලද්‍රව්‍ය මවුලයක් බවට පත් කිරීමේ දී සිදු වන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

සම්මත තූකරණ එන්තැල්පිය (සම්මත පරමාණුකරණ එන්තැල්පිය) (∆H_at^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ පවතින මුලද්‍රව්‍යයක් වායුමය අවස්ථාවේ ඇති පරමාණු මවුලයක් බවට පත් කිරීමේදී සිදු වන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

සම්මත පළමු වන අයනීකරණ එන්තැල්පිය (∆H_I1^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ පවතින මූලද්‍රව්‍ය පරමාණු මවුලයකින් න්‍යෂ්ටියට ලිහිල්වම බැඳී ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝනය බැගින් ඉවත් කර වායුමය ඒක ධන අයන මවුලයක් සෑදීමේදී සිදු වන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

සම්මත ඉලෙක්ට්‍රෝන ලබාගැනීමේ (ඉලෙක්ට්‍රෝනකරණ) එන්තැල්පිය (∆H_EA^∅)

සම්මත අවස්ථාවේ වායුමය තත්ත්වයේ පවතින පරමාණු මවුලයකට ඉලෙක්ට්‍රෝන ලබා දී වායුමය තත්ත්වයේ පවතින ඒක සෘණ අයන මවුලයක් සෑදීයම් දී සිදු වන එන්තැල්පි විපර්යාසයයි.

වැඩිදුර කියවීම්

• පෙරොට්, පියරේ (1998). A to Z of Thermodynamics. ඔක්ස්ෆර්ඩ් විශ්ව විද්‍යාලීය මුද්‍රණාලය. ISBN 0-19-856552-6.
• ෆෙඩ්රික් හට්න් ගෙට්මන් ගේ Outlines of Theoretical Chemistry (1918)
• කීත් ජේ. ලෙයිඩ්ලර් හා මෙයිසර් ජේ.එච්., "Physical Chemistry" (Benjamin/Cummings 1982)
• පීටර් ඇට්කින්ස් හා ඩි පෝලා ජේ., "Atkins' Physical Chemistry" (8 වැනි සංස්., ඩබ්ලිව්.එච්. ෆ්රීමන් 2006)

සටහන්

• මෙම ලිපිය උසස් පෙළ රසායන විද්‍යා විශය නිර්දේශයේ අඩංගු කරුණු අනුව සකසා ඇත.

ආශ්‍රිත

• උසස් පෙළ රසායන විද්‍යා ගුරු අත් පොත සංරක්ෂණය කළ පිටපත 2014-04-07 at the Wayback Machine, ජාතික අධ්‍යාපන ආයතනය (NIE) - ශ්‍රී ලංකාව

බාහිර සබැඳි

• Thermochemistry - Britannica (1911)