வேதிச் சமநிலைகள் பல உயிரியல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் செயல்முறைகளில் முக்கியமானவை. எடுத்துக்காட்டாக, $\mathrm{O_2}$ மூலக்கூறுகள் மற்றும் புரதம் ஹீமோகுளோபின் ஆகியவை சம்பந்தப்பட்ட சமநிலைகள், நம் நுரையீரல்களிலிருந்து தசைகளுக்கு $\mathrm{O_2}$ ஐக் கடத்துதல் மற்றும் வழங்குதலில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. இதே போன்ற சமநிலைகள் $\mathrm{CO}$ மூலக்கூறுகள் மற்றும் ஹீமோகுளோபினை உள்ளடக்கியவை, $\mathrm{CO}$ இன் நச்சுத்தன்மைக்குக் காரணமாகின்றன.

ஒரு மூடிய கொள்கலனில் ஒரு திரவம் ஆவியாகும்போது, ஒப்பீட்டளவில் அதிக இயக்க ஆற்றல் கொண்ட மூலக்கூறுகள் திரவ மேற்பரப்பிலிருந்து ஆவி நிலைக்குத் தப்புகின்றன மற்றும் ஆவி நிலையிலிருந்து வரும் திரவ மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை திரவ மேற்பரப்பைத் தாக்கி திரவ நிலையில் தங்குகின்றன. திரவத்தை விட்டு வெளியேறும் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை ஆவியிலிருந்து திரவத்திற்குத் திரும்பும் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கைக்குச் சமமாக இருக்கும் ஒரு சமநிலையின் காரணமாக இது நிலையான ஆவி அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த நிலையில் அமைப்பு சமநிலை நிலையை அடைந்துவிட்டது என்று நாம் கூறுகிறோம். இருப்பினும், இது நிலையான சமநிலை அல்ல மற்றும் திரவம் மற்றும் ஆவி இடையேயான எல்லையில் நிறைய செயல்பாடு உள்ளது. இவ்வாறு, சமநிலையில், ஆவியாதலின் வீதம் ஒடுக்கத்தின் வீதத்திற்குச் சமமாக இருக்கும். இதை பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்

$$ \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{H_2} \mathrm{O}\text { (vap) } $$

இரட்டை அரை அம்புக்குறிகள் இரு திசைகளிலும் உள்ள செயல்முறைகள் ஒரே நேரத்தில் நடைபெறுகின்றன என்பதைக் குறிக்கின்றன. சமநிலை நிலையில் உள்ள வினைபடுபொருட்கள் மற்றும் விளைபொருட்களின் கலவை ஒரு சமநிலைக் கலவை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இயற்பியல் செயல்முறைகள் மற்றும் வேதியியல் வினைகள் இரண்டிற்கும் சமநிலையை நிறுவலாம். சோதனை நிலைமைகள் மற்றும் வினைபடுபொருட்களின் தன்மையைப் பொறுத்து வினை வேகமாகவோ அல்லது மெதுவாகவோ இருக்கலாம். ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் ஒரு மூடிய பாத்திரத்தில் உள்ள வினைபடுபொருட்கள் விளைபொருட்களைத் தரும் போது, வினைபடுபொருட்களின் செறிவுகள் குறைந்து கொண்டே போகின்றன, அதே நேரத்தில் விளைபொருட்களின் செறிவுகள் சிறிது நேரம் அதிகரித்துக் கொண்டே போகின்றன, அதன் பிறகு வினைபடுபொருட்கள் அல்லது விளைபொருட்கள் எதன் செறிவிலும் மாற்றம் இருக்காது. அமைப்பின் இந்த நிலை இயங்கு சமநிலை மற்றும் முன்னோக்கு மற்றும் தலைகீழ் வினைகளின் வீதங்கள் சமமாகின்றன. இந்த இயங்கு சமநிலை நிலையின் காரணமாகதான் வினைக் கலவையில் உள்ள பல்வேறு இனங்களின் செறிவுகளில் எந்த மாற்றமும் இல்லை. வேதிச் சமநிலையின் நிலையை அடைய வினைகள் எந்த அளவிற்கு முன்னேறுகின்றன என்பதை அடிப்படையாகக் கொண்டு, இவை மூன்று குழுக்களாக வகைப்படுத்தப்படலாம்.

(i) கிட்டத்தட்ட நிறைவடையும் வினைகள் மற்றும் வினைபடுபொருட்களின் மிகக் குறைந்த செறிவுகள் மட்டுமே எஞ்சியுள்ளன. சில சந்தர்ப்பங்களில், இவற்றை சோதனை முறையில் கண்டறிவது கூட சாத்தியமில்லாமல் இருக்கலாம்.

(ii) சிறிய அளவு விளைபொருட்கள் மட்டுமே உருவாகும் வினைகள் மற்றும் பெரும்பாலான வினைபடுபொருட்கள் சமநிலை நிலையில் மாறாமல் இருக்கும்.

(iii) அமைப்பு சமநிலையில் இருக்கும்போது, வினைபடுபொருட்கள் மற்றும் விளைபொருட்களின் செறிவுகள் ஒப்பிடத்தக்கதாக இருக்கும் வினைகள்.

சமநிலையில் உள்ள ஒரு வினையின் அளவு வினைபடுபொருட்களின் செறிவு, வெப்பநிலை போன்ற சோதனை நிலைமைகளைப் பொறுத்து மாறுபடும். தொழிற்துறை மற்றும் ஆய்வகத்தில் செயல்பாட்டு நிலைமைகளை மேம்படுத்துவது மிகவும் முக்கியமானது, இதனால் விரும்பிய விளைபொருளின் திசையில் சமநிலை சாதகமாக இருக்கும். இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் செயல்முறைகளை உள்ளடக்கிய சமநிலையின் சில முக்கிய அம்சங்கள் இந்த அலகில் விவாதிக்கப்படுகின்றன, அயனிச் சமநிலை என்று அழைக்கப்படும் நீரிய கரைசல்களில் அயனிகள் சம்பந்தப்பட்ட சமநிலையுடன் சேர்த்து.

7.1 இயற்பியல் செயல்முறைகளில் சமநிலை

சில இயற்பியல் செயல்முறைகளை நாம் ஆராய்ந்தால் சமநிலையில் உள்ள அமைப்பின் பண்புகள் நன்கு புரிந்து கொள்ளப்படும். மிகவும் பரிச்சயமான எடுத்துக்காட்டுகள் கட்ட மாற்ற செயல்முறைகள், எ.கா.,

$$ \begin{aligned} \text { solid } & \rightleftharpoons \text { liquid } \\ \text { liquid } & \rightleftharpoons \text { gas } \\ \text { solid } & \rightleftharpoons \text { gas } \end{aligned} $$

7.1.1 திண்மம்-திரவ சமநிலை

பனிக்கட்டி மற்றும் நீர் $273 \mathrm{~K}$ மற்றும் வளிமண்டல அழுத்தத்தில் முற்றிலும் காப்பிடப்பட்ட தெர்மோஸ் குடுவையில் (அதன் உள்ளடக்கங்களுக்கும் சுற்றுச்சூழலுக்கும் இடையே வெப்ப பரிமாற்றம் இல்லை) வைக்கப்பட்டால் சமநிலை நிலையில் இருக்கும் மற்றும் அமைப்பு சுவாரஸ்யமான பண்புகளைக் காட்டுகிறது. பனிக்கட்டி மற்றும் நீரின் நிறை காலப்போக்கில் மாறாது மற்றும் வெப்பநிலை மாறாமல் இருக்கும் என்பதை நாம் கவனிக்கிறோம். இருப்பினும், சமநிலை நிலையானது அல்ல. பனிக்கட்டி மற்றும் நீருக்கு இடையிலான எல்லையில் தீவிரமான செயல்பாட்டைக் காணலாம். திரவ நீரிலிருந்து மூலக்கூறுகள் பனிக்கட்டியைத் தாக்கி அதனுடன் ஒட்டிக்கொள்கின்றன மற்றும் பனிக்கட்டியின் சில மூலக்கூறுகள் திரவ நிலைக்குத் தப்புகின்றன. வளிமண்டல அழுத்தத்திலும் $273 \mathrm{~K}$ இல் பனியிலிருந்து நீருக்கும் நீரிலிருந்து பனிக்கட்டிக்கும் தலைகீழ் பரிமாற்ற வீதங்கள் சமமாக இருப்பதால் பனிக்கட்டி மற்றும் நீரின் நிறையில் மாற்றம் இல்லை.

பனிக்கட்டி மற்றும் நீர் குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் மட்டுமே சமநிலையில் இருக்கும் என்பது தெளிவாகிறது. வளிமண்டல அழுத்தத்தில் உள்ள எந்த தூய பொருளுக்கும், திண்ம மற்றும் திரவ நிலைகள் சமநிலையில் இருக்கும் வெப்பநிலை அந்த பொருளின் இயல்பான உருகு நிலை அல்லது இயல்பான உறைநிலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இங்குள்ள அமைப்பு இயங்கு சமநிலையில் உள்ளது மற்றும் நாம் பின்வருவனவற்றைத் தீர்மானிக்கலாம்:

(i) எதிரெதிர் செயல்முறைகள் இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் நடைபெறுகின்றன.

(ii) இரண்டு செயல்முறைகளும் ஒரே வீதத்தில் நடைபெறுகின்றன, இதனால் பனிக்கட்டி மற்றும் நீரின் அளவு மாறாமல் இருக்கும்.

7.1.2 திரவம்-ஆவி சமநிலை

பாதரசம் (அழுத்தமானி) கொண்ட ஒரு U-குழாயைக் கொண்ட ஒரு வெளிப்படையான பெட்டியை நாம் கருத்தில் கொண்டால் இந்த சமநிலையை நன்கு புரிந்து கொள்ளலாம். நீர்நீக்கும் முகவர் போன்ற நீரற்ற கால்சியம் குளோரைடு (அல்லது பாஸ்பரஸ் பெண்டா-ஆக்சைடு) சில மணிநேரங்களுக்கு பெட்டியில் வைக்கப்படுகிறது. ஒரு பக்கமாக பெட்டியை சாய்த்து நீர்நீக்கும் முகவரை அகற்றிய பிறகு, நீர் கொண்ட ஒரு வாட்ச் கிளாஸ் (அல்லது பெட்ரி டிஷ்) விரைவாக பெட்டிக்குள் வைக்கப்படுகிறது. அழுத்தமானியின் வலது கிளையில் பாதரச மட்டம் மெதுவாக அதிகரித்து இறுதியாக ஒரு நிலையான மதிப்பை அடைகிறது, அதாவது பெட்டிக்குள் அழுத்தம் அதிகரித்து ஒரு நிலையான மதிப்பை அடைகிறது என்பதைக் காணலாம். மேலும் வாட்ச் கிளாஸில் உள்ள நீரின் அளவு குறைகிறது (படம் 7.1). ஆரம்பத்தில் பெட்டிக்குள் நீராவி இல்லை (அல்லது மிகக் குறைவு). நீர் ஆவியாகும்போது பெட்டிக்குள் உள்ள வாயு நிலையில் நீர் மூலக்கூறுகள் சேர்க்கப்படுவதால் பெட்டியில் அழுத்தம் அதிகரித்தது. ஆவியாதலின் வீதம் மாறிலியாகும்.

படம் 7.1 ஒரு நிலையான வெப்பநிலையில் நீரின் சமநிலை ஆவி அழுத்தத்தை அளவிடுதல்

இருப்பினும், ஆவி நீரில் ஒடுக்கமடைவதால் அழுத்தம் அதிகரிக்கும் வீதம் காலப்போக்கில் குறைகிறது. இறுதியில் நிகர ஆவியாதல் இல்லாதபோது ஒரு சமநிலை நிலைக்கு இட்டுச் செல்கிறது. இதன் பொருள் வாயு நிலையிலிருந்து திரவ நிலைக்கு வரும் நீர் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையும் சமநிலை அடையும் வரை அதிகரிக்கிறது, அதாவது

ஆவியாதல் வீதம் = ஒடுக்கம் வீதம்

$$ \mathrm{H_2} \mathrm{O}(1) \rightleftharpoons \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\text { vap) } $$

சமநிலையில், ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் நீர் மூலக்கூறுகள் செலுத்தும் அழுத்தம் மாறாமல் இருக்கும் மற்றும் நீரின் சமநிலை ஆவி அழுத்தம் (அல்லது வெறும் நீராவி அழுத்தம்) என்று அழைக்கப்படுகிறது; நீரின் ஆவி அழுத்தம் வெப்பநிலையுடன் அதிகரிக்கிறது. மேற்கண்ட சோதனை மெத்தில் ஆல்கஹால், அசிட்டோன் மற்றும் ஈதர் ஆகியவற்றுடன் மீண்டும் செய்யப்பட்டால், வெவ்வேறு திரவங்கள் ஒரே வெப்பநிலையில் வெவ்வேறு சமநிலை ஆவி அழுத்தங்களைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அதிக ஆவி அழுத்தம் கொண்ட திரவம் அதிக ஆவியாகும் தன்மை கொண்டது மற்றும் குறைந்த கொதிநிலையைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காணலாம்.

அசிட்டோன், எத்தில் ஆல்கஹால் மற்றும் நீர் ஆகியவற்றில் தனித்தனியாக $1 \mathrm{~mL}$ கொண்ட மூன்று வாட்ச் கிளாஸ்களை வளிமண்டலத்தில் வெளிப்படுத்தினால் மற்றும் ஒரு வெப்பமான அறையில் வெவ்வேறு அளவு திரவங்களுடன் சோதனையை மீண்டும் செய்தால், அனைத்து விஷயங்களிலும் திரவம் இறுதியில் மறைந்துவிடும் மற்றும் முழுமையான ஆவியாதலுக்கு எடுக்கும் நேரம் (i) திரவத்தின் தன்மை, (ii) திரவத்தின் அளவு மற்றும் (iii) வெப்பநிலை ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது என்பதைக் காணலாம். வாட்ச் கிளாஸ் வளிமண்டலத்திற்கு திறந்திருக்கும் போது, ஆவியாதலின் வீதம் மாறாமல் இருக்கும் ஆனால் மூலக்கூறுகள் அறையின் பெரிய அளவில் சிதறடிக்கப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக ஆவியிலிருந்து திரவ நிலைக்கு ஒடுக்கமடையும் வீதம் ஆவியாதல் வீதத்தை விட மிகவும் குறைவாக உள்ளது. இவை திறந்த அமைப்புகள் மற்றும் திறந்த அமைப்பில் சமநிலையை அடைவது சாத்தியமில்லை.

நீர் மற்றும் நீராவி ஒரு மூடிய பாத்திரத்தில் வளிமண்டல அழுத்தத்தில் (1.013 bar) மற்றும் $100^{\circ} \mathrm{C}$ இல் சமநிலை நிலையில் உள்ளன. நீரின் கொதிநிலை 1.013 bar அழுத்தத்தில் $100^{\circ} \mathrm{C}$ ஆகும். ஒரு வளிமண்டல அழுத்தத்தில் (1.013 bar) உள்ள எந்த தூய திரவத்திற்கும், திரவம் மற்றும் ஆவிகள் சமநிலையில் இருக்கும் வெப்பநிலை அந்த திரவத்தின் இயல்பான கொதிநிலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. திரவத்தின் கொதிநிலை வளிமண்டல அழுத்தத்தைப் பொறுத்தது. இது இடத்தின் உயரத்தைப் பொறுத்தது; அதிக உயரத்தில் கொதிநிலை குறைகிறது.

7.1.3 திண்மம் - ஆவி சமநிலை

திடப்பொருட்கள் ஆவி நிலைக்கு பதங்கமாகும் அமைப்புகளை இப்போது கருத்தில் கொள்வோம். திட அயோடினை ஒரு மூடிய பாத்திரத்தில் வைத்தால், சிறிது நேரம் கழித்து பாத்திரம் ஊதா நிற ஆவியால் நிரம்பி, நிறத்தின் செறிவு காலப்போக்கில் அதிகரிக்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்திற்குப் பிறகு நிறத்தின் செறிவு மாறிலியாக மாறும் மற்றும் இந்த நிலையில் சமநிலை அடையப்படுகிறது. எனவே திட அயோடின் அயோடின் ஆவியைத் தரும் வகையில் பதங்கமாகிறது மற்றும் அயோடின் ஆவி திட அயோடினைத் தரும் வகையில் ஒடுக்கமடைகிறது. சமநிலையை பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்,

$\mathrm{I_2}$ (திண்மம்) $\rightleftharpoons \mathrm{I_2}$ (ஆவி)

இந்த வகை சமநிலையைக் காட்டும் பிற எடுத்துக்காட்டுகள்,

கற்பூரம் (திண்மம்) $\rightleftharpoons$ கற்பூரம் (ஆவி)

$\mathrm{NH_4} \mathrm{Cl}$ (திண்மம்) $\rightleftharpoons \mathrm{NH_4} \mathrm{Cl}$ (ஆவி)

7.1.4 திண்மம் அல்லது வாயுக்களின் திரவங்களில் கரைதலை உள்ளடக்கிய சமநிலை

திரவங்களில் திண்மங்கள்

அறை வெப்பநிலையில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு நீரில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு உப்பு அல்லது சர்க்கரையை மட்டுமே கரைக்க முடியும் என்பது நமது அனுபவத்திலிருந்து நமக்குத் தெரியும். அதிக வெப்பநிலையில் சர்க்கரையைக் கரைத்து ஒரு கெட்டிதான சர்க்கரை பாகு கரைசலைத் தயாரித்தால், பாகை அறை வெப்பநிலைக்கு குளிர்வித்தால் சர்க்கரை படிகங்கள் பிரிந்து வெளியேறும். ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் கரைபொருளை இன்னும் கரைக்க முடியாதபோது அதை நிறைவுற்ற கரைசல் என்று அழைக்கிறோம். ஒரு நிறைவுற்ற கரைசலில் கரைபொருளின் செறிவு வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது. ஒரு நிறைவுற்ற கரைசலில், திட நிலையில் உள்ள கரைபொருள் மூலக்கூறுகள் மற்றும் கரைசலில் உள்ளவற்றுக்கு இடையே ஒரு இயங்கு சமநிலை உள்ளது:

சர்க்கரை (கரைசல்) $\rightleftharpoons$ சர்க்கரை (திண்மம்),

மற்றும்

சர்க்கரையின் கரைதல் வீதம் $=$ சர்க்கரையின் படிகமாதல் வீதம்.

இந்த இரண்டு வீதங்களின் சமத்துவம் மற்றும் சமநிலையின் இயங்கு தன்மை கதிரியக்க சர்க்கரையின் உதவியுடன் உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. கதிரியக்கமற்ற சர்க்கரையின் நிறைவுற்ற கரைசலில் சிறிது கதிரியக்க சர்க்கரையைச் சேர்த்தால், சிறிது நேரம் கழித்து கரைசலிலும் திட சர்க்கரையிலும் கதிரியக்கத்தன்மை காணப்படுகிறது. ஆரம்பத்தில் கரைசலில் கதிரியக்க சர்க்கரை மூலக்கூறுகள் இல்லை, ஆனால் சமநிலையின் இயங்கு தன்மையின் காரணமாக, இரண்டு நிலைகளுக்கிடையே கதிரியக்க மற்றும் கதிரியக்கமற்ற சர்க்கரை மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே பரிமாற்றம் உள்ளது. கரைசலில் உள்ள கதிரியக்க மூலக்கூறுகளுக்கும் கதிரியக்கமற்ற மூலக்கூறுகளுக்கும் இடையிலான விகிதம் ஒரு நிலையான மதிப்பை அடையும் வரை அதிகரிக்கிறது.

திரவங்களில் வாயுக்கள்

ஒரு சோடா நீர் பாட்டில் திறக்கப்படும் போது, அதில் கரைந்துள்ள கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவில் சில விரைவாக வெளிப்பட்டு சப்தம் செய்கின்றன. இந்த நிகழ்வு வெவ்வேறு அழுத்தங்களில் கார்பன் டை ஆக்சைடின் கரைதிறனில் உள்ள வேறுபாட்டின் காரணமாக எழுகிறது. வாயு நிலையில் உள்ள மூலக்கூறுகள் மற்றும் அழுத்தத்தின் கீழ் திரவத்தில் கரைந்த மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே சமநிலை உள்ளது, அதாவது,

$$ \mathrm{CO_2} \text { (gas) } \rightleftharpoons \mathrm{CO_2} \text { (in solution) } $$

இந்த சமநிலை ஹென்றியின் விதியால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது, இது எந்த வெப்பநிலையிலும் ஒரு கரைப்பானின் மேலே உள்ள வாயுவின் அழுத்தத்திற்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும் ஒரு கரைப்பானின் கொடுக்கப்பட்ட நிறையில் கரைந்த ஒரு வாயுவின் நிறை என்று கூறுகிறது. இந்த அளவு வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் குறைகிறது. சோடா நீர் பாட்டில் அதன் நீரில் கரைதிறன் அதிகமாக இருக்கும் போது வாயுவின் அழுத்தத்தின் கீழ் முத்திரையிடப்படுகிறது. பாட்டில் திறக்கப்பட்டவுடன், கரைந்த கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவில் சில குறைந்த அழுத்தத்திற்குத் தேவையான புதிய சமநிலை நிலையை அடைய தப்புகின்றன, அதாவது வளிமண்டலத்தில் அதன் பகுதி அழுத்தம். சில நேரம் காற்றில் திறந்து வைக்கப்படும் போது பாட்டிலில் உள்ள சோடா நீர் எப்படி ‘தட்டையாக’ மாறுகிறது என்பதுதான் இது. இதைப் பொதுமைப்படுத்தலாம்:

(i) திட $\rightleftharpoons$ திரவ சமநிலைக்கு, 1 atm (1.013 bar) இல் இரண்டு நிலைகளும் ஒன்றாக இருக்கக்கூடிய ஒரே ஒரு வெப்பநிலை (உருகு நிலை) உள்ளது. சுற்றுச்சூழலுடன் வெப்ப பரிமாற்றம் இல்லை என்றால், இரண்டு நிலைகளின் நிறை மாறாமல் இருக்கும்.

(ii) திரவ $\rightleftharpoons$ ஆவி சமநிலைக்கு, ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் ஆவி அழுத்தம் மாறிலியாக இருக்கும்.

(iii) திரவங்களில் திண்மங்கள் கரைவதற்கு, ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் கரைதிறன் மாறிலியாக இருக்கும்.

(iv) திரவங்களில் வாயுக்கள் கரைவதற்கு, திரவத்தில் ஒரு வாயுவின் செறிவு திரவத்தின் மேல் உள்ள வாயுவின் அழுத்தத்திற்கு (செறிவு) விகிதாசாரமாகும். இந்த அவதானிப்புகள் அட்டவணை 6.1 இல் சுருக்கமாகக் காணப்படுகின்றன.

அட்டவணை 6.1 இயற்பியல் சமநிலைகளின் சில அம்சங்கள்

7.1.5 இயற்பியல் செயல்முறைகளை உள்ளடக்கிய சமநிலைகளின் பொதுவான பண்புகள்

மேலே விவாதிக்கப்பட்ட இயற்பியல் செயல்முறைகளுக்கு, சமநிலையில் உள்ள அமைப்புக்கு பின்வரும் பண்புகள் பொதுவானவை:

(i) ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் ஒரு மூடிய அமைப்பில் மட்டுமே சமநிலை சாத்தியமாகும்.

(ii) இரண்டு எதிரெதிர் செயல்முறைகளும் ஒரே வீதத்தில் நடைபெறுகின்றன மற்றும் ஒரு இயங்கு ஆனால் நிலையான நிலை உள்ளது.

(iii) அமைப்பின் அனைத்து அளவிடக்கூடிய பண்புகளும் மாறாமல் இருக்கும்.

(iv) ஒரு இயற்பியல் செயல்முறைக்கு சமநிலை அடையும் போது, ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் அதன் அளவுருக்களில் ஒன்றின் மாறிலி மதிப்பால் இது வகைப்படுத்தப்படுகிறது. அட்டவணை 6.1 அத்தகைய அளவுகளை பட்டியலிடுகிறது.

(v) எந்த நிலையிலும் இத்தகைய அளவுகளின் அளவு சமநிலையை அடையும் முன் இயற்பியல் செயல்முறை எந்த அளவிற்கு முன்னேறியுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது.

7.2 வேதியியல் செயல்முறைகளில் சமநிலை - இயங்கு சமநிலை

இயற்பியல் அமைப்புகளைப் போலவே வேதியியல் வினைகளும் சமநிலையின் நிலையை அடைகின்றன. இந்த வினைகள் முன்னோக்கு மற்றும் பின்னோக்கு திசைகளில் இரண்டிலும் நடக்கலாம். முன்னோக்கு மற்றும் தலைகீழ் வினைகளின் வீதங்கள் சமமாகும்போது, வினைபடுபொருட்கள் மற்றும் விளைபொருட்களின் செறிவுகள் மாறாமல் இருக்கும். இது வேதிச் சமநிலையின் நிலை. இந்த சமநிலை இயங்கு தன்மை கொண்டது, ஏனெனில் இது வினைபடுபொருட்கள் விளைபொருட்களைத் தரும் ஒரு முன்னோக்கு வினை மற்றும் விளைபொருட்கள் அசல் வினைபடுபொருட்களைத் தரும் ஒரு தலைகீழ் வினை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.

நல்ல புரிதலுக்காக, ஒரு மீளக்கூடிய வினையின் பொது வழக்கைக் கருத்தில் கொள்வோம்,

$$ \mathrm{A}+\mathrm{B} \rightleftharpoons \mathrm{C}+\mathrm{D} $$

காலம் கடந்து, $\mathrm{C}$ மற்றும் $\mathrm{D}$ விளைபொருட்கள் சேகரிக்கப்படுகின்றன மற்றும் A மற்றும் B வினைபடுபொருட்கள் குறைகின்றன (படம் 7.2). இது முன்னோக்கு வினையின் வீதம் குறைவதற்கும் தலைகீழ் வினையின் வீதம் அதிகரிப்பதற்கும் வழிவகுக்கிறது. இறுதியில், இரண்டு வினைகளும் ஒரே வீதத்தில் நடைபெறுகின்றன மற்றும் அமைப்பு சமநிலையின் நிலையை அடைகிறது. இதேபோல், வினையானது $\mathrm{C}$ மற்றும் $\mathrm{D}$ ஆகியவற்றுடன் மட்டுமே தொடங்கினாலும் சமநிலையின் நிலையை அடைய முடியும்; அதாவது, ஆரம்பத்தில் A மற்றும் B இல்லை, ஏனெனில் சமநிலையை இரு திசைகளிலிருந்தும் அடைய முடியும்.

படம் 7.2 வேதிச் சமநிலையை அடைதல்.

வேதிச் சமநிலையின் இயங்கு தன்மையை ஹேபர் செயல்முறையில் அம்மோனியாவின் தொகுப்பில் நிரூபிக்க முடியும். தொடர் சோதனைகளில், ஹேபர் அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் பராமரிக்கப்படும் டைநைட்ரஜன் மற்றும் டைஹைட்ரஜனின் அறியப்பட்ட அளவுகளுடன் தொடங்கி, வழக்கமான இடைவெளிகளில் அம்மோனியாவின் அளவைத் தீர்மானித்தார். வினைபுரியாத டைஹைட்ரஜன் மற்றும் டைநைட்ரஜனின் செறிவையும் தீர்மானிக்க அவர் வெற்றிகரமாக இருந்தார். படம் 7.4 (பக்கம் 174) ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்திற்குப் பிறகு கலவையின் கலவை ஒரே மாதிரியாகவே இருக்கும் என்பதைக் காட்டுகிறது, சில வினைபடுபொருட்கள் இன்னும் உள்ளன. கலவையில் உள்ள இந்த மாறாத தன்மை வினை சமநிலையை அடைந்துவிட்டது என்பதைக் குறிக்கிறது. வினையின் இயங்கு தன்மையைப் புரிந்து கொள்ள, அம்மோனியாவின் தொகுப்பு சரியாக அதே தொடக்க நிலைமைகளுடன் (பகுதி அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை) செய்யப்படுகிறது, ஆனால் $\mathrm{D_2}$ (டியூட்டீரியம்) பயன்படுத்தப்படுகிறது $\mathrm{H_2}$ க்கு பதிலாக. $\mathrm{H_2}$ அல்லது $\mathrm{D_2}$ ஆகியவற்றுடன் தொடங்கும் வினைக் கலவைகள் ஒரே கலவையுடன் சமநிலையை அடைகின்றன, $\mathrm{D_2}$ மற்றும் $\mathrm{ND_3}$ $\mathrm{H_2}$ மற்றும் $\mathrm{NH_3}$ க்கு பதிலாக இருப்பதைத் தவிர. சமநிலை அடைந்த பிறகு, இந்த இரண்டு கலவைகள் $\left(\mathrm{H_2}, \mathrm{~N_2}, \mathrm{NH_3}\right.$ மற்றும் $\left.\mathrm{D_2}, \mathrm{~N_2}, \mathrm{ND_3}\right)$ ஒன்றாக கலக்கப்பட்டு சிறிது நேரம் விடப்படுகின்றன. பின்னர், இந்த கலவை பகுப்பாய்வு செய்யப்படும் போது, அம்மோனியாவின் செறிவு முன்பு இருந்ததைப் போலவே இருப்பதைக் காண்கிறோம்.