गलनांक और हिमांक के बीच मुख्य अंतर यह है कि गलनांक वह तापमान होता है जिस पर कोई ठोस द्रव अवस्था में जाएगा जबकि हिमांक वह बिंदु है जिस पर कोई भी तरल अपनी अवस्था को ठोस में बदल लेता है।
चरण परिवर्तन ऐसी प्रक्रियाएं हैं जिनमें ऊर्जा रिलीज या ऊर्जा लाभ शामिल है। गलनांक और हिमांक बिंदु ऐसे बिंदु हैं जिन पर चरण परिवर्तन होते हैं। इनके साथ, सामग्री के कई अन्य गुण भी बदल सकते हैं। सैद्धांतिक रूप से, किसी सामग्री का हिमांक और गलनांक समान होता है, लेकिन कभी-कभी विशेष पदार्थों के लिए, दो मान एक दूसरे से भिन्न होते हैं।
मेल्टिंग पॉइंट क्या है?
गलनांक वह तापमान है जिस पर कोई ठोस अपनी तरल अवस्था में बदल जाएगा। यह एक भौतिक गुण है जिसका उपयोग हम किसी यौगिक की पहचान करने के लिए कर सकते हैं। जब कोई ठोस द्रव अवस्था में परिवर्तित होता है, तो एक चरण परिवर्तन होता है। यह किसी दिए गए दबाव के लिए एक विशिष्ट तापमान पर होता है। इसके लिए हमें आवश्यक ऊर्जा की आपूर्ति करनी होगी।
ठोस से तरल में जाने पर चरण परिवर्तन ऊर्जा/ऊष्मा (एंडोथर्मिक) को अवशोषित करता है। अधिकांश समय, इस ऊर्जा की आपूर्ति ऊष्मा के रूप में की जाती है। ठोस के तापमान को उसकी गलनांक अवस्था तक बढ़ाने के लिए ऊष्मा की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, पदार्थ को खुद को पिघलाने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। हम इस ऊर्जा को संलयन की ऊष्मा कहते हैं; यह एक प्रकार की गुप्त ऊष्मा है।
अव्यक्त ऊष्मा वह ऊष्मा है जो एक चरण परिवर्तन के दौरान किसी पदार्थ से अवशोषित या मुक्त की जा रही है। ये ऊष्मा परिवर्तन तापमान में परिवर्तन का कारण नहीं बनते हैं क्योंकि वे अवशोषित या मुक्त हो जाते हैं। इसलिए, गलनांक पर, पदार्थ गर्मी को अवशोषित करता है, लेकिन तापमान उसके अनुसार नहीं बदलेगा।थर्मोडायनामिक रूप से, गलनांक पर, गिब्स मुक्त ऊर्जा का परिवर्तन शून्य होता है। निम्नलिखित समीकरण किसी पदार्थ के गलनांक पर मान्य है। यह दर्शाता है कि तापमान नहीं बदलता है, लेकिन सामग्री की एन्थैल्पी और एन्ट्रापी बदल जाती है।
Δएस=Δएच/टी
चूंकि पदार्थ ऊर्जा को अवशोषित करता है, गलनांक पर एन्थैल्पी बढ़ जाती है। ठोस अवस्था में, कण अच्छी तरह से व्यवस्थित होते हैं और उनकी गति कम होती है। लेकिन तरल अवस्था में, उनकी यादृच्छिक प्रकृति बढ़ जाती है। इसलिए, गलनांक पर, एन्ट्रापी बढ़ जाती है। दबाव के अनुसार, किसी दिए गए पदार्थ के लिए एक विशिष्ट गलनांक होता है। हम केवल ठोसों के गलनांक निर्धारित कर सकते हैं।
चित्र 01: विभिन्न रासायनिक तत्वों के गलनांक
प्रयोगशाला में, हम गलनांक निर्धारित करने के लिए कई तकनीकों का उपयोग कर सकते हैं।गलनांक उपकरण का उपयोग करना बहुत आसान है। हम कुछ बारीक चूर्ण ठोस को एक केशिका में डाल सकते हैं जिसमें एक छोर सील है। फिर हमें उस सीलबंद सिरे को रखना चाहिए जिसमें ठोस पदार्थ उपकरण में हो। यहां, अंत को अंदर की धातु को छूना चाहिए। इसके बाद, हम उपकरण की आवर्धक कांच की खिड़की के माध्यम से ठोस का निरीक्षण कर सकते हैं। तापमान रिकॉर्ड करने के लिए एक थर्मामीटर भी है। जब तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है, तो धातु गर्म हो जाएगी और केशिका में ठोस भी गर्म हो जाएगा। हम उस बिंदु का निरीक्षण कर सकते हैं जिस पर गलनांक शुरू होता है और समाप्त होता है। और, यह परास गलनांक से मेल खाती है। पानी का गलनांक 0°C होता है। टंगस्टन का गलनांक उच्चतम होता है, जो कि 3410°C होता है।
फ्रीजिंग पॉइंट क्या है?
हिमांक वह तापमान है जिस पर कोई भी द्रव अपनी अवस्था को ठोस में बदल लेता है। किसी पदार्थ के गलनांक और हिमांक का तापमान कमोबेश एक ही मान होता है। उदाहरण के लिए, पानी 0°C पर बर्फ में बदल जाता है और इसका गलनांक भी 0°C होता है।अधिक सटीक रूप से, हिमांक बिंदु पदार्थ के चरण के परिवर्तन का वर्णन करता है।
चित्र 02: पानी का जमने से बर्फ बन जाती है
इसके अलावा, किसी पदार्थ के जमने की प्रक्रिया में एन्ट्रापी कम हो जाती है। रसायन विज्ञान में एक शब्द "फ्रीजिंग पॉइंट डिप्रेशन" है जो बताता है कि किसी घोल में गैर-वाष्पशील विलेय की उपस्थिति से विलायक का हिमांक तापमान कम हो जाता है।
मेल्टिंग पॉइंट और फ्रीजिंग पॉइंट में क्या अंतर है?
गलनांक और हिमांक बिंदु एक ही चरण परिवर्तन की विपरीत दिशाएं हैं। गलनांक और हिमांक के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि गलनांक वह तापमान होता है जिस पर कोई ठोस तरल अवस्था में जाएगा जबकि हिमांक वह बिंदु है जहाँ कोई भी तरल अपनी अवस्था को ठोस में बदल देगा।इसके अलावा, उनके एन्ट्रापी परिवर्तन के संदर्भ में गलनांक और हिमांक के बीच भी अंतर होता है; ठोस को पिघलाने पर एन्ट्रापी बढ़ती है, लेकिन जमने पर एन्ट्रापी कम हो जाती है। इसके अलावा, हालांकि सैद्धांतिक रूप से, किसी दी गई सामग्री के लिए गलनांक और हिमांक तापमान समान होते हैं, व्यावहारिक रूप से वे थोड़े भिन्न होते हैं।
सारांश - गलनांक बनाम हिमांक बिंदु
गलनांक और हिमांक बिंदु पदार्थ के दो भौतिक गुण हैं। गलनांक और हिमांक के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि गलनांक वह तापमान होता है जिस पर कोई ठोस तरल अवस्था में जाएगा जबकि हिमांक वह बिंदु है जहाँ कोई भी तरल अपनी अवस्था को ठोस में बदल देगा।
