एलिंघम आरेख

एलिंघम आरेख एक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व है जिसका उपयोग धातु विज्ञान में यौगिकों की स्थिरता की तापमान निर्भरता की भविष्यवाणी करने के लिए किया जाता है। यह धातु ऑक्साइड का अपचयन और उनके अयस्कों से धातु के निष्कर्षण को समझने के लिए विशेष रूप से उपयोगी है। आरेख तापमान के फलन के रूप में विभिन्न ऑक्सीकरण और अपचयन अभिक्रियाओं के लिए मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन ($\Delta G^{0}$) को दर्शाता है।

एलिंघम आरेख ताप और एक यौगिक की स्थिरता के बीच के संबंध को दर्शाता है। यह गिब्स ऊर्जा प्रवाह का एक चित्रमय चित्रण है। एलिंघम आरेख का उपयोग धातु विज्ञान में अपचयन अभिक्रिया समीकरणों को प्लॉट करने के लिए किया जाता है। इससे हमें शुद्ध धातुओं का उत्पादन करने के लिए ऑक्साइड को अपचयित करते समय उपयोग करने के लिए अच्छे अपचयन करने वाले एजेंट का निर्धारण करने में मदद मिलती है।

अक्ष

Y -अक्ष अभिक्रिया का मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन ($\Delta G^{0}$) का प्रतिनिधित्व करता है, आमतौर पर किलोजूल प्रति मोल (kJ/mol) में।

X -अक्ष तापमान का प्रतिनिधित्व करता है, सामान्यतः यह डिग्री सेल्सियस या केल्विन में होता है।

आरेख पर पंक्तियाँ

प्रत्येक पंक्ति एक विशिष्ट अभिक्रिया से मेल खाती है, आमतौर पर धातु और ऑक्सीजन से धातु ऑक्साइड का निर्माण होता है:

${\ce {2M (s) + O2 (g) -> 2MO (s)}}$

प्रत्येक पंक्ति का ढलान एन्ट्रापी परिवर्तन $\Delta S$ को दर्शाता है।

एलिंघम आरेख से अवलोकन

• अधिकांश धातु ऑक्साइड उत्पादन के लिए ढलान धनात्मक होता है। धातु ऑक्साइड के निर्माण से ऑक्सीजन गैस की खपत होती है, जिसके परिणामस्वरूप अप्रत्याशितता में कमी आती है। परिणामस्वरूप, ΔS ऋणात्मक हो जाता है, और सीधी रेखा समीकरण में TΔS का मान धनात्मक हो जाता है।
• कार्बन मोनोऑक्साइड का निर्माण ऋणात्मक ढलान वाली एक सीधी रेखा द्वारा दिखाया गया है। इस परिदृश्य में, ΔS धनात्मक है क्योंकि एक मोल ऑक्सीजन गैस की खपत के परिणामस्वरूप दो मोल CO गैस बनती है। इसका तात्पर्य यह है कि उच्च तापमान पर CO अधिक स्थाई हो जाती है।

${\ce {2C + O2 -> 2CO}}$

• जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, धातु ऑक्साइड के निर्माण के लिए ΔG मान कम ऋणात्मक हो जाता है जब तक कि यह एक निश्चित बिंदु पर शून्य तक नहीं पहुंच जाता। इस तापमान के नीचे, ΔG ऋणात्मक है और ऑक्साइड स्थाई हो जाता है; इस तापमान से ऊपर, ΔG धनात्मक है और ऑक्साइड अस्थायी है। यह समग्र पैटर्न दर्शाता है कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, धातु ऑक्साइड कम स्थिर हो जाते हैं और अधिक आसानी से विघटित हो जाते हैं।

एलिंघम आरेख का महत्त्व

• धातु ऑक्साइड की धनात्मक ढलान से पता चलता है कि तापमान में वृद्धि के साथ उनकी स्थिरता कम हो जाती है। उनकी स्थिरता में कमी ΔG° मान में वृद्धि के कारण है।
• ग्राफ़ में अचानक परिवर्तन एक अवस्था परिवर्तन को दर्शाता है, अर्थात ठोस से तरल या तरल से वाष्प में परिवर्तन।
• CO का मान ढलान को दर्शाता है कि तापमान में वृद्धि के साथ यह अधिक स्थिर हो जाता है (यह धातु ऑक्साइड में होने वाली घटना के विपरीत है)।

अभ्यास प्रश्न

• एलिंघम आरेख पर टिप्पणी दीजिये।
• एलिंघम आरेख का धातु के निष्कर्षण में क्या महत्त्व है ?
• एलिंघम आरेख की सीमायें बताइये।