පාඩම 18: අවස්ථා සමතුලිතතාවය සහ රවුල්ට්ගේ නියමය

Grade

13

මෙම පාඩමෙන් ද්‍රව්‍ය විවිධ අවස්ථාවල පවතින ආකාරය, අවස්ථා වෙනස්වීම් සිදුවන ආකාරය සහ වාෂ්ප පීඩනය සහ රවුල්ට්ගේ නියමය මඟින් විද්‍යාත්මක සහ විද්‍යාත්මක නොවන ද්‍රාවණවල හැසිරීම පාලනය කරන ආකාරය පැහැදිලි කරයි.

1. මූලික සංකල්ප (කෙටි සටහන්)

18.1 අවස්ථාව සහ අවස්ථා සමතුලිතතාවය (Phase and Phase Equilibrium)

අවස්ථාවක් යනු පද්ධතියක භෞතිකව සහ රසායනිකව ඒකාකාරී කොටසකි.

උදාහරණ: ඝන, ද්‍රව, වායු.
අවස්ථා සමතුලිතතාවය ඇති වන්නේ:
- ද්‍රව්‍යයක් අවස්ථා දෙකක පවතින විට (උදා: ද්‍රව ⇌ වාෂ්ප).
- වාෂ්පීකරණ සීඝ්‍රතාවය = ඝනීභවනය වීමේ සීඝ්‍රතාවය වන විට.
- වාෂ්ප පීඩනය නියත වන විට.

18.2 වාෂ්ප පීඩනය (Vapor Pressure)

තම ද්‍රවය සමඟ සමතුලිතව පවතින වාෂ්ප අණු මගින් ඇති කරන පීඩනයයි.

උෂ්ණත්වය සමඟ වැඩි වේ.
අන්තර් අණුක බල මත රඳා පවතී (ප්‍රබල බල → අඩු වාෂ්ප පීඩනය).

18.3 තාපාංකය (Boiling Point)

ද්‍රවයක වාෂ්ප පීඩනය බාහිර පීඩනයට සමාන වන විට ද්‍රවය උනු වේ.

අඩු බාහිර පීඩනය → අඩු තාපාංකය.
වැඩි බාහිර පීඩනය → වැඩි තාපාංකය.

18.4 අවස්ථා සටහන (Phase Diagram)

විවිධ උෂ්ණත්ව සහ පීඩනවලදී අවස්ථා පෙන්වන ප්‍රස්ථාරයකි.

ප්‍රධාන කරුණු:
- ත්‍රිත්ව ලක්ෂ්‍යය (Triple point): අවස්ථා 3 ම සමපාතව පවතී.
- විවේචනාත්මක ලක්ෂ්‍යය (Critical point): මෙතැනින් ඔබ්බට ද්‍රව සහ වායු අවස්ථා වෙන්කර හඳුනාගත නොහැක.

2. ද්‍රාවණ සහ රවුල්ට්ගේ නියමය (Solutions & Raoult’s Law)

18.5 විද්‍යාත්මක ද්‍රාවණ (Ideal Solutions)

ද්‍රාවණයක් රවුල්ට්ගේ නියමයට අවනත වන්නේ:

A–B අතර අන්තර්ක්‍රියා A–A සහ B–B වලට සමාන වන විට.
මිශ්‍ර කිරීමේදී තාප වෙනසක් නොමැති විට.
මිශ්‍ර කිරීමේදී පරිමා වෙනසක් නොමැති විට.

18.6 රවුල්ට්ගේ නියමය (Raoult’s Law)

විද්‍යාත්මක ද්‍රාවණයක A සංරචකය සඳහා:P_A = X_A × P_A^0

P_A : A හි ආංශික වාෂ්ප පීඩනය
X_A : A හි මවුල භාගය
P_A^0 : පිරිසිදු A හි වාෂ්ප පීඩනය

මුළු පීඩනය:P_total = P_A + P_B

18.7 විද්‍යාත්මක නොවන ද්‍රාවණ (Non-Ideal Solutions)

අන්තර් අණුක බල වෙනස් වන විට රවුල්ට්ගේ නියමයෙන් බැහැරවීම සිදුවේ.

ධන බැහැරවීම (Positive deviation): දුර්වල අන්තර්ක්‍රියා → වැඩි වාෂ්ප පීඩනය.
ඍණ බැහැරවීම (Negative deviation): ප්‍රබල අන්තර්ක්‍රියා → අඩු වාෂ්ප පීඩනය.
උදාහරණ:
- ධන බැහැරවීම: එතනෝල් + ඇසිටෝන්.
- ඍණ බැහැරවීම: ක්ලෝරෝෆෝම් + ඇසිටෝන්.

18.8 ඇසියෝට්‍රොප් (Azeotropes)

නියත උෂ්ණත්වයේදී උනු වන අතර පිරිසිදු ද්‍රව්‍ය මෙන් හැසිරෙන මිශ්‍රණ.

අවම-තාපාංකය (Minimum-boiling): ධන බැහැරවීම.
උපරිම-තාපාංකය (Maximum-boiling): ඍණ බැහැරවීම.

3. මතක තබාගත යුතු ප්‍රධාන සූත්‍ර

විස්තරය	සූත්‍රය
රවුල්ට්ගේ නියමය	P_A = X_A × P_A^0
මුළු පීඩනය	P = X_A × P_A^0 + X_B × P_B^0
මවුල භාගය	X_A = n_A ÷ (n_A + n_B)

4. විභාග සඳහා උපදෙස් සහ උපක්‍රම (Tips & Tricks for Exams)

ද්‍රාවණය විද්‍යාත්මක දැයි පරීක්ෂා කරන්න: සමාන ධ්‍රැවීයතාව → වඩා විද්‍යාත්මක වේ.
ඉහළ වාෂ්ප පීඩනය = අඩු තාපාංකය.
බහු-සංරචක මිශ්‍රණ සඳහා, ආංශික පීඩන වෙන වෙනම ගණනය කරන්න.
පර්යේෂණාත්මක එදිරිව පුරෝකථිත පීඩනය සසඳා බැහැරවීම් හඳුනා ගන්න.
ඇසියෝට්‍රොප් තාපාංක ප්‍රස්ථාරවල අවම හෝ උපරිම ලෙස දිස්වේ.

5. මතක තබා ගත යුතු වැදගත් කරුණු

වාෂ්ප පීඩනය උෂ්ණත්වය සමඟ වැඩි වේ.
වාෂ්ප පීඩනය බාහිර පීඩනයට සමාන වන විට තාපාංකය ඇතිවේ.
රවුල්ට්ගේ නියමය අදාළ වන්නේ විද්‍යාත්මක ද්‍රාවණවලට පමණි.
විද්‍යාත්මක නොවන ද්‍රාවණ ධන හෝ ඍණ බැහැරවීම පෙන්වයි.
ඇසියෝට්‍රොප් සරල ආසවනයෙන් වෙන් කළ නොහැක.

වියාචනය (Disclaimer)

Idasara Academy ඉගෙනුම් සම්පත් නිර්මාණය කර ඇත්තේ සිසුන්ට මගපෙන්වීම, පුහුණුව සහ අධ්‍යයන උපායමාර්ග ලබාදී සහයෝගය දැක්වීමටය.

කෙසේ වෙතත්, සියලුම විභාග සහ නිල අවශ්‍යතා සඳහා, සිසුන් අනිවාර්යයෙන්ම ශ්‍රී ලංකා අධ්‍යාපන අමාත්‍යාංශයේ, අධ්‍යාපන ප්‍රකාශන දෙපාර්තමේන්තුව විසින් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද නිල පෙළපොත් සහ සම්පත් පරිශීලනය කළ යුතුය.

ජාතික විභාග සඳහා අන්තර්ගතයේ නිල බලය ලත් මූලාශ්‍රය වනුයේ රජය විසින් නිකුත් කරනු ලබන මෙම ප්‍රකාශනයි.