ద్రావణాలు - ధర్మాలు

• ద్రావణి సాపేక్ష బాష్పపీడన నిమ్నత
• ద్రావణి బాష్పీభవన ఉన్నతి
• ద్రావణి ఘనీభవన స్థాన నిమ్నత
• ద్రావణం ద్రవాభిసరణ పీడనం

ద్రావణి సాపేక్ష బాష్పపీడన నిమ్నత
బాష్పీభవనం అనేది నిరంతర ప్రక్రియ. ద్రవతలం నుంచి కొన్ని అణువులు బాష్పం రూపంలో తప్పించుకోవడానికి ప్రయత్నిస్తాయి. ద్రవాల తలంపై ఈ బాష్ప అణువులు కలగజేసే పీడనమే బాష్పపీడనం. ఈ బాష్ప పీడనం వాతావరణ పీడనానికి సమానమైనప్పుడు, బాష్పం ద్రవతలాన్ని వీడిపోతుంది. లేకుంటే తిరిగి ద్రవరూపంలో చేరుతుంది. ఈ బాష్పీభవనం అనేది ఉపరితల ప్రక్రియ. ఉపరితల వైశాల్యం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే ‘బాష్పీభవన రేటు’ అంతగా పెరుగుతుంది. ద్రావణిలో ద్రావణాన్ని కలిపినప్పుడు ఉదాహరణకు నీటిలో ఉప్పు కలిపినప్పుడు, కొన్ని ద్రావిత కణాలు (ఉప్పు) ద్రావణి (నీరు) ఉపరితలంలోని ప్రదేశాల్లో ఆక్రమిస్తాయి. కాబట్టి ద్రావణి (నీరు) ఆవిరయ్యే కొన్ని దారులు మూసుకుపోతాయి. అందువల్ల బాష్పపీడనం తగ్గుతుంది. దీన్నే ద్రావణి సాపేక్ష బాష్పపీడన నిమ్నత అంటారు.

జల చక్రంలో బాష్పీభవనం అనేది అత్యంత ప్రాధాన్యత గల ప్రక్రియ. భూ ఉపరితలంలోని నీరు బాష్పీభవనం చెంది మేఘాలుగా మారి, తిరిగి భూమిపై వర్షాల రూపంలో కురుస్తుంది.

చెరువులు, సరస్సులు వంటి మంచినీటి వనరుల్లోని నీరు సముద్రం నీటితో పోల్చితే అధికంగా ఆవిరవుతుంది. సముద్రం నీరు తక్కువ ఆవిరి కావడానికి కారణం అందులో కరిగి ఉన్న లవణాలే. లవణీయత కారణంగా బాష్పీభవన రేటు తగ్గుతుంది. చెరువులు, సరస్సుల లవణీయత (కరిగి ఉన్న లవణాల గాఢత) తక్కువ కాబట్టి బాష్పీభవన రేటు ఎక్కువ.

ఉష్ణోగ్రతతోపాటు బాష్పపీడనం పెరుగుతుంది. అందుకే ఎండా కాలంలో బాష్పీభవన రేటు ఎక్కువ.

ఇథైల్ ఆల్కహాల్, ఈథర్ అణుఫార్ములా ఒకటే. కానీ ఈథర్ బాష్పపీడనం చాలా ఎక్కువ. అందుకే గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద తేలికగా ఆవిరిగా మారుతుంది.

డీజిల్‌తో పోల్చితే పెట్రోల్ బాష్పపీడనం ఎక్కువ. పెట్రోల్ తేలికగా ఆవిరవుతుంది.

గాలిలోని నీటి ఆవిరి పరిమాణమే తేమ.

పొడిగాలి కంటే తేమ గల గాలి తేలికైంది. ఎందుకంటే గాలిలోని నైట్రోజన్, ఆక్సిజన్ భారం కంటే నీటి అణువుల అణు భారం తక్కువ.

తేమ అధికంగా గల ప్రాంతాల్లో ఉక్కగా ఉండటానికి కారణం తక్కువ చెమట పట్టడమే. నీరు ఆవిరి కావడానికి కావాల్సిన ఉష్ణాన్ని గ్రహిస్తూ కుండలోని నీరు చల్లగా మారినట్లు వేసవిలో చెమట కారణంగా మన శరీర ఉష్ణోగ్రత పెరగకుండా నియంత్రణలో ఉంటుంది.

బాష్పీభవన స్థాన ఉన్నతి
ఏ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవం బాష్పపీడనం వాతావరణ పీడనానికి సమానమవుతుందో, ఆ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవం మరుగుతుంది. దీన్నే ఆ ద్రవం మరిగే ఉష్ణోగ్రత (లేదా) బాష్పీభవన స్థానం అంటారు. ఉదాహరణకు నీరు 100°C (373K) వద్ద మరుగుతుంది. దానిలో చక్కెర (లేదా) ఉప్పు వంటి పదార్థాన్ని కలిపినప్పుడు, దాని బాష్పపీడనం తగ్గుతుంది. కాబట్టి బాష్పపీడనాన్ని పెంచడానికి ఉష్ణోగ్రత పెంచాలి. అంటే మరిగే ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది. అందుకే మంచినీటి కంటే ఉప్పునీటి మరిగే ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువ.

వంట సమయంలో పదార్థాలకు ఉప్పు చేర్చినప్పుడు మరింత ఉష్ణోగ్రతను నీరు పట్టి ఉంచుతుంది. అందువల్ల ఉడికే వేగం కొంత పెరగొచ్చు.

ఘనీభవన స్థాన నిమ్నత
సాధారణ నీరు 0°C వద్ద ఘనీభవిస్తుంది. దానికి ఉప్పు (లేదా) చక్కెర చేర్చినప్పుడు ఘనీభవన స్థానం తగ్గుతుంది.

ఐస్‌కు ఉప్పును చేర్చినప్పుడు ఉష్ణోగ్రత 0°C కంటే తగ్గుతుంది. 10% ఉప్పునీటి ద్రావణం (100 మి.లీ. నీటిలో, 10గ్రా ఉప్పు) –6°C వద్ద, 20% ఉప్పునీటి ద్రావణం –16°C వద్ద ఐస్‌గా మారుతుంది.

శీతల దేశాల్లో రోడ్లపై పేరుకుపోయిన మంచును కరిగించడానికి ఉప్పు చల్లుతారు. (ఘనీభవన స్థానం తగ్గి, ఐస్ కరుగుతుంది)

0°C కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత కావాలంటే ఐస్‌కు ఉప్పు కలుపుతారు.
శీతల ప్రాంతాల్లో వాహనాల రేడియేటర్లలోని నీరు గడ్డ కట్టకుండా ఇథిలీన్ గ్లైకాల్ ద్రావణాన్ని యాంటీ ఫ్రీజ్‌గా వాడతారు. 60% ఇథలీన్ గ్లైకాల్.. 40% నీటి మిశ్రమం –45°C వద్ద ఘనీభవిస్తుంది.

ద్రవాభిసరణం- ద్రవాభిసరణ పీడనం
చర్మం, గుడ్డు పై పెంకు లోపలి పొర, చెట్టు బెరడు లోపలి పొర, కృత్రిమంగా తయారు చేసిన సెల్యులోజ్ ఎసిటేట్ వంటి పొరలన్నీ అవిచ్ఛిన్నంగా ఉన్నట్లు కనిపించే పలకలు (లేదా) ఫిల్మ్‌లు. కానీ వాటిలో సూక్ష్మాతి సూక్ష్మ రంధ్రాల అల్లికలు ఉంటాయి. ఈ రంధ్రాల ద్వారా కేవలం ద్రావణి (ఉదా: నీరు) అణువులు ప్రయాణిస్తాయి. కానీ ద్రావిత కణాలు ప్రవేశించవు. వీటినే అర్ధ ప్రవేశ్య పొరలు (Semi permeable membranes) అంటారు.

ద్రావణికి (ఉదా: శుద్ధమైన నీరు) ద్రావణానికి (ఉదా: లవణ జలం) మధ్య అర్ధప్రవేశ్య పొరను ఏర్పరిస్తే శుద్ధ ద్రావణి నుంచి అణువులు ద్రావణంలోకి ప్రవేశిస్తాయి. స్వచ్ఛందంగా జరిగే ఈ ప్రక్రియనే ద్రవాభిసరణం (Osmosis) అంటారు. ఇలా ద్రవాభిసరణం జరగకుండా ద్రావణంపై కలగజేసే పీడనాన్నే (ఒత్తిడి) ద్రవాభిసరణ పీడనం అంటారు.

ద్రవాభిసరణానికి ఉదాహరణలు
పచ్చి మామిడి ముక్కలను ఉప్పు వేసి ఊరబెడితే కుచించుకుపోవడానికి కారణం మామిడి ముక్కల్లోని నీరు బయటకు రావడమే.
రక్త కణాలను ఉప్పునీటిలో వేస్తే చైతన్యరహితమవుతాయి.
వాడిపోయిన పూలను నీటిలో వేస్తే తిరిగి వికసిస్తాయి.
మృతదేహాన్ని ఉప్పులో ఉంచినప్పుడు, ఆ ఉప్పు శరీరంలోని నీటిని పీల్చివేసి దేహం కుళ్లిపోకుండా చేస్తుంది.
వాడిపోయిన కూరగాయలను నీటిలో వేస్తే తిరిగి గట్టిగా మారతాయి.
డయాలసిస్‌లో కూడా ద్రవాభిసరణ ప్రక్రియ ఇమిడి ఉంటుంది.
ఎక్కువ ఉప్పు ఉన్న ఆహారాన్ని తినేవారి కణజాలాల్లో ద్రవాభిసరణం వల్ల నీరు అధికంగా చేరి వాచినట్లు అవుతుంది. దీన్నే ఎడెమా (Edema) అంటారు.
మాంసం వంటి ఆహార పదార్థాలకు ఉప్పును, పండ్లకు చక్కెరను కలిపి ఉంచడం వల్ల వాటిపై ఉన్న బ్యాక్టీరియా ద్రవాభిసరణం వల్ల నీటిని కోల్పోయి నశిస్తుంది. అందువల్ల ఆహార పదార్థాల నిల్వ కాలం పెరుగుతుంది.
కేశ నాళికీయత ధర్మం ఆధారంగా మొక్కలు, వేళ్ల నుంచి నీటిని పీల్చుకోవడంలో కూడా ద్రవాభిసరణ ప్రక్రియ ఉంది.
నీటిలో మునిగిన మృతదేహాలు ఉబ్బిపోవడం ద్రవాభిసరణం వల్లే.
ఎక్కువ ఎరువులు వాడినప్పుడు, నేలలో నీటి లభ్యత తగ్గినప్పుడు మొక్కలు వంగిపోవడానికి కారణం ద్రవాభిసరణమే.

ఐసోటోనిక్ ద్రావణాలు
ఇచ్చిన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రవాభిసరణ పీడనం సమానంగా ఉన్న రెండు ద్రావణాలను ఐసోటోనిక్ ద్రావణాలు అంటారు. వీటిని అర్ధ ప్రవేశ్య పొరతో వేరు చేసినప్పుడు ద్రవాభిసరణం జరగదు.
ఉదాహరణకు రక్తకణాల లోపలి ద్రవం ద్రవాభిసరణ పీడనం 0.9%. సెలైన్ ద్రావణం ద్రవాభిసరణ పీడనం కూడా ఇంతే. కాబట్టి దీన్ని నేరుగా రక్త నాళాల్లోకి ఇంజెక్ట్ చేస్తే ఏ సమస్యా రాదు.
అంతకంటే అధిక గాఢ (హైపర్ టోనిక్) ద్రావణంలో కణాలను ఉంచితే, కణంలోపలి నుంచి ద్రవం బయటకు వచ్చి కణాలు కుచించుకుపోతాయి. ఒకవేళ అల్పగాఢ (హైపోటోనిక్) ద్రావణంలో ఉంచితే కణాల్లోకి నీరు చేరి కణం ఉబ్బిపోతుంది. దీన్ని హీమోలిసిస్ అంటారు.
జల చరాల కణజాలాల్లోని ద్రవ ద్రవాభిసరణ పీడనం దాదాపు, సముద్రపు నీటి ద్రవాభిసరణ పీడనానికి సమానంగా ఉంటుంది. అందుకే అవి జీవించగలుగుతున్నాయి. భూ చరాల కంటే ఇది ఎన్నో రెట్లు ఎక్కువ.

తిరోగామి ద్రవాభిసరణం(Reverse Osmosis)
ద్రవాభిసరణ పీడనం కంటే ఎక్కువ పీడనాన్ని ద్రావణంపై కలగజేస్తే, ద్రావణం నుంచి అర్ధ ప్రవేశ్య పొర ద్వారా ద్రావణి బయటకు వస్తుంది. దీన్నే తిరోగామి ద్రవాభిసరణం (R.O. ప్రక్రియ) అంటారు.
సముద్రపు నీరు (లేదా) ఉప్పునీటి నుంచి సెల్యులోజ్ ఎసిటేట్ వంటి వివిధ రకాల పొరలు ఉపయోగించి స్వాదు జలాన్ని ఈ ప్రక్రియ ద్వారానే పొందుతున్నారు. దీనికి కావాల్సిన పీడనం చాలా అధికం.
ప్రస్తుతం మార్కెట్లో లభిస్తున్న మినరల్, ప్యాకేజ్డ్ వాటర్‌ను R.O పద్ధతిలోనే తయారు చేస్తున్నారు.