పదార్థ స్థితులు

వేడి చేసినప్పుడు మంచు నీరుగా.. నీరు ఆవిరిగా మారతాయి. అయస్కాంతంతో రుద్దితే ఇనుప ముక్కకు దాని లక్షణాలు వస్తాయి. ఇవన్నీ పదార్థ మార్పునకు ఉదాహరణలు. వీటిలో కొన్ని తాత్కాలికంగా, మరికొన్ని శాశ్వతంగా మార్పునకు గురవుతాయి. 

పదార్థాల మార్పులు 

పదార్థాలు ప్రధానంగా రెండు రకాల మార్పులకు లోనవుతాయి. అవి:

1. భౌతిక మార్పు  2. రసాయన మార్పు

భౌతిక మార్పు

*  పదార్థాల రంగు, ఆకారం, పరిమాణం, స్థితిలో మార్పు జరిగి కొత్త పదార్థం ఏర్పడకపోతే అలాంటి మార్పును ‘భౌతిక మార్పు’ అంటారు. ఇది తాత్కాలికమైంది.

*  భౌతిక మార్పులో పదార్థాల సంఘటనంలో మార్పు జరగదు.

ఉదా: చలికాలంలో కొబ్బరినూనె గడ్డకట్టడం.

*  తెల్లటి జింక్‌ ఆక్సైడ్‌(ZnO)ను వేడి చేస్తే అది పసుపు రంగులోకి మారడం.

*  గాజు ముక్కలుగా పగలడం.

*  చక్కెర నీటిలో కరగడం.

పదార్థాల ధర్మాలు

 ప్రతి పదార్థానికి కొన్ని అభిలాక్షణిక ధర్మాలు ఉంటాయి. వీటిని రెండు రకాలుగా వర్గీకరించారు. అవి: 1. భౌతిక ధర్మాలు  2. రసాయన ధర్మాలు

భౌతిక ధర్మాలు: ఒక పదార్థ సంఘటనం, ఉనికి మార్పు చెందించకుండా పరిశీలించగలిగే, మాపనం చేయగలిగే ధర్మాలను ‘భౌతిక ధర్మాలు’ అంటారు.

ఉదా: రంగు, ద్రవీభవన స్థానం, ఘనీభవనస్థానం, వాసన, బాష్పీభవన స్థానం, సాంద్రత, తలతన్యత, విద్యుత్‌ వాహకత, తాంతవత, స్నిగ్ధతా గుణకం, కఠినత్వం.

రసాయన ధర్మాలు: రసాయన ధర్మాల మాపనానికి పదార్థం రసాయన మార్పు జరగడం అవసరం. పదార్థం రసాయన చర్యలో పాల్గొన్నప్పుడు దాని రసాయన ధర్మాన్ని గమనించవచ్చు.

ఉదా: ఆమ్లత్వం, దహనశీలత, రసాయన స్థిరత్వం, క్షారత్వం, జలవిశ్లేషణ, చర్యాశీలత.

పదార్థ స్థితి మార్పు

పదార్థం ఎనిమిది రకాలుగా తన స్థితిని మార్చుకోగలదు. అవి:

1. ద్రవీభవనం   ( Melting )

2. ఘనీభవనం ( Freezing)

3. బాష్పీభవనం ( Vaporization )

4. సంక్షేపణం  ( Condensation )

5. ఉత్పతనం (Sublimation )

6. నిక్షేపణం (Deposition)

7. అయనీకరణం (Ionization)

8. పునఃసంయోగం (Recombination)

ఉత్పతనం

 ఒక పదార్థం ఘనస్థితి నుంచి నేరుగా వాయుస్థితికి మారే ప్రక్రియను ‘ఉత్పతనం’ అంటారు.

ఉదా: కర్పూరం, అయోడిన్, డ్రైఐస్‌ (ఘన కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌) మొదలైన పదార్థాలు ఉత్పతనం చెందుతాయి.

సంక్షేపణం లేదా సాంద్రీకరణం

 ఒక పదార్థం వాయుస్థితి నుంచి ద్రవస్థితికి మారే ప్రక్రియను ‘సాంద్రీకరణం’ లేదా ‘సంక్షేపణం’ అంటారు. ఈ ప్రక్రియ ఆధారంగానే వర్షపాతం సంభవిస్తుంది.

నిక్షేపణం

 ఒక వాయు పదార్థం ఘన స్థితికి మారే ప్రక్రియను ‘నిక్షేపణం’ అంటారు.

 గాలిలోని నీటి ఆవిరి చల్లటి ఉపరితలాన్ని తాకినప్పుడు, అది నేరుగా ఘన మంచు స్పటికాలుగా (తుషారం, Frost ) మారడం నిక్షేపణ ప్రక్రియకు ఒక ఉదాహరణ.

అయనీకరణం

 ఒక పదార్థం వాయు స్థితి నుంచి ప్లాస్మా స్థితికి మారే ప్రక్రియను ‘అయనీకరణం’ అంటారు.

 పిడుగుపాటు సమయంలో గాలి అయనీకరణం చెంది ప్లాస్మాను ఏర్పరుస్తుంది. ఇది కాంతిని మెరుపుగా విడుదల చేస్తుంది.

పునఃసంయోగం

 ఒక పదార్థం ప్లాస్మాస్థితి నుంచి వాయుస్థితికి మారే ప్రక్రియను ‘పునఃసంయోగం’ అంటారు.

 నియాన్‌ బల్పుల్లో నియాన్‌ వాయువు విద్యుత్‌ ప్రవాహం ద్వారా ఉత్తేజితమై ప్లాస్మాగా మారి రంగుల కాంతిని విడుదల చేస్తుంది. విద్యుత్‌ ప్రవాహం ఆపేస్తే ప్లాస్మాస్థితి తిరిగి వాయుస్థితికి చేరుతుంది.

త్రికబిందువు (Tripple Point)

 నీటి ఘన, ద్రవ, వాయు స్థితులు ఒకే సమతాస్థితిలో ఉండే ఉష్ణోగ్రతను ‘త్రికబిందువు’ అంటారు.

 మంచు     ⇌      నీరు      ⇌     నీటి ఆవిరి

 త్రికబిందువు ఉష్ణోగ్రత: 273.16K, 

పీడనం: 0.006 atm
 

రసాయన మార్పు 

* పదార్థం మార్పు చెంది, కొత్త పదార్థం ఏర్పడటాన్ని ‘రసాయన మార్పు’ అంటారు.

*  ఇందులో పదార్థాల సంఘటనంలో మార్పు జరుగుతుంది.

*  రసాయన మార్పును రసాయన చర్యగా పేర్కొంటారు.

*  ఇందులో నూతన పదార్థాలు ఏర్పడటంతో పాటు కొన్ని సందర్భాల్లో కింది మార్పులు కూడా సంభవించొచ్చు.

*  రంగులో మార్పు రావడం.

*  స్థితిలో మార్పు రావడం.

*  వాసనలో మార్పు లేదా కొత్త వాసన వెలువడటం.

*  పెద్దగా శబ్దం రావడం.

*  ఉష్ణాన్ని లేదా కాంతిని గ్రహించడం/ విడుదల చేయడం.

ఉదా: పాలు పెరుగ్గా మారడం.    

*  ఆహారం జీర్ణమయ్యే ప్రక్రియ.

*  ఇనుము తుప్పు పట్టడం.     

*  కిరణజన్యసంయోగ క్రియ.

*  బొగ్గు, ఇంధనాన్ని మండించడం.

*  ఆపిల్, వంకాయ, ఆలుగడ్డలను ముక్కలుగా కోసినప్పుడు గోధుమ రంగు పూత ఏర్పడటం.

*  కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌ వాయువు సున్నపుతేటను తెల్లగా మార్చడం.

*  మామిడికాయ పండుగా మారడం.

ద్రవీభవనం

ఒక పదార్థం ఘనస్థితి నుంచి ద్రవస్థితికి మారే ప్రక్రియను ‘ద్రవీభవనం’ అంటారు.

 ఘన పదార్థం ద్రవ పదార్థంగా మారే నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతను ‘ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత’ లేదా ‘ద్రవీభవన స్థానం’గా పేర్కొంటారు.

  ఒక పదార్థం ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత దానిలోని కణాల మధ్య ఉండే ఆకర్షణ బలాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కణాల మధ్య ఆకర్షణ బలాలు అధికంగా ఉంటే, ఆ పదార్థ ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

 సాధారణ పీడనం వద్ద మంచు ద్రవీభవన స్థానం = 0°C

 ద్రవీభవనం వల్ల సంకోచించే పదార్థాల ద్రవీభవన స్థానం పీడనం పెరుగుదలతో తగ్గుతుంది. ఉదా: మంచు

 ద్రవీభవనం వల్ల వ్యాకోచించే పదార్థాల ద్రవీభవన స్థానం పీడనం పెరుగుదలతో పెరుగుతుంది. ఉదా: సీసం

ఘనీభవనం

ఒక పదార్థం ద్రవ స్థితి నుంచి ఘన స్థితికి మారే ప్రక్రియను ‘ఘనీభవనం’ అంటారు.

 ద్రవపదార్థం ఘనపదార్థంగా మారే నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతను ‘ఘనీభవన ఉష్ణోగ్రత’గా పేర్కొంటారు.

 సాధారణ వాతావరణ పీడనం వద్ద స్వచ్ఛమైన నీటి ఘనీభవన స్థానం = 0°C లేదా 273 k లేదా 32°F

 పదార్థ కణాల మధ్య ఆకర్షణ బలాలు అధికంగా ఉంటే, దాని ఘనీభవన ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

 సాధారణంగా పీడనం పెరిగితే పదార్థ ఘనీభవన ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది.

బాష్పీభవనం

 ఒక పదార్థం ద్రవస్థితి నుంచి వాయుస్థితికి మారే ప్రక్రియను ‘బాష్పీభవనం’ అంటారు.ద్రవ పదార్థం వాయు పదార్థంగా మారే నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతను ‘బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత’ లేదా ‘మరిగే ఉష్ణోగ్రత’గా పేర్కొంటారు.

 సాధారణ పీడనం వద్ద స్వచ్ఛమైన నీటి మరిగే స్థానం లేదా బాష్పీభవన స్థానం = 100-°C లేదా 373K లేదా  212°F.

 నీటిలో మలినాలు కరిగి ఉంటే దాని మరిగే స్థానం పెరుగుతుంది. ద్రవపదార్థంపై పనిచేసే పీడనం పెరిగితే మరిగే స్థానం పెరుగుతుంది. పీడనం ఎక్కువైతే నీరు మరిగే స్థానం పెరుగుతుంది. ఇదే ప్రెషర్‌ కుక్కర్‌ పనిచేసే సూత్రం.

 ఎత్తయిన పర్వతాలపై పీడనం తక్కువ. కాబట్టి బాష్పీభవన ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉంటుంది. అక్కడ ఆహార పదార్థాలు ఉడకబెట్టడానికి ఎక్కువ సమయం పడుతుంది.

 ఏదైనా ద్రవ పదార్థం దాని బాష్పీభవన స్థానం కంటే దిగువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద బాష్పంగా (వాయువు) మారే దృగ్విషయాన్ని ‘ఇగరడం’( Evaporation ) అంటారు.

 ఇగరడం అనేది ఉపరితలంలో జరిగే ప్రక్రియ. కాబట్టి ఉపరితల వైశాల్యం పెరిగితే ఇగరడం వేగంగా జరుగుతుంది. గాలిలో ఆర్థ్రత (తేమశాతం) అధికంగా ఉంటే ఇగిరే వేగం తగ్గుతుంది.

రచయిత

డా. పి. భానుప్రకాష్‌

అసిస్టెంట్‌ ప్రొఫెసర్‌