சமநிலை பின்னப்பிரிகை

சமநிலை ஓரகத்தனிமப் பகுப்பு என்பது வேதியியற் சமநிலையில் உள்ள இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பொருள்களுக்கு இடையில் ஓரிடத்தான்களை பகுதியளவு பிரிப்பதாகும். சமநிலைப் பின்னப்பிரிகை அல்லது சமநிலை பகுதிப்படுத்தல் (Equilibrium fractionation) குறைந்த வெப்பநிலையில் வலிமையானதாக உள்ளது. மேலும் ( இயக்கவியல் ஓரகத்தனிம விளைவுகளுடன் ) மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஓரகத்தனிம பேலியோவெப்பநிலைமானிகளின் (அல்லது காலநிலைப் பதிலிகளின்) அடிப்படையாக அமைகிறது: பனிக்கட்டிகளிலிருந்து D/H மற்றும் <sup id="mwDg">18</sup> O/ <sup id="mwDw">16</sup> O ஆகியவற்றிற்கான பதிவுகளும், கால்சியம் கார்பனேட்டிலிருந்து ¹⁸O/¹⁶O ஆகியவற்றிற்கான பதிவுகளும் கிடைக்கப் பெற்றுள்ளன. புவியியல் வெப்பநிலைப் பதிவுகளை உருவாக்க இது மிகவும் முக்கியமானது. ஹைட்ரஜன் ( D/H ) முதல் யுரேனியம் ( <sup id="mwGA">238</sup> U/ <sup id="mwGQ">235</sup> U ) வரையிலான பல தனிமங்களில் சமநிலை செயல்முறைகளுக்குக் காரணமான ஓரிடத்தனிம பின்னப்பிரிகைகள் காணப்படுகின்றன. பொதுவாக, ஒளித் தனிமங்கள் (குறிப்பாக ஹைட்ரஜன், போரான், கார்பன், நைட்ரஜன், ஆக்சிஜன் மற்றும் கந்தகம் ) பின்னப்பிரிகைக்கு மிகவும் எளிதில் ஆட்படுகின்றன. மேலும், இவற்றின் ஐசோடோப்புகள் கனமான தனிமங்களை விட அதிக அளவில் பிரிக்கப்படுகின்றன.

வரையறை

பெரும்பாலான சமநிலைப் பின்னப்பிரிகைகள் அதிர்வு ஆற்றலில் (குறிப்பாக பூஜ்ஜிய-புள்ளி ஆற்றல் அல்லது அடிநிலை ஆற்றல் ) குறைவதால் ஏற்படும் என்று கருதப்படுகிறது. இது ஓரகத்தனிம மாற்றீட்டிற்கு அதிர்வு ஆற்றலின் அதிக உணர்திறன் கொண்ட பொருட்களில் பாரிய ஐசோடோப்புகளின் அதிகச் செறிவுகளுக்கு அதாவது, அதிக பிணைப்பு விசை மாறிலிகள் கொண்டவற்றின் மாற்றீட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது.

AX மற்றும் BX மூலக்கூறுகளில் "X" என்ற தனிமத்தின், ^{வார்ப்புரு:Mvar} X மற்றும் ^{வார்ப்புரு:Mvar} X ஆகிய இரண்டு ஓரகத்தனிமங்களின் பரிமாற்றம் சம்பந்தப்பட்ட வேதிவினையில்,

பாகுபடுத்தல் தோல்வி (தொடரமைப்புத் தவறு): {\displaystyle \ce{{A^\mathit{l} X} + B^\mathit{h} X <=> {A^\mathit{h} X} + B^\mathit{l} X}}

ஒவ்வொரு வினைபடு மூலக்கூறும் ஓரகத்தனிமங்களின் பங்கீட்டைத் தவிர (அதாவது, அவை ஓரக மூலக்கூறுகள் ) தயாரிப்புக்கு ஒத்ததாக இருக்கும். ஒரு பரிமாற்ற வினையில் ஓரகத்தனிம பின்னப்பிரிகையின் அளவு ஒரு பின்னப்பிரிகை காரணியாக வெளிப்படுத்தப்படலாம்:

$\alpha =\frac{{(}^h\mathrm{X}{/}^l\mathrm{X}{)}_{\mathrm{A}\mathrm{X}}}{{(}^h\mathrm{X}{/}^l\mathrm{X}{)}_{\mathrm{B}\mathrm{X}}}$

$\alpha =1$ ஓரகத்தனிமங்கள் AX மற்றும் BX இடையே சமமாக ஓரகத்தனிம பின்னப்பிரிகை இல்லாமல் பகிர்ந்தளிக்கப்படுகின்றன. $\alpha >1$ ^{வார்ப்புரு:Mvar} X ஆனது AX என்ற பொருளில் செறிவூட்டப்பட்டிருப்பதைக் குறிக்கிறது, மற்றும் $\alpha <1$ ^{வார்ப்புரு:Mvar} X என்பது பொருள் BX இல் செறிவூட்டப்பட்டிருப்பதைக் குறிக்கிறது. வார்ப்புரு:Mvar சமநிலை மாறிலியுடன் (K _eq ) நெருங்கிய தொடர்புடையது:

$\alpha =(K_{eq}\cdot \mathrm{\Pi }{\sigma }_{Products}/\mathrm{\Pi }{\sigma }_{Reactants}{)}^{1/n}$

இதில் $\mathrm{\Pi }{\sigma }_{Products}$ விளைபொருள்களின் சுழற்சி சமச்சீர் எண்களின் பெருக்கற்பலனாகும் (பரிமாற்ற வேதிவினையின் வலது பக்கம்), $\mathrm{\Pi }{\sigma }_{Reactants}$ வேதிவினைகளின் சுழற்சி சமச்சீர் எண்களின் பெருக்கற்பலனாகும் (பரிமாற்ற வேதிவினையின் இடது பக்கம்), மற்றும் வார்ப்புரு:Mvar என்பது பரிமாற்றப்படும் அணுக்களின் எண்ணிக்கை.

சமநிலை ஓரகத்தனிம பின்னப்பிரிகையின் ஒரு எடுத்துக்காட்டு , நீர் நீராவியுடன் ஒப்பிடும்போது, திரவ நீரில் ஆக்ஸிஜனின் கனமான ஐசோடோப்புகளின் செறிவு ஆகும்.

$\mathrm{H}\mathrm{2}{}^{\mathrm{1}\mathrm{6}}\mathrm{O}\mathrm{(}\mathrm{l}\mathrm{)}+\mathrm{H}\mathrm{2}{}^{\mathrm{1}\mathrm{8}}\mathrm{O}\mathrm{(}\mathrm{g}\mathrm{)}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{H}\mathrm{2}{}^{\mathrm{1}\mathrm{8}}\mathrm{O}\mathrm{(}\mathrm{l}\mathrm{)}+\mathrm{H}\mathrm{2}{}^{\mathrm{1}\mathrm{6}}\mathrm{O}\mathrm{(}\mathrm{g}\mathrm{)}$

20 °செல்சியசில், இந்த வேதிவினைக்கான சமநிலைப் பிரிப்பு காரணி

$\alpha =\frac{({\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{18}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}18}\mathrm{O}/{\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{16}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}16}\mathrm{O}){\phantom{A}}_{\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{q}\mathrm{u}\mathrm{i}\mathrm{d}}}{({\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{18}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}18}\mathrm{O}/{\phantom{A}}_{\phantom{}}^{\phantom{16}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}}^{\phantom{2}16}\mathrm{O}){\phantom{A}}_{\mathrm{V}\mathrm{a}\mathrm{p}\mathrm{o}\mathrm{r}}}=1.0098$

சமநிலைப் பின்னப்பிரிகை என்பது நிறை-சார்ந்த ஓரகத்தனிமப் பிரிகையின் ஒரு வகையாகும், அதே சமயம் நிறை-சாராத பின்னப்பிரிகை பொதுவாக சமநிலையற்ற செயல்முறையாகக் கருதப்படுகிறது.