એલિંગહામ આકૃતિની મહત્વની લાક્ષણિકતાઓ જણાવો. તેની મર્યાદાઓ પણ જણાવો.

(N/A) એલિંગહામ આકૃતિ સામાન્ય રીતે સામાન્ય ધાતુઓ અને રિડક્શનકર્તાઓના ઓક્સાઇડના નિર્માણ માટે $\Delta_{f} G^{\circ}$ વિરુદ્ધ $T$ ના આલેખ ધરાવે છે,$i.e.$,નીચે આપેલી પ્રતિક્રિયા માટે:
$2xM_{(s)} + O_{2_{(g)}} \rightarrow 2M_{x}O_{(s)}$
આ પ્રતિક્રિયામાં,ઓક્સાઇડના નિર્માણમાં વાયુ વપરાય છે; તેથી,આણ્વિક અસ્તવ્યસ્તતા ઘટે છે,જે $\Delta S$ નું ઋણ મૂલ્ય તરફ દોરી જાય છે. પરિણામે,સમીકરણમાં $T\Delta S$ પદની નિશાની ધન બને છે. પરિણામે,વધતા $T$ છતાં $\Delta_{f} G^{\circ}$ ઉચ્ચ બાજુ તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે. પરિણામ એ છે કે $M_{x}O_{(s)}$ ના નિર્માણ માટેની મોટાભાગની પ્રતિક્રિયાઓ માટે વક્રમાં ધન ઢાળ મળે છે.
$(b)$ દરેક પ્લોટ એક સીધી રેખા છે અને ઉપરની તરફ ઢાળ ધરાવે છે સિવાય કે જ્યારે કોઈ તબક્કામાં ફેરફાર ($s \rightarrow l$ અથવા $l \rightarrow g$) થાય. જે તાપમાને આવો ફેરફાર થાય છે તે ધન બાજુ પર ઢાળમાં વધારા દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે ($e.g.$,$Zn, ZnO$ પ્લોટમાં,ગલન વક્રમાં અચાનક ફેરફાર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે).
$(c)$ જ્યારે તાપમાન વધારવામાં આવે છે,ત્યારે વક્રમાં એક બિંદુ આવે છે જ્યાં તે $\Delta_{r} G^{\circ} = 0$ રેખાને ઓળંગે છે. આ તાપમાનની નીચે,ઓક્સાઇડના નિર્માણ માટે $\Delta_{r} G^{\circ}$ ઋણ છે,તેથી $M_{x}O$ સ્થિર છે. આ બિંદુની ઉપર,ઓક્સાઇડના નિર્માણની મુક્ત ઉર્જા ધન છે,અને ઓક્સાઇડ $M_{x}O$ પોતાની મેળે વિઘટન પામશે.
$(d)$ સલ્ફાઇડ અને હેલાઇડ માટે પણ સમાન આકૃતિઓ બનાવવામાં આવે છે. તેના પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે $M_{x}S$ નું રિડક્શન શા માટે મુશ્કેલ છે.
એલિંગહામ આકૃતિની મર્યાદાઓ:
$(i)$ આ આલેખ ફક્ત એ સૂચવે છે કે પ્રતિક્રિયા શક્ય છે કે નહીં,$i.e.$,રિડક્શનકર્તા સાથે રિડક્શનની વૃત્તિ સૂચવવામાં આવે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે તે ફક્ત થર્મોડાયનેમિક ખ્યાલો પર આધારિત છે. તે રિડક્શન પ્રક્રિયાના ગતિશાસ્ત્રને સમજાવતું નથી. તે પ્રશ્નોના જવાબ આપી શકતું નથી જેમ કે રિડક્શન કેટલી ઝડપથી આગળ વધી શકે છે.
$(ii)$ અહીં એ નોંધવું રસપ્રદ છે કે કોઈપણ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા માટે $\Delta H$ (એન્થાલ્પી ફેરફાર) અને $\Delta S$ (એન્ટ્રોપી ફેરફાર) ના મૂલ્યો તાપમાન બદલવા છતાં લગભગ અચળ રહે છે. તેથી,$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ સમીકરણમાં એકમાત્ર પ્રભાવી ચલ $T$ બને છે. જો કે,$\Delta S$ સંયોજનની ભૌતિક સ્થિતિ પર ઘણો આધાર રાખે છે.
$(iii)$ એન્ટ્રોપી સિસ્ટમમાં અસ્તવ્યસ્તતા પર આધારિત હોવાથી,જો કોઈ સંયોજન ઓગળે $(s \rightarrow l)$ અથવા બાષ્પીભવન થાય $(l \rightarrow g)$ તો તે વધશે કારણ કે ઘનમાંથી પ્રવાહી અથવા પ્રવાહીમાંથી વાયુમાં તબક્કો બદલાતા આણ્વિક અસ્તવ્યસ્તતા વધે છે.
$(iv)$ $\Delta_{r} G^{\circ}$ નું અર્થઘટન $K$ $(\Delta G^{\circ} = -RT \ln K)$ પર આધારિત છે. આમ,એવું માનવામાં આવે છે કે પ્રક્રિયકો અને ઉત્પાદનો સંતુલનમાં છે: $M_{x}O + A_{red} \rightleftharpoons xM + A_{red}O$. આ હંમેશા સાચું નથી કારણ કે પ્રક્રિયક/ઉત્પાદન ઘન હોઈ શકે છે. વ્યાપારી પ્રક્રિયાઓમાં પ્રક્રિયકો અને ઉત્પાદનો ટૂંકા સમય માટે સંપર્કમાં હોય છે.