सभी मौजूदा वस्तुएं, तरल पदार्थ और गैसें शुद्ध पदार्थ और मिश्रण हैं। यह जाने बिना कि वे क्या हैं, उन्हें भ्रमित करना बहुत आसान है। एक को दूसरे से कैसे अलग करें? आइए इसका पता लगाते हैं।

तत्वों से पदार्थ तक

वर्तमान में 118 ज्ञात हैं रासायनिक तत्व. उनके अपने नाम और रासायनिक प्रतीक हैं, जिन्हें निरूपित किया जाता है लैटिन अक्षरों के साथ. उनमें से प्रत्येक एक प्रकार के परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करता है जिनमें एक निश्चित संख्या में इलेक्ट्रॉनों को एक सख्त क्रम में व्यवस्थित किया जाता है।

तत्व अजीबोगरीब हैं निर्माण सामग्री. उनकी तुलना ईंटों से की जा सकती है: संपर्क में, वे दीवारें और यहां तक ​​​​कि पूरी इमारत बनाते हैं। तो, एक दूसरे के साथ जुड़कर, एक तत्व के परमाणु एक साधारण पदार्थ (ऑक्सीजन ओ 2, हाइड्रोजन एच 2, नाइट्रोजन एन 2, आदि) का "निर्माण" कर सकते हैं। जटिल, बदले में, विभिन्न तत्वों (पानी एच 2 ओ, अमोनिया एनएच 3, आदि) के संलयन से बनता है।

दोनों ही मामलों में, वे शुद्ध पदार्थ हैं। क्यों? क्योंकि कनेक्शन रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से होता है। इस मामले में, ऊर्जा जारी या अवशोषित की जा सकती है।

मिश्रण क्या है?

मिश्रण में दो या दो से अधिक विभिन्न घटक भी होते हैं। लेकिन इसके घटक भाग नहीं हैं व्यक्तिगत तत्व, और पदार्थ (जटिल और सरल दोनों हो सकते हैं)। मिश्रण या तो विषमांगी या सजातीय होते हैं।

पहला समझने में बहुत आसान है। उनमें, घटकों को विशुद्ध रूप से यांत्रिक रूप से मिश्रित किया जाता है और निस्पंदन, चुंबक, बसने और अन्य तरीकों से शांति से एक दूसरे से अलग किया जाता है। विषमांगी मिश्रण विषमांगी होते हैं, और उनके घटक अपने व्यक्तिगत गुणों को पूरी तरह से बरकरार रखते हैं।

इस तरह के गठन का एक उदाहरण नदी की रेत को पानी में मिलाना है। वे एक नए पदार्थ को मिलाने और बनाने में सक्षम नहीं होंगे, और एक छलनी का उपयोग करने पर आसानी से अलग हो जाते हैं।

सजातीय मिश्रण एक प्रतीत होता है सजातीय पदार्थ बनाते हैं। वे गैस, ठोस या तरल समाधान हैं। उनके घटक भी अपने प्राथमिक गुणों को बरकरार रखते हैं, लेकिन यंत्रवत् रूप से अलग नहीं किए जा सकते। उन्हें अलग करने के लिए अधिक परिष्कृत तरीकों का उपयोग किया जाता है: आसवन, क्रिस्टलीकरण, सोखना (अवशोषण), निष्कर्षण (एक घटक का विघटन), आदि।

एक विशिष्ट सजातीय मिश्रण हवा है। इसमें विभिन्न गैसें, धूल के दाने, पानी की बूंदें शामिल हैं। समुद्र का पानी भी शुद्ध पदार्थ नहीं है। पानी के अलावा, इसमें धातु के लवण (सोडियम, क्लोरीन, पोटेशियम और अन्य) होते हैं।

मिश्रण और पदार्थों के बीच अंतर

कभी-कभी मिश्रण और शुद्ध पदार्थों को भ्रमित करना बहुत आसान होता है। उदाहरण के लिए, पीतल है धात्विक गुणऔर किसी प्रकार की धातु की तरह दिखता है। हालांकि, यह एक मिश्र धातु है जिसमें तांबा, जस्ता और अन्य घटक (अक्सर टिन, निकल, सीसा, लोहा) होते हैं।

क्या अंतर है? मुख्य अंतर यह है कि पदार्थ पूरी तरह से सजातीय गठन है। रासायनिक अभिक्रियाओं का उपयोग करके ही इसके घटक भागों को अलग करना संभव है। एक शुद्ध पदार्थ के गुण उसके घटकों के गुणों से अलग-अलग होते हैं, यह एक नई संरचना है और अन्य गुणों को प्राप्त करता है।

इसके अलावा, पदार्थ की एक निरंतर संरचना होती है। सभी ज्ञात संरचनाओं की सूची के साथ एक विशेष रजिस्टर भी है। इसके विपरीत, मिश्रण में स्पष्ट संरचना नहीं होती है। एक ही पीतल में निकल कम और दूसरी धातु अधिक हो सकती है, लेकिन यह अभी भी पीतल है। उदाहरण के लिए चाय में आप कम या ज्यादा चीनी मिला सकते हैं, लेकिन यह इसे चाय बनने से नहीं रोकता है। यदि, हालांकि, शुद्ध पानी एच 2 ओ के एक अणु से ऑक्सीजन (ओ) को हटा दिया जाता है, तो यह पानी नहीं होगा, बल्कि हाइड्रोजन का एक अणु - एक रंगहीन गैस होगा।

अतिरिक्त शुद्ध पदार्थ

प्रकृति में, मिश्रण पदार्थों की तुलना में अधिक सामान्य होते हैं। हाँ अंदर पृथ्वी की पपड़ीकई खनिज, धातु अयस्क और गैस हैं, लेकिन उन्हें साफ कहना मुश्किल है। उनमें से अधिकांश में अशुद्धियाँ होती हैं।

वे आम तौर पर औद्योगिक उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं हैं। इसलिए, वे सभी प्रकार से शुद्ध और एक दूसरे से अलग हो जाते हैं। वे पदार्थ जिनमें अशुद्धियों का इतना कम प्रतिशत होता है कि वे इसके गुणों को प्रभावित नहीं कर सकते हैं, अल्ट्राप्योर या अतिरिक्त शुद्ध कहलाते हैं। वे बहुत गहन सफाई से प्राप्त होते हैं। तो, अर्धचालक बनाने के लिए, आपको सबसे सजातीय पदार्थ की आवश्यकता होती है, इसलिए, न केवल इसके लिए सामग्री, बल्कि उस कमरे में हवा भी जहां इसे उत्पादित किया जाता है, अशुद्धियों से समाप्त हो जाता है।

शुद्ध पदार्थ और मिश्रण।

प्रकृति में एक व्यक्तिगत अवस्था में पदार्थ व्यावहारिक रूप से मौजूद नहीं होते हैं। वे एक दूसरे के साथ मिश्रित होते हैं और मिश्रण और समाधान बनाते हैं। मिश्रण समुद्र और कार्बोनेटेड पानी, दूध और रस, ग्रेनाइट और स्टील हैं।

प्राचीन यूनानी वैज्ञानिकों को मिश्रण और शुद्ध पदार्थों का विचार था। इन विचारों के अनुसार, एक शुद्ध पदार्थ में एक ही प्रकार के कण होते हैं, और मिश्रण में विभिन्न कण होते हैं। तो, एक शुद्ध पदार्थ में समान अणु होते हैं, और विभिन्न के मिश्रण होते हैं।

किसी भी पदार्थ के बारे में बात करते समय उनका हमेशा यही मतलब होता है कि यह पदार्थ शुद्ध है और एक ही प्रकार के कणों से मिलकर बना है। लेकिन व्यवहार में, एक आदर्श शुद्ध पदार्थ को मिश्रण से अलग करना असंभव है, क्योंकि एक पदार्थ के कणों के बीच, दूसरे पदार्थ के कई कण अनिवार्य रूप से होंगे, यानी आदर्श रूप से शुद्ध पदार्थ नहीं होते हैं। यहां तक ​​कि वे पदार्थ जिन्हें शुद्ध कहा जाता है, उनमें अन्य पदार्थों के विदेशी कण होते हैं - अशुद्धियाँ।

आमतौर पर पूरी तरह से शुद्ध पदार्थों की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन कभी-कभी विदेशी अशुद्धियां प्रयोगों में हस्तक्षेप कर सकती हैं। इसलिए, जब रासायनिक अभिकर्मकों की बात आती है, तो शुद्धता की डिग्री का संकेत दिया जाना चाहिए, ऐसे निशान रासायनिक अभिकर्मकों के साथ जार पर देखे जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि लेबल "तकनीकी" (तकनीकी) कहता है, तो ऐसे पदार्थ में कई, कई प्रतिशत अशुद्धियाँ होती हैं। प्रयोगों के लिए, ऐसे पदार्थों का आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है, हालांकि निर्माण में, कारखानों में, शुद्धता की यह डिग्री आमतौर पर काफी पर्याप्त होती है। शुद्धता की डिग्री "एम" (शुद्ध) या "एचसीएच" (रासायनिक रूप से शुद्ध) का मतलब है कि बहुत कम अशुद्धियां हैं, एक प्रतिशत से भी कम। "शुद्ध" अभिकर्मकों का उपयोग दवाओं के उत्पादन के लिए किया जा सकता है, और "रासायनिक रूप से शुद्ध" - बाहर ले जाने के लिए वैज्ञानिक प्रयोगों. कभी-कभी बहुत शुद्ध पदार्थों की आवश्यकता होती है। ऐसे अभिकर्मकों को "OSCh" (अत्यधिक शुद्ध) चिह्न के साथ नामित किया गया है। उनमें, एक नियम के रूप में, 10-6 प्रतिशत से कम अशुद्धियाँ होती हैं। इस तरह के अभिकर्मकों की आवश्यकता बहुत सटीक प्रयोगों के साथ-साथ कंप्यूटरों के लिए माइक्रोक्रिकिट्स के उत्पादन में होती है। पदार्थों की शुद्धि एक महंगा ऑपरेशन है, इसलिए पदार्थ जितना शुद्ध होगा, उतना ही महंगा होगा।

प्राय: द्वारा दिखावटमिश्रण में अलग-अलग पदार्थों के बीच अंतर करना संभव नहीं है। उदाहरण के लिए, हम यह नहीं देखते हैं कि वायु कई गैसों का मिश्रण है। यह भी उपस्थिति से निर्धारित नहीं किया जा सकता है कि दूध एक मिश्रण है। विभिन्न पदार्थ, और हमारे आस-पास की अधिकांश धातु की वस्तुएं मिश्र धातुओं से बनी होती हैं, शुद्ध धातुओं से नहीं। ऐसे मिश्रण कहलाते हैं सजातीय. सजातीय मिश्रण बनाने वाले कण इतने छोटे होते हैं कि उन्हें नग्न आंखों से देखना असंभव है।

इसी दौरान विषमांगी मिश्रणव्यक्तिगत पदार्थों को नग्न आंखों से देखा जा सकता है।

मिश्रण में सभी पदार्थ (घटक) अपने गुणों को बरकरार रखते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप लोहे के चूर्ण को टेबल नमक के साथ मिलाकर इस मिश्रण में चुम्बक लाते हैं, तो लोहा आकर्षित होता है, लेकिन नमक नहीं। और अगर उसी मिश्रण में पानी मिला दिया जाए तो नमक घुल जाएगा, लेकिन लोहा नहीं घुलेगा. सामग्री का उत्पादन इस सिद्धांत पर आधारित है, क्योंकि अधिकांश सामग्री मिश्रण हैं। उदाहरण के लिए, शुद्ध सोना एक बहुत ही नरम और निंदनीय धातु है। यह गुण अधिकांश गहनों के निर्माण में असुविधा पैदा करता है, इसलिए सोने में एक निश्चित मात्रा में चांदी अवश्य मिलाई जाती है। बेशक, इस तरह के मिश्रण (मिश्र धातु) का रंग शुद्ध सोने के रंग से थोड़ा अलग होता है, लेकिन इससे बने उत्पाद बहुत मजबूत होते हैं और एक छोटे से झटके से खराब नहीं होते हैं।

विषम मिश्रण होते हैं, इसके व्यक्तिगत घटक नग्न आंखों को दिखाई देते हैं, उदाहरण के लिए, पानी में रेत के दाने। लेकिन हमारे आसपास के अधिकांश मिश्रण सजातीय हैं और बाह्य रूप से शुद्ध पदार्थों से लगभग अप्रभेद्य हैं। एक शुद्ध पदार्थ हमेशा सजातीय होता है, इसलिए, महत्वपूर्ण वृद्धि के साथ भी, इसके घटक क्रिस्टल या अनाज समान रूप से दिखाई देते हैं।

मिश्रण के भौतिक गुणों को अलग-अलग घटकों के भौतिक गुणों से अलग करके मिश्रण को शुद्ध पदार्थों से अलग किया जा सकता है। इस तथ्य के बावजूद कि प्रत्येक पदार्थ मिश्रण को उसके गुण देता है, मिश्रण में कभी भी वही गुण नहीं होते हैं जो शुद्ध पदार्थों में अलग-अलग होते हैं। उदाहरण के लिए, टिन और लेड (एक मिश्र धातु) का मिश्रण शुद्ध टिन या लेड के गलनांक से नीचे के तापमान पर पिघलेगा। और पानी में चाय या चीनी का घोल शुद्ध पानी की तुलना में अधिक तापमान पर उबलने लगेगा। इस मामले में, मिश्रण के गलनांक या क्वथनांक को मापने और संदर्भ पुस्तक के डेटा के साथ परिणाम की तुलना करने के लिए पर्याप्त है।

शुद्ध पदार्थ एक तापमान पर पिघलते और उबालते हैं, और मिश्रण - एक छोटे से तापमान रेंज में। यदि आप एक गिलास में थोड़ी सी बर्फ डालते हैं और उसमें थर्मामीटर डालते हैं, तो बर्फ का तापमान 0 डिग्री सेल्सियस से ऊपर नहीं बढ़ेगा जब तक कि यह पूरी तरह से पिघल न जाए। यदि आप पैराफिन को गर्म करते हैं, तो यह एक तापमान पर पिघलने लगता है, और जब यह पूरी तरह से तरल हो जाता है, तो थर्मामीटर अधिक तापमान दिखाएगा। तो, पैराफिन उन पदार्थों का मिश्रण है जो विभिन्न तापमानों पर पिघलते हैं।

शुद्ध पदार्थ प्रकृति में बहुत दुर्लभ हैं। एकत्रीकरण के विभिन्न राज्यों में विभिन्न पदार्थों के मिश्रण से विषम और सजातीय प्रणाली - छितरी हुई प्रणाली और समाधान बन सकते हैं।

छितरी हुई प्रणालियों और समाधानों का वर्गीकरण योजना 2 में दिखाया गया है।

योजना।छितरी हुई प्रणालियों और समाधानों का वर्गीकरण

प्रत्येक पदार्थ में केवल निहित गुणों का एक समूह होता है, हालांकि, ये गुण केवल एक ही व्यक्तिगत पदार्थ के लिए निश्चित होते हैं, अन्य पदार्थों के साथ मिश्रित नहीं होते हैं। इसलिए, शुद्ध पदार्थों और पदार्थों के मिश्रण के बीच अंतर करना आवश्यक है।

शुद्ध सामग्रियाँ

शारीरिक और रासायनिक गुणयदि पदार्थ शुद्ध है तो स्थिर हैं।

व्यावहारिक रूप से शुद्ध पदार्थों के उदाहरण कुछ धातुएँ हैं, जिनमें अशुद्धता की मात्रा वजन के कई सौवें या हज़ारवें हिस्से से अधिक नहीं होती है। उदाहरण के लिए, 99.99% की शुद्धता वाला तांबा या सोने की छड़ें, जिसमें इसकी सामग्री 99.999% के आंकड़ों में व्यक्त की जाती है। इसका मतलब है कि प्रत्येक 100,000 धातु परमाणुओं के लिए केवल 1 अन्य परमाणु होता है।

वे पदार्थ जिनमें अन्य पदार्थों की अशुद्धियाँ नहीं होती हैं, शुद्ध कहलाते हैं। किसी भी शुद्ध पदार्थ में निहित गुणों का एक समूह होता है। गुणों की निरंतरता किसी पदार्थ की शुद्धता का प्रतीक है।

पदार्थों का मिश्रण

प्रकृति में, पदार्थ लगभग कभी भी शुद्ध रूप में नहीं पाए जाते हैं। मिश्रण बनाने के लिए कुछ पदार्थों को दूसरों के साथ मिलाया जाता है।

यदि मिश्रण में लगभग पूरी तरह से एक पदार्थ होता है, तो इसे आमतौर पर इस पदार्थ के समान ही कहा जाता है। मिश्रणों के उदाहरण जिनका आप सामना करते हैं रोजमर्रा की जिंदगी, चित्र में दिए गए हैं।

यह देखा जा सकता है कि इन मिश्रणों में कई घटक भाग- अवयव।

खनिज - कई पदार्थों का मिश्रण

दूध एक विषमांगी मिश्रण है

मिश्रण का पृथक्करण

शुद्ध पदार्थ दुर्लभ हैं, उदाहरण के लिए, में रासायनिक प्रयोगशालाएं, किसी फार्मेसी में, रासायनिक उद्यमों में (शुद्ध पदार्थों के उदाहरण चित्र में हैं)।

उन्हें प्राप्त करने के लिए, आपको यह सीखना होगा कि मिश्रण को कैसे अलग किया जाए और प्रत्येक पदार्थ को अलग-अलग कैसे किया जाए। इसके लिए हैं विभिन्न तरीकेमिश्रण का पृथक्करण।

विषम मिश्रणों का पृथक्करण

सबसे ज्यादा सरल तरीकेअलगाव - कायम रखने. यह विधि पर आधारित है अलग घनत्वमिश्रण के घटक और दो तरल पदार्थों (उदाहरण के लिए, गैसोलीन - पानी), तरल और ठोस पदार्थों (उदाहरण के लिए, रेत - पानी) के विषम मिश्रण को अलग करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

एक तरीका छानने का काम, कुछ झरझरा पदार्थों की कणों को बनाए रखने की क्षमता पर आधारित है जो दी गई सामग्री के छिद्र आकार से बड़े हैं। निस्पंदन की मदद से, ठोस और तरल पदार्थों (चाक - पानी, मिट्टी - पानी) के विषम मिश्रण को अलग करना संभव है।

विभिन्न पदार्थों के मिश्रण को जमने और छानने से अलग करना

सजातीय मिश्रण का पृथक्करण

- वाष्पीकरण. विधि मिश्रण घटकों के क्वथनांक में अंतर पर आधारित है और इसका उपयोग ठोस और तरल पदार्थों (नमक-पानी, चीनी-पानी) के सजातीय मिश्रण को अलग करने के लिए किया जा सकता है। वाष्पीकरण विधि का उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब ठोस और तरल के सजातीय मिश्रण से केवल ठोस को अलग करने की आवश्यकता होती है।

वाष्पीकरण। नमक की झील में नमक का वाष्पीकरण

- आसवन (या आसवन)मिश्रण के घटकों के बीच क्वथनांक के अंतर के आधार पर। अक्सर, आसवन का उपयोग कई तरल घटकों या ठोस और तरल घटकों के सजातीय मिश्रण को अलग करने के लिए किया जाता है। वाष्पीकरण विधि के विपरीत, मिश्रण से सभी घटकों को अलग करने के लिए आसवन का उपयोग किया जाता है। रासायनिक प्रयोगशालाओं में, इस विधि का उपयोग करके आसुत जल प्राप्त किया जाता है जिसमें भंग लवण नहीं होते हैं। मध्य पूर्व के देशों में, प्राप्त करने के लिए इस पद्धति का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है पेय जलसमुद्र से।

तरल पदार्थ के आसवन के लिए प्रयोगशाला संयंत्र

तो आज हमने सीखा:

वे पदार्थ जिनमें अन्य पदार्थों की अशुद्धियाँ नहीं होती हैं, शुद्ध कहलाते हैं;

एक शुद्ध पदार्थ में निरंतर गुण होते हैं जिसके द्वारा इसे अन्य पदार्थों से अलग किया जा सकता है;

मिश्रण सजातीय और विषमांगी होते हैं;

पदार्थों को एक विषम मिश्रण से बसने और छानने से अलग किया जा सकता है;

पदार्थों को वाष्पीकरण और आसवन द्वारा एक सजातीय मिश्रण से अलग किया जा सकता है।

पैराग्राफ टेस्ट लें

निम्नलिखित प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास करें: "क्या इसके लिए समुद्र के पानी का उपयोग करके पानी के गुणों का अध्ययन करना सही होगा?" स्वाभाविक रूप से, नहीं, क्योंकि समुद्र का पानी शुद्ध एच 2 ओ नहीं है, बल्कि इसमें विभिन्न पदार्थों का मिश्रण है। सबसे पहले, ये लवण हैं (उनका मुख्य द्रव्यमान सोडियम क्लोराइड है), वे समुद्र के पानी को एक अजीब कड़वा-नमकीन स्वाद देते हैं। बिल्कुल हर पदार्थ जिसे पानी से अलग किया जा सकता है, उसके कुछ गुण होते हैं। हालांकि, पानी स्वयं, जो विदेशी अशुद्धियों से दूषित नहीं है या उनमें से बहुत कम है - आसुत जल, है विशिष्ट गुण. यह 0°C पर जम जाता है, जबकि समुद्र का पानी -1.9°C पर जम जाता है।

प्राकृतिक जल पूरी तरह से शुद्ध नहीं हो सकता। सबसे शुद्ध वर्षा का पानी है, हालांकि, इसमें एक निश्चित मात्रा में अशुद्धियाँ भी होती हैं जो हवा से पकड़ी जाती हैं।

रोजमर्रा की जिंदगी में, एक नियम के रूप में, हम शुद्ध पदार्थों का नहीं, बल्कि पदार्थों के मिश्रण का सामना करते हैं। इस तरह के मिश्रण विषम हो सकते हैं (उदाहरण के लिए, एक नदी से गंदा पानी, रेत और मिट्टी के अघुलनशील कण होते हैं, उन्हें नग्न आंखों से देखा जा सकता है) और सजातीय (चीनी, शराब के समाधान), पदार्थों के बीच इंटरफेस नहीं देखा जा सकता है उन्हें।

सजातीय मिश्रणों को तरल, ठोस और गैसीय में विभाजित किया जा सकता है। सबसे महत्वपूर्ण गैसीय मिश्रण हवा है, जो ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड, आर्गन और अन्य पदार्थों का मिश्रण है। ठोस मिश्रण से कांच और विभिन्न मिश्र धातुओं को प्रतिष्ठित किया जा सकता है - कांस्य, पीतल, स्टील।

विभिन्न मिश्रणों की संरचना काफी विविध हो सकती है, शुद्ध पदार्थों के विपरीत, उनके अलग-अलग गुण होते हैं। शुद्ध जल 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर बर्फ में बदल जाता है, अगर हम इसमें टेबल सॉल्ट घोलते हैं, तो इसका हिमांक काफी कम हो जाएगा। उदाहरण के लिए, इस तरह के तरीकों का उपयोग शहरी उपयोगिताओं के आलसी कर्मचारियों द्वारा किया जाता है, जब गंभीर ठंढों और काली बर्फ की अवधि के दौरान, फुटपाथों को औद्योगिक टेबल नमक के साथ छिड़का जाता है।

मिश्रण की संरचनारासायनिक विश्लेषण द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। यह विधि व्यापक है, यह सबसे महत्वपूर्ण आर्थिक समस्याओं के साथ-साथ वैज्ञानिक और तकनीकी समस्याओं को हल करने में आवश्यक है।

स्थिति नियंत्रण वातावरणहवा, पानी और मिट्टी को प्रदूषित करने वाली अशुद्धियों की सघनता को निर्धारित किए बिना असंभव है। विभिन्न खनिजों की खोज में चट्टानों और अयस्कों के विश्लेषण का उपयोग किया जाता है। आइए हम प्रसिद्ध जासूस, ए। कॉनन डॉयल द्वारा कई कार्यों के नायक, शर्लक होम्स को याद करें: वह हमेशा रासायनिक विश्लेषण का उपयोग करके संदिग्ध के अपराध या निर्दोषता को निर्धारित करने में कामयाब रहे, जिसने जासूस के खाली समय का एक महत्वपूर्ण हिस्सा लिया। एक पुरातत्वविद् और एक फोरेंसिक वैज्ञानिक, एक चिकित्सक और एक कला समीक्षक दोनों ही रासायनिक विश्लेषण के बिना नहीं कर सकते। इसके अलावा, अंतरिक्ष अनुसंधान, ग्रहों की वायुमंडलीय गैसों, उनकी चट्टानों का अध्ययन, चंद्र मिट्टी की संरचना का अध्ययन इस श्रमसाध्य प्रक्रिया के बिना असंभव है।

रासायनिक विश्लेषण का उपयोग करके विशेष तकनीकों और विधियों की मदद से, अत्यधिक शुद्ध पदार्थ बनाना संभव है, उनमें अशुद्धियों की सामग्री, जो उनके गुणों को प्रभावित करती है, एक सौ हजारवें या एक प्रतिशत के दस लाखवें हिस्से से अधिक नहीं होती है। ऐसे पदार्थ परमाणु ऊर्जा इंजीनियरिंग, फाइबर ऑप्टिक्स और अर्धचालक उद्योग में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। मौलिक रूप से नए उपकरणों या तकनीकी प्रक्रियाओं के निर्माण के लिए विशेष रूप से शुद्ध पदार्थ, या बल्कि उनके गुण आवश्यक हैं।

रसायन विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण समस्याओं में से एक पदार्थों का शुद्धिकरण है। निलंबित कणों से प्राकृतिक पानी को शुद्ध करने के लिए, इसे एक झरझरा पदार्थ की एक परत के माध्यम से पारित किया जाता है, जैसे कि कोयला, या पकी हुई मिट्टी। अगर हम पानी की अधिक मात्रा की बात करें तो ऐसे में रेत और बजरी से बने फिल्टर का इस्तेमाल किया जाता है।

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शुद्ध पदार्थकेवल एक प्रकार के कण होते हैं। उदाहरण चांदी (केवल चांदी के परमाणु युक्त), सल्फ्यूरिक एसिड और कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) (केवल संबंधित पदार्थों के अणु युक्त) हैं। सभी शुद्ध पदार्थों में स्थिरांक होते हैं भौतिक गुण, उदाहरण के लिए, गलनांक (T pl) और क्वथनांक (T kip)।

कोई पदार्थ शुद्ध नहीं होता यदि उसमें एक या अधिक अन्य पदार्थ की मात्रा हो - दोष.

संदूषक हिमांक को कम करते हैं और एक स्वच्छ द्रव के क्वथनांक को बढ़ाते हैं। उदाहरण के लिए, यदि पानी में नमक मिलाया जाता है, तो घोल का हिमांक कम हो जाएगा।

घोला जा सकता हैदो या अधिक से मिलकर बनता है पदार्थ। मिट्टी, समुद्र का पानी, हवा सभी विभिन्न मिश्रणों के उदाहरण हैं। कई मिश्रणों को उनके घटक भागों में अलग किया जा सकता है - अवयव- उनके भौतिक गुणों में अंतर के आधार पर।

अंतर करना सजातीय (सजातीय) और विषम (विषम) मिश्रण।विशेषता सजातीय मिश्रणयह है कि इस तरह के मिश्रण के घटकों के बीच कोई इंटरफेस नहीं है। इस मामले में, मिश्रण कहा जाता है एकल चरण(अवस्थादृश्य इंटरफ़ेस द्वारा अन्य भागों से अलग किए गए सिस्टम का हिस्सा)। एक चरण के भीतर, घटकों के भौतिक गुण स्थिर रहते हैं। प्रति सजातीय प्रणालीसही समाधान हैं (विलेय का कण आकार विलायक के कण आकार से संबंधित है और ≤10 -9 मीटर है)।

विशेषता विजातीय मिश्रणयह है कि हम इसके घटकों के बीच इंटरफेस का निरीक्षण कर सकते हैं। जब कोई घटक एक चरण से दूसरे चरण में जाता है, तो उसके गुण नाटकीय रूप से बदल जाते हैं। विषमांगी मिश्रण भी कहलाते हैं बिखरी हुई प्रणालियाँ। फैलाव प्रणालीएक फैलाव माध्यम (विलायक, निरंतर चरण) और एक परिक्षिप्त चरण (विलेय या असंतत चरण) से मिलकर बनता है

प्रति विषमांगी मिश्रणछितरी हुई प्रणालियाँ शामिल हैं (विलेय का कण आकार विलायक के कण आकार से काफी अधिक है और ≥10 -9 मीटर है)। वे मिश्रण जिनमें किसी पदार्थ के कण का आकार 10 -7 -10 -9 m होता है, कोलॉइडी निकाय होते हैं।

बिखरी हुई प्रणालियों में शामिल हैं:

निलंबन, एक ठोस और तरल चरण (पदनाम टी / एल; टी-फैलाने वाला चरण, एल-फैलाव माध्यम) से युक्त मिश्रण

इमल्शन, 2 या अधिक अमिश्रणीय तरल पदार्थों का मिश्रण (पदनाम - एल / एल। छितरी हुई अवस्था और तरल का फैलाव माध्यम घनत्व और क्वथनांक में भिन्न होता है)।

इन प्रणालियों पर विषय समाधान और फैलाव प्रणालियों में अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी।

1.5. मिश्रण पृथक्करण के तरीके

मिश्रण को अलग-अलग घटकों में अलग करने के लिए प्रयोगशाला अभ्यास में जिन पारंपरिक विधियों का उपयोग किया जाता है, वे हैं:

छानने का काम,

विच्छेदन (रासायनिक प्रयोगशाला अभ्यास और रासायनिक प्रौद्योगिकी में, तलछट से घोल को निकालकर तरल से एक छितरी हुई प्रणाली (निलंबन) के ठोस चरण का यांत्रिक पृथक्करण),

एक अलग फ़नल का उपयोग करके अलगाव,

अपकेंद्रण,

वाष्पीकरण,

क्रिस्टलीकरण,

आसवन (आंशिक आसवन सहित),

वर्णलेखन,

उच्च बनाने की क्रिया और अन्य।

छानने का काम।निस्यंदन का उपयोग इसमें निलंबित सूक्ष्म ठोस कणों से तरल पदार्थ को अलग करने के लिए किया जाता है। (अंजीर.37), अर्थात। बारीक झरझरा सामग्री के माध्यम से तरल छानना - फिल्टर, जो तरल को अपनी सतह पर ठोस कणों को पार करने और बनाए रखने की अनुमति देता है। वह द्रव जो फिल्टर से होकर गुजरा हो और उसमें मौजूद ठोस अशुद्धियों से मुक्त हो, कहलाता है छानना.

अक्सर प्रयोगशाला अभ्यास में प्रयोग किया जाता है चिकना और मुड़ा हुआ कागज फिल्टर (अंजीर। 38)गैर-चिपके हुए फिल्टर पेपर से बनाया गया है।

गर्म विलयनों को छानने के लिए (उदाहरण के लिए, लवणों के पुन: क्रिस्टलीकरण के प्रयोजन के लिए), एक विशेष गर्म फिल्टर कीप(अंजीर.39)बिजली या पानी के हीटिंग के साथ)।

अक्सर इस्तमल होता है वैक्यूम निस्पंदन. वैक्यूम निस्पंदन का उपयोग निस्पंदन को तेज करने और तरल से ठोस चरण को पूरी तरह से मुक्त करने के लिए किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, एक वैक्यूम निस्पंदन उपकरण को इकट्ठा किया जाता है। (अंजीर.40). यह मिश्रण है बन्सन फ्लास्क, बुचनर पोर्सिलेन फ़नल, सुरक्षा बोतल और वैक्यूम पंप(आमतौर पर पानी जेट)।

थोड़े से घुलनशील नमक के निलंबन को छानने के मामले में, बाद के क्रिस्टल को उनकी सतह से प्रारंभिक समाधान निकालने के लिए बुचनर फ़नल पर आसुत जल से धोया जा सकता है। इस उद्देश्य के लिए, उपयोग करें वॉशर(अंजीर.41).

निस्तारण. अघुलनशील ठोसों से द्रवों को विसंक्रमण द्वारा अलग किया जा सकता है (अंजीर.42). इस विधि का उपयोग किया जा सकता है यदि ठोस है अधिक घनत्वतरल की तुलना में। उदाहरण के लिए, यदि नदी की रेत को एक गिलास पानी में मिलाया जाता है, तो बसने पर, यह कांच के नीचे बैठ जाएगी, क्योंकि रेत का घनत्व पानी की तुलना में अधिक होता है। फिर पानी को केवल नाली बनाकर रेत से अलग किया जा सकता है। छानने की इस विधि को निस्यंदन और बाद में निस्यंदन कहा जाता है।

केंद्रापसारक।एक तरल में स्थिर निलंबन या इमल्शन बनाने वाले बहुत छोटे कणों को अलग करने की प्रक्रिया में तेजी लाने के लिए, सेंट्रीफ्यूजेशन विधि का उपयोग किया जाता है। इस विधि का उपयोग तरल और के मिश्रण को अलग करने के लिए किया जा सकता है ठोस, घनत्व में भिन्नता। विभाजन में किया जाता है मैनुअल या इलेक्ट्रिक सेंट्रीफ्यूज (चित्र। 43).

दो अमिश्रणीय द्रवों का पृथक्करण, अलग-अलग घनत्व वाले और स्थिर इमल्शन नहीं बनाने के लिए, एक अलग फ़नल का उपयोग करके किया जा सकता है (अंजीर.44). तो आप अलग कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, बेंजीन और पानी का मिश्रण। बेंजीन की एक परत (घनत्व \u003d 0.879 ग्राम / सेमी 3) पानी की एक परत के ऊपर स्थित होती है, जिसमें उच्च घनत्व ( \u003d 1.0 ग्राम / सेमी 3) होता है। पृथक्कारी कीप के स्टॉपकॉक को खोलकर, आप नीचे की परत को सावधानी से निकाल सकते हैं और एक तरल को दूसरे से अलग कर सकते हैं।

वाष्पीकरण(अंजीर.45)- इस विधि में एक वाष्पशील चीनी मिट्टी के बरतन डिश में गर्म करके एक घोल से पानी जैसे विलायक को निकालना शामिल है। इस मामले में, वाष्पित तरल हटा दिया जाता है, और भंग पदार्थ वाष्पित होने वाले पकवान में रहता है।

क्रिस्टलीकरण- यह एक ठोस के क्रिस्टल को अलग करने की प्रक्रिया है जब किसी घोल को ठंडा किया जाता है, उदाहरण के लिए, उसके वाष्पित होने के बाद। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि घोल को धीरे-धीरे ठंडा करने पर बड़े क्रिस्टल बनते हैं। तेजी से ठंडा होने पर (जैसे बहते पानी के नीचे ठंडा करना), महीन क्रिस्टल बनते हैं।

आसवन- गर्म होने पर तरल के वाष्पीकरण के आधार पर किसी पदार्थ को साफ करने की एक विधि, जिसके बाद परिणामी वाष्प का संघनन होता है। आसवन द्वारा उसमें घुले लवण (या अन्य पदार्थ, उदाहरण के लिए, रंग) से पानी की शुद्धि कहलाती है आसवन, और शुद्ध जल स्वयं आसुत होता है।

भिन्नात्मक आसवन (आसवन)(अंजीर.46)विभिन्न क्वथनांक वाले तरल पदार्थों के मिश्रण को अलग करने के लिए उपयोग किया जाता है। कम क्वथनांक वाला एक तरल तेजी से उबलता है और गुजरता है भिन्नात्मक स्तंभ(या कफनाशक) जब यह द्रव प्रभाजन स्तंभ के शीर्ष पर पहुँचता है, तो यह प्रवेश करता है फ़्रिज, पानी से ठंडा और अलॉन्गेजा रहा हूँ रिसीवर(फ्लास्क या टेस्ट ट्यूब)।

भिन्नात्मक आसवन को अलग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, इथेनॉल और पानी का मिश्रण। इथेनॉल का क्वथनांक 78 0 C है, और पानी 100 0 C है। इथेनॉल अधिक आसानी से वाष्पित हो जाता है और रेफ्रिजरेटर के माध्यम से रिसीवर में प्रवेश करने वाला पहला व्यक्ति है।

उच्च बनाने की क्रिया -इस विधि का उपयोग उन पदार्थों को शुद्ध करने के लिए किया जाता है, जो गर्म होने पर, एक ठोस से गैसीय अवस्था में परिवर्तित हो जाते हैं तरल अवस्था. इसके अलावा, शुद्ध किए जाने वाले पदार्थ के वाष्प संघनित होते हैं, और अशुद्धियाँ जो उच्च बनाने में सक्षम नहीं होती हैं उन्हें अलग किया जाता है।