भारतीय शिक्षा में बदलाव
ऊर्ध्वपातन क्या है?
ऊर्ध्वपातन किसी पदार्थ की मध्यवर्ती द्रव प्रावस्था से गुजरे बिना या परिवर्तित हुए बिना ठोस प्रावस्था से गैस प्रावस्था में परिवर्तन या रूपांतरण की परिघटना को संदर्भित करता है। यह प्रक्रिया एक ऊष्माशोषी प्रावस्था संक्रमण है, जो पदार्थ के त्रिक बिंदु से कम ताप और दाब पर होती है।
शब्द ऊर्ध्वपातन केवल किसी पदार्थ की अवस्था के भौतिक परिवर्तन पर लागू होता है, न कि रासायनिक अभिक्रिया के दौरान ठोस के गैस में रूपांतरण पर। उदाहरण के लिए, जब मोमबत्ती का मोम वायु की उपस्थिति में, दहन से गुजरता है, तो पैराफिन वाष्पित हो जाता है तथा कार्बन डाइऑक्साइड और जल का उत्पादन करने के लिए वायुमंडल में उपस्थित ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया करता है।
इस प्रक्रिया को ऊर्ध्वपातन नहीं कहा जाता है। उत्क्रमित ऊर्ध्वपातन प्रक्रिया को निक्षेपण या विऊर्ध्वपातन कहा जाता है, जिसमें गैस मध्यवर्ती द्रव प्रावस्था से गुजरे बिना, सीधे ठोस अवस्था में परिवर्तित हो जाती है। यह एक ऊष्माक्षेपी प्रावस्था परिवर्तन है, जो उसके प्रावस्था आरेख में किसी पदार्थ के त्रिक बिंदु से कम तापमान और दाब पर होता है। उदाहरण के लिए, सर्दियों के दौरान खिड़की की सतह पर बर्फ जम जाती है।
ऊर्ध्वपातन के उदाहरण
1. ऊर्ध्वपातन का सबसे अच्छा उदाहरण शुष्क बर्फ है। शुष्क बर्फ, ठोस कार्बन डाइऑक्साइड होती है। कमरे के ताप और दाब पर, यह कार्बन डाइऑक्साइड वाष्प में ऊर्ध्वपातित हो जाती है। जब शुष्क बर्फ वायु के संपर्क में आती है, तो यह एक ठोस अवस्था से गैस अवस्था में परिवर्तित हो जाती है, जो हमें कोहरे के रूप में दिखाई देती है।
2. ऊर्ध्वपातन का एक अन्य प्रसिद्ध उदाहरण नैफ्थलीन है, जो एक कार्बनिक यौगिक है। नैफ्थलीन आमतौर पर कपडे के कीड़ों को मारने वाली गोली जैसे कीटनाशकों में पाया जाता है। कमरे के ताप और दाब पर, कपूर द्रव अवस्था में परिवर्तित हुए बिना सीधे गैस अवस्था में परिवर्तित हो जाता है।
3. फ्रीजर बर्न, बर्फ के जल वाष्प में ऊर्ध्वपातन के परिणामस्वरूप होता है। उदाहरण के लिए, फ्रीजर बर्न, मांस की सतह पर बर्फ के क्रिस्टल से शुष्क ठंडी वायु में जल के ऊर्ध्वपातन के कारण होता है।
4. एक निश्चित ताप पर, आयोडीन और आर्सेनिक तत्व ठोस से गैस रूप में ऊर्ध्वपातित हो जाते है।
5. जल की बर्फ, शुष्क बर्फ की तुलना में धीरे-धीरे ऊर्ध्वपातित होती है। जब कम ताप की स्थिति के दौरान सूर्य निकलता है, तो हिमक्षेत्रों में इसका प्रभाव देखा जा सकता है।
6. ऐन्थ्रासीन एक अन्य उदाहरण है, जो ठोस अवस्था में उपस्थित होने पर ऊर्ध्वपातित होता है और ऊर्ध्वपातन प्रक्रिया करते हुए द्रव अवस्था से गुजरे बिना सीधे गैस अवस्था में परिवर्तित हो जाता है।
7. बहुत निम्न दाब पर, जिंक युक्त यौगिक भी ऊर्ध्वपातन से गुजरते हैं।
8. आर्कटिक और अंटार्कटिक ध्रुवों पर, 0oC पर हिमीकृत जल, वायुमंडल में बाहर निकलने के लिए ऊर्ध्वपातित हो जाता है। इस परिघटना को ध्रुवीय वाष्पन कहा जाता है।
9. अत्यधिक ठंडे तापमान पर, जल वाष्प विऊर्ध्वपातन से गुजरती है, जिससे सतह पर बर्फ के क्रिस्टल का निर्माण होता है, जिसे पाला कहा जाता है। इस परिघटना को पाले का निर्माण कहा जाता है।
10. कुछ धात्विक वाष्प जैसे मर्क्यूरिक क्लोराइड, व्युत्क्रमानुपाती रूप से ऊर्ध्वपातित होती है, जो संक्षारक गैस ऊर्ध्वपातन को प्रदर्शित करने वाली ऐल्किमी गतिविधियों में एक सामान्य निम्नीकरणीय चरण है।
ऊर्ध्वपातन के अनुप्रयोग
वस्त्र, बहुलक और फार्मा उद्योगों में ऊर्ध्वपातन प्रक्रिया के अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है।
- ऊर्ध्वपातन, फोरेंसिक विज्ञान के महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में से एक है और यह अत्यंत सहायक प्रक्रिया है। आयोडीन ऊर्ध्वपातन, साक्ष्यों को कागज पर प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
- ऊर्ध्वपातन प्रक्रिया का उपयोग वाष्पशील यौगिकों के शोधन के लिए किया जाता है। यह कार्बनिक यौगिकों के लिए लाभदायक है।
- रंजक ऊर्ध्वपातन प्रिंटर ने इंकजेट प्रिंटर को प्रतिस्थापित कर दिया है। क्योंकि रंजक ऊर्ध्वपातन प्रक्रिया में प्रिंट तेजी से सूख जाते हैं और प्रिंटआउट प्रिंटर से बाहर आते ही उपयोग के लिए तैयार हो जाते हैं।
- वस्त्र उद्योग और पॉलिएस्टर जैसे संश्लेषित वस्त्रों के मुद्रण में रंजक ऊर्ध्वपातन उत्पादों के व्यापक अनुप्रयोग हैं। यह तकनीक टी-शर्ट, झंडे और बैनर के निर्माण में भी उपयोगी है।
- रंजक ऊर्ध्वपातन एक किफायती प्रक्रिया है। पेन, बैग और कॉफी मग जैसे विभिन्न उत्पादों को कम दामों पर रंजक ऊर्ध्वपातन उत्पादों द्वारा ही प्रिंट किया जाता है।
- नासा और इसरो जैसी अंतरिक्ष एजेंसियाँ, अंतरिक्ष यात्रियों को कक्षा में उच्च गुणवत्ता वाले भोजन की आपूर्ति करने के लिए इस विधि का उपयोग करती हैं। इस विधि का उपयोग तब किया जाता है, जब किसी खाद्य उत्पाद को एक लंबी अवधि के लिए संग्रहित किया जाना हो।
- फ्रोजन फूड उद्योग में ऊर्ध्वपातन के एक अन्य अनुप्रयोग, फ्रीज-ड्राईंग का उपयोग किया जाता है। यह एक लोकप्रिय अनुप्रयोग है। जब परिवेश का दाब, द्रव प्रावस्था का निर्माण किए बिना कम होता है, तो पदार्थ में जमे जल का ठोस से गैस प्रावस्था में ऊर्ध्वपातन होता है।
- यह सुरक्षित और पर्यावरण के अनुकूल है, और इस प्रक्रिया में कोई अपशिष्ट उत्पन्न नहीं होता है।
ऊर्ध्वपातन प्रयोग
प्रयोग का शीर्षक – अमोनियम क्लोराइड का ऊर्ध्वपातन प्रयोग।
प्रयोग का विवरण – क्या आप जानते हैं, कि एक ऊर्ध्वपातित ठोस के ऊर्ध्वपातन की प्रक्रिया के दौरान क्या होता है? आइए, हम यह पता लगाने के लिए अमोनियम क्लोराइड का ऊर्ध्वपातन प्रयोग करते हैं।
प्रयोग का उद्देश्य – गर्म करने पर ऊर्ध्वपातित ठोसों की अवस्था में होने वाले परिवर्तनों का अध्ययन करना।
आवश्यक सामग्री –
- अमोनियम क्लोराइड (s)
- वाच ग्लास
- बुन्सेन बर्नर
- त्रिपाद स्टैंड
- तार की जाली
- चाइना डिश
- कीप
- कॉटन प्लग
- स्पैचुला
प्रक्रिया –
- एक चाइना डिश में चूर्णित ऊर्ध्वपातनीय ठोस (अमोनियम क्लोराइड) लीजिए।
- बर्नर के ऊपर तार की जाली के साथ को त्रिपाद स्टैंड रखिए।
- अमोनियम क्लोराइड युक्त चाइना डिश को त्रिपाद स्टैंड पर तार की जाली के ऊपर रखिए।
- चाइना डिश के ऊपर एक कीप को उल्टा करके रखिए।
- कीप की नली में एक कॉटन प्लग लगाइए।
- बुन्सेन बर्नर की सहायता से चाइना डिश को धीरे-धीरे गर्म कीजिए।
- संपूर्ण ठोस के द्रव्यमान के ऊर्ध्वपातित होने के बाद, गर्म करना बंद कर दीजिए और कीप को ठंडा होने दीजिए। कीप को हटा दीजिए और अपने प्रेक्षण को दर्ज कीजिए।
सावधानियाँ –
- ऊर्ध्वपातन प्रयोग की प्रक्रिया के दौरान नमूने को सावधानीपूर्वक गर्म कीजिए।
- रुई से कीप की नली को कसकर बंद करने के दौरान ध्यान रखें।
- कीप का मुँह और चाइना डिश का आकार तुलनीय/लगभग एकसमान होना चाहिए।
- गर्म होने पर कीप को न हटाएं।
ऊर्ध्वपातन पर अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न –
ऊर्ध्वपातन के दौरान परमाणुओं का क्या होता है?
ऊर्ध्वपातन प्रक्रिया एक ऊष्माशोषी प्रक्रम है जिसमें ठोस अवस्था में परमाणु ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और गैस अवस्था में परिवर्तित हो जाते हैं।
गैस प्रावस्था को ठोस प्रावस्था में परिवर्तित करने की प्रक्रिया कौनसी है?
दाब और ताप को त्रिक बिंदु से नीचे रखकर गैस प्रावस्था को ठोस प्रावस्था में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को निक्षेपण या विऊर्ध्वपातन के रूप में जाना जाता है।
आप रेत और नैफ्थलीन के मिश्रण को कैसे पृथक करेंगे?
ऊर्ध्वपातन द्वारा, रेत और नैफ्थलीन मिश्रण को पृथक किया जा सकता है, क्योंकि नैफ्थलीन एक वाष्पशील पदार्थ है, जो वाष्प में ऊर्ध्वपातित हो जाता है, और रेत शेष रह जाती है।
ऊर्ध्वपातित पदार्थों के उदाहरण क्या हैं?
बेंजोइक अम्ल, अमोनियम क्लोराइड, कपूर, नैफ्थलीन और आयोडीन वाष्पशील होते हैं, इसलिए ये ऊर्ध्वपातित पदार्थों के उदाहरण हैं।
क्या ऊर्ध्वपातन के लिए ऊष्मा की आवश्यकता होती है?
हाँ, ऊर्ध्वपातन के लिए ऊष्मा की आवश्यकता होती है। नियत दाब के अंतर्गत एक मोल ठोस को प्रदान की जाने वाली ऊष्मा ऊर्जा की मात्रा, जो द्रव प्रावस्था से गुजरे बिना सीधे गैस में परिवर्तित हो जाती है, को ऊर्ध्वपातन एन्थैल्पी के रूप में जाना जाता है।
ऊर्ध्वपातित उत्पाद कितने प्रकार के होते हैं?
ऊर्ध्वपातित उत्पाद दो प्रकार के होते हैं: प्राथमिक ऊर्ध्वपातित उत्पाद और द्वितीयक ऊर्ध्वपातित उत्पाद।
