【प्रतिदिन एक प्रश्न】रसायन इंजीनियरिंग सिद्धांत 337: जल में कोलॉइडों का अवक्षेपण (9 मार्च)
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इस पोस्ट को अंतिम बार “ज़ाईहुई कांगकियाओ” द्वारा 2016-3-21, 15:12 पर संपादित किया गया। अब “रसायन विज्ञान सिद्धांत” विभाग में “प्रतिदिन एक प्रश्न” नामक गतिविधि शुरू की गई है; इसका उद्देश्य लोगों को रसायन विज्ञान संबंधी बुनियादी ज्ञान को मजबूत करने में मदद करना है। आगे भी “रसायन विज्ञान के सिद्धांत”, “पदार्थों का स्थानांतरण एवं पृथक्करण”, “रसायन विज्ञान में ऊष्मागतिकी” आदि विषयों पर भी ऐसी गतिविधियाँ शुरू की जाएँगी। हम आशा करते हैं कि सभी लोग इस गतिविधि का सक्रिय रूप से समर्थन करेंगे। सभी को क्रिसमस की शुभकामनाएँ! “प्रतिदिन एक प्रश्न” गतिविधि में दिए गए प्रश्नों के उत्तर सीधे ही देखे जा सकते हैं; यह विषय 1 दिन बाद बंद कर दिया जाएगा। ! इस साल भी सभी को निरंतर भाग लेने हेतु प्रोत्साहित करने हेतु! भाग लेने पर ही 3 धन-पुरस्कार मिलते हैं; सही उत्तर देने पर अतिरिक्त 4 धन-पुरस्कार भी मिलते हैं~~~ सरल प्रश्न: जल में उपस्थित कोलॉइड क्यों आसानी से नीचे नहीं बैठते? उत्तर: 1. चूँकि समान प्रकार के कोलॉइडों में समान आवेश होता है, इसलिए उनके बीच विद्युत-विकर्षण बल होता है; इस कारण वे आपस में एक-दूसरे से दूर रहते हैं। 2. विलयनीकरण की प्रक्रिया के कारण (जिसमें कोलॉइड की सतह पर मौजूद आयन, जल अणुओं के साथ मिलकर एक जलीय परत बनाते हैं), कोलॉइड की सतह पर जल अणुओं की एक परत मौजूद रहती है; यह परत कोलॉइड कणों के आपस में संपर्क करने में बाधा डालती है।
उत्तर: 1. चूँकि समान प्रकार के कोलॉइडों में समान आवेश होता है, इसलिए उनके बीच विद्युत-विकर्षण बल होता है; इस कारण वे आपस में एक-दूसरे से दूर रहते हैं। 2. विलयनीकरण की प्रक्रिया के कारण (जिसमें कोलॉइड की सतह पर मौजूद आयन, जल अणुओं के साथ मिलकर एक जलीय परत बनाते हैं), कोलॉइड की सतह पर जल अणुओं की एक परत मौजूद रहती है; यह परत कोलॉइड कणों के आपस में संपर्क करने में बाधा डालती है।
जल में उपस्थित कोलॉइडल कण, 10⁻⁴ से 10⁻¹० मिमी आकार के होते हैं। ये जल में बहुत ही स्थिर रहते हैं, इसलिए ये आसानी से नीचे नहीं गिरते। इसकी प्राकृतिक गिरावट की दर प्रति सेकंड केवल 0.154×10-6 मिमी है; इसलिए 1 मीटर नीचे जाने में 200 वर्ष लग जाते हैं। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि कोलॉइडल कण आमतौर पर जलीय घोल से अघुलनशील पदार्थों के अलग होने से बनते हैं। जब कई आयन या अणु एक साथ इकट्ठा हो जाते हैं, तो उनकी सतह पर आकर्षण क्षमता विकसित हो जाती है; इस कारण वे जल में मौजूद कई आयनों को अपनी सतह पर आकर्षित कर सकते हैं। या फिर, कणों की सतह पर आयनीकरण होने के कारण भी वे आवेशित हो जाते हैं। अतः: (1) समान प्रकार के कोलॉइडों में समान आवेश होता है; इस कारण वे एक-दूसरे से विकर्षित हो जाते हैं। इससे कोलॉइड कणों के बीच संपर्क एवं चिपकना संभव नहीं होता, और वे हमेशा कणों के रूप में ही रहते हैं, तथा पानी में तैरते रहते हैं। ； (2) जेल कणों की सतह पर एक पानी का आवरण भी होता है; यह आवरण भी जेल कणों के आपस में संपर्क करने में बाधा डालता है। इस कारण, ऊष्मीय गति के दौरान भी जेल कण अपनी स्थिर अवस्था में ही रहते हैं, एवं आपस में चिपक नहीं पाते; इस प्रकार वे पानी में ही निलंबित रहते हैं। उपरोक्त दो कारणों के कारण, पानी में मौजूद कण आसानी से नीचे नहीं गिर पाते।
पानी में मौजूद कोलॉइडल कण, 10-4 से 10-6 मिमी आकार के होते हैं। ये पानी में बहुत ही स्थिर रहते हैं, इसलिए ये आसानी से नीचे नहीं गिरते।
1. कोलॉइडों में समान आवेश होता है; इस कारण वे एक-दूसरे से अलग हो जाते हैं, और आसानी से नी 2. कोलॉइड के चारों ओर पानी के अणुओं से बनी एक पतली सुरक्षात्मक परत होती है। यह जलीय परत, कोलॉइड कणों के आपस में संपर्क होने को रोकती है। इस कारण, ऊष्मा के कारण होने वाली गति के दौरान भी कोलॉइड कण अपनी स्थिर अवस्था में ही रहते हैं, एवं आपस में चिपक नहीं पाते; ऐसे में वे पानी में ही निलंबित रहते हैं।
जल में उपस्थित कोलॉइडल कण, वे कण हैं जिनका आकार 0.001μm से 0.1μm के बीच होता है। ये कण जल में बहुत ही स्थिर रहते हैं, एवं आसानी से नीचे नहीं गिरते।
जल में उपस्थित कोलॉइडल कण, 10⁻⁴ से 10⁻¹० मिमी आकार के होते हैं। ये जल में बहुत ही स्थिर रहते हैं, इसलिए ये आसानी से नीचे नहीं गिरते। इसकी प्राकृतिक गिरावट की दर प्रति सेकंड केवल 0.154×10-6 मिमी है; 1 मीटर नीचे जाने में 200 वर्ष लग जाते हैं। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि कोलॉइडल कण आमतौर पर जलीय घोल से अघुलनशील पदार्थों के अलग होने से बनते हैं। जब कई आयन या अणु एक साथ इकट्ठा हो जाते हैं, तो उनकी सतह पर आकर्षण क्षमता विकसित हो जाती है; इस कारण वे जल में मौजूद कई आयनों को अपनी सतह पर आकर्षित कर सकते हैं। या फिर, कणों की सतह पर आयनीकरण होने के कारण भी उनकी सतह पर आवेश उत्पन्न हो जाता है। अतः: (1) समान प्रकार के कोलॉइडों में समान आवेश होता है; इस कारण वे एक-दूसरे से विकर्षित हो जाते हैं। इससे कोलॉइड कणों के बीच संपर्क एवं चिपकना संभव नहीं होता, और वे हमेशा कणों के रूप में ही रहते हैं, तथा पानी में तैरते रहते हैं। ； (2) जेल कणों की सतह पर एक पानी का आवरण भी होता है; यह आवरण भी जेल कणों के आपस में संपर्क करने में बाधा डालता है। इस कारण, ऊष्मीय गति के दौरान भी जेल कण अपनी स्थिर अवस्था में ही रहते हैं, एवं आपस में चिपक नहीं पाते; इस प्रकार वे पानी में ही निलंबित रहते हैं। उपरोक्त दो कारणों के कारण, पानी में मौजूद कण आसानी से नीचे नहीं गिर पाते।
पानी में मौजूद कोलॉइड्स क्यों आसानी से नीचे नहीं बै जल में उपस्थित कोलॉइडल कण, वे कण हैं जिनका आकार 0.001μm से 0.1μm के बीच होता है। ये कण जल में बहुत ही स्थिर रहते हैं, एवं आसानी से नीचे नहीं गिरते। इसकी प्राकृतिक गिरावट की गति प्रति सेकंड केवल 0.154×10-3 माइक्रोमीटर है; 1 मीटर नीचे आने में लगभग 200 वर्ष लग जाते हैं। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि कोलॉइडल कण आम तौर पर जलीय विलयन से अघुलनशील पदार्थों के अलग होने से बनते हैं। जब कई आयन या अणु एक साथ इकट्ठा होकर एक निश्चित मात्रा तक पहुँच जाते हैं, तो उनकी सतह पर आकर्षण क्षमता विकसित हो जाती है; इस कारण वे जल में मौजूद कई आयनों को अपनी सतह पर आकर्षित कर सकते हैं। या फिर, कणों की सतह पर आयनीकरण होने के कारण कई आयन उत्पन्न हो जाते हैं; इस प्रकार कणों की सतह पर विद्युत आवेश हो जाता है। अतः: (1) समान प्रकार के कोलॉइडों में समान आवेश होता है; इस कारण वे एक-दूसरे से विकर्षित हो जाते हैं। इससे कोलॉइड कणों के बीच संपर्क एवं आपस में चिपकना संभव नहीं होता, और ऐसे में कण पानी में ही अलग-अलग अवस्था में रहते हैं। ； (2) जेल कणों की सतह पर एक पानी का आवरण भी होता है; यह आवरण भी जेल कणों के आपस में संपर्क होने में बाधा डालता है। इस कारण, जब जेल कण गर्मी के कारण गति करते हैं, तो वे अपनी स्थिर अवस्था में ही रहते हैं, एवं आपस में चिपक नहीं पाते। इस प्रकार वे पानी में ही निलंबित रहते हैं। उपरोक्त दोनों कारणों के कारण, पानी में मौजूद कोलॉइडल कण पानी में ही निलंबित रहते हैं, एवं वे स्वाभाविक रूप से नीचे नहीं गिर पाते।
चूँकि कोलॉइडों में आवेश होता है, एवं जल अणुओं में ध्रुवीयता होती है; इसलिए जल अणु कोलॉइड कणों के चारों ओर आकर्षित हो जाते हैं, जिससे एक जलीय परत बन जाती है। हाइड्रेटेड परत में एक निश्चित दिशा में कणों की व्यवस्था होती है। जब आपस में स्थित कण एक-दूसरे के करीब आते हैं, तो हाइड्रेटेड परत दबाव के कारण विकृत हो जाती है। लेकिन अपनी मूल व्यवस्था को पुनः प्राप्त करने की कोशिश में ही हाइड्रेटेड परत लचीली बन जाती है; ऐसे में यह कणों के आपस में एकत्र होकर नीचे गिरने को रोकती है।
पानी में मौजूद कोलॉइड्स क्यों आसानी से नीचे नहीं बै जल में उपस्थित कोलॉइडल कण, वे कण हैं जिनका आकार 0.001μm से 0.1μm के बीच होता है। ये कण जल में बहुत ही स्थिर रहते हैं, एवं आसानी से नीचे नहीं गिरते। इसकी प्राकृतिक गिरावट की गति प्रति सेकंड केवल 0.154×10-3 माइक्रोमीटर है; 1 मीटर नीचे आने में लगभग 200 वर्ष लग जाते हैं। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि कोलॉइडल कण आम तौर पर जलीय विलयन से अघुलनशील पदार्थों के अलग होने से बनते हैं। जब कई आयन या अणु एक साथ इकट्ठा होकर एक निश्चित मात्रा तक पहुँच जाते हैं, तो उनकी सतह पर आकर्षण क्षमता विकसित हो जाती है; इस कारण वे जल में मौजूद कई आयनों को अपनी सतह पर आकर्षित कर सकते हैं। या फिर, कणों की सतह पर आयनीकरण होने के कारण कई आयन उत्पन्न हो जाते हैं; इस प्रकार कणों की सतह पर विद्युत आवेश हो जाता है। अतः: (1) समान प्रकार के कोलॉइडों में समान आवेश होता है; इस कारण वे एक-दूसरे से विकर्षित हो जाते हैं। इससे कोलॉइड कणों के बीच संपर्क एवं आपस में चिपकना संभव नहीं होता, और ऐसे में कण पानी में ही अलग-अलग अवस्था में रहते हैं। ； (2) जेल कणों की सतह पर एक पानी का आवरण भी होता है; यह आवरण भी जेल कणों के आपस में संपर्क होने में बाधा डालता है। इस कारण, जब जेल कण गर्मी के कारण गति करते हैं, तो वे अपनी स्थिर अवस्था में ही रहते हैं, एवं आपस में चिपक नहीं पाते। इस प्रकार वे पानी में ही निलंबित रहते हैं। उपरोक्त दोनों कारणों के कारण, पानी में मौजूद कोलॉइडल कण पानी में ही तैरते रहते हैं, एवं वे स्वाभाविक रूप से नीचे नहीं गिर पाते।