【प्रतिदिन एक प्रश्न】रसायन इंजीनियरिंग सिद्धांत 354: रेजिन की कार्यकारी परत (5 अप्रैल)
Thread Content
अब से “रसायन विज्ञान सिद्धांत” विभाग में “प्रतिदिन एक प्रश्न” नामक कार्यक्रम शुरू हो रहा है। इसका उद्देश्य लोगों को रसायन विज्ञान संबंधी बुनियादी ज्ञान को मजबूत करने में मदद करना है। आगे चलकर “रसायन विज्ञान के सिद्धांत”, “पदार्थों का स्थानांतरण एवं पृथक्करण”, “रसायन विज्ञान में ऊष्मागतिकी” आदि विषयों पर भी कार्यक्रम शुरू किए जाएंगे। हम आशा करते हैं कि सभी लोग इस कार्यक्रम का सक्रिय रूप से समर्थन करेंगे~ क्रिसमस की शुभकामनाएँ! “प्रतिदिन एक प्रश्न” कार्यक्रम में दिए गए प्रश्नों के उत्तर सीधे ही दिए जाएंगे; 1 दिन बाद यह विषय बंद कर दिया जाएगा! ! इस साल भी सभी को निरंतर भाग लेने हेतु प्रोत्साहित करने हेतु! भाग लेने पर ही 3 वेल्थ पुरस्कार मिलते हैं; सही उत्तर देने पर अतिरिक्त 4 वेल्थ भी मिलते हैं~~~ सरल प्रश्न: आयन विनिमय रेजिन की कार्यकारी परत क्या है? उत्तर: जब पानी रेजिन परत से होकर गुजरता है, तो आयन-विनिमय की गति के कारण, पानी में मौजूद आयनों की मात्रा को वांछित स्तर तक लाने हेतु पानी को कुछ निश्चित ऊँचाई तक जाना ही पड़ता है। जल में मौजूद आयन, लगातार रेजिन कणों के अंदर फैलते रहते हैं; ऐसी स्थिति में इस रेजिन परत को “कार्यरत परत” कहा जाता है।
जब पानी रेजिन परत से होकर गुजरता है, तो आयन-विनिमय की गति के कारण, पानी में मौजूद आयनों की मात्रा को वांछित स्तर तक लाने हेतु पानी को कुछ ऊँचाई तक जाना ही पड़ता है। इस प्रक्रिया में, पानी में मौजूद उच्च-आणविक वजन वाले अणु लगातार रेजिन कणों के भीतर घुसते रहते हैं। ऐसी रेजिन परत को “कार्यरत परत” कहा जाता है।
जब पानी रेजिन परत से होकर गुजरता है, तो आयन-विनिमय की गति की सीमाओं के कारण, पानी में मौजूद आयनों की मात्रा को वांछित स्तर तक लाने हेतु पानी को कुछ निश्चित ऊँचाई तक जाना ही पड़ता है। जल में मौजूद आयन, लगातार रेजिन कणों के अंदर फैलते रहते हैं; ऐसी स्थिति में इस रेजिन परत को “कार्यरत परत” कहा जाता है।
आयन विनिमय रेजिन, ऐसे उच्च-आणविक यौगिक हैं जिनमें कार्यकारी समूह होते हैं (अर्थात् ऐसे समूह जिनके द्वारा आयनों का आदान-प्रदान हो सकता है); इनकी संरचना जालीदार होती है, एवं ये अघुलनशील होते हैं। आमतौर पर ये गोलाकार कण होते हैं। इसकी कार्यप्रणाली, वास्तव में आयन-विनिमय होने वाला स्थल ही है!
यह स्तर, पूरे रेजिन स्तर में आयन-विनिमय की प्रक्रिया होने वाला क्षेत्र है।
आयन विनिमय रेजिन की कार्यकारी परत क्या है? आयन विनिमय रेजिन, कार्यात्मक समूहों वाली जालीदार संरचना वाले उच्च आणविक यौगिक हैं। इनकी संरचना तीन भागों से मिलकर बनी होती है – अघुलनशील त्रि-आयामी जालीदार संरचना, इस संरचना से जुड़े कार्यात्मक समूह, एवं इन कार्यात्मक समूहों पर मौजूद, विपरीत आवेश वाले विनिमेय आयन।
रेजिन की कार्यकारी परत, वह हिस्सा है जिसमें रेजिन बेड में आयन-विनिमय, अवशोषण आदि प्रक्रियाएँ होती हैं।
आयन विनिमय रेजिन की कार्यकारी परत: यह, पूरी रेजिन परत में वह हिस्सा है जहाँ आयनों का आदान-प्रदान होता है। इस परत में कैल्शियम आयन विनिमय रेजिन एवं सोडियम आयन विनिमय रेजिन दोनों मौजूद होते हैं; ऊपरी हिस्से में कैल्शियम आयन विनिमय रेजिन अधिक होता है, जबकि निचले हिस्से में सोडियम आयन विनिमय रेजिन अधिक होता है। जब पानी इस परत से गुजरता है, तो पानी में मौजूद Ca2+ एवं Na+ आयनों का आदान-प्रदान हो जाता है; इससे आउटपुट पानी में Ca2+ आयनों की मात्रा मूल पानी में मौजूद Ca2+ आयनों की मात्रा से घटकर लगभग 0 हो जाती है। इस परत की ऊँचाई ही “आदान-प्रदान क्षेत्र” की चौड़ाई होती है।
रेजिन ट्रीटमेंट टॉवर के मध्य भाग में, वह हिस्सा जहाँ रेजिन एवं पानी में मौजूद धनात्मक/ऋणात्मक आयनों का आदान-प्रदान होता है… अर्थात् रेजिन पर मौजूद विघटनशील समूह, घोल में मौजूद आयनों के साथ आदान-प्रदान करते हैं। घोल में मौजूद आयन, रेजिन पर मौजूद विपरीत आवेश वाले समूहों से जुड़ जाते हैं, एवं रेजिन पर ही रह जाते हैं। जबकि रेजिन से विघटित होकर निकलने वाले आयन, घोल में चले जाते हैं… यही हिस्सा ही “रेजिन वर्किंग लेयर” है; इसे “रेजिन एक्सचेंज लेयर” भी कहा जाता है।
आयन विनिमय करके, पुनर्जनन होने वाले “ट्री-टॉवर” की ऊँचाई की गणना की जा सकती है।
यह एक पारंपरिक जल शोधन विधि है, जिसमें ऋणात्मक एवं धनात्मक आयनों के आदान-प्रदान हेतु ऋणात्मक/धनात्मक आयन विनिमय रेजिनों का उपयोग किया जाता है।