प्रयोगशालाओं में सामान्य शुद्धिकरण और पृथक्करण विधियाँ

प्रयोगशालाओं में सामान्य शुद्धिकरण और पृथक्करण विधियाँ

शुद्धिकरण का तात्पर्य अशुद्धियों को दूर करने के लिए मिश्रण को शुद्ध करना और मिश्रण में मेजबान सामग्री प्राप्त करना है, और शुद्ध अशुद्धियों को रासायनिक संरचना और भौतिक स्थिति पर विचार करने की आवश्यकता नहीं है। मिश्रणों को अलग करने के कई तरीके हैं, लेकिन उन्हें अलग करने की प्रकृति के आधार पर दो व्यापक श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

1. रासायनिक पृथक्करण विधि
2. शारीरिक पृथक्करण विधि
मिश्रणों के रासायनिक पृथक्करण और शुद्धिकरण के लिए निम्नलिखित विधियों को संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है:
पृथक्करण एवं शुद्धि का सिद्धांत

1. प्रविष्ट अभिकर्मक आम तौर पर केवल अशुद्धियों के साथ प्रतिक्रिया करता है;

2. बाद के अभिकर्मकों को अतिरिक्त पूर्व-जोड़े गए अभिकर्मकों को हटा देना चाहिए;

3. नए पदार्थ पेश नहीं कर सकते;

4. अशुद्धि और अभिकर्मक की प्रतिक्रिया से बना पदार्थ शुद्ध पदार्थ से आसानी से अलग हो जाता है;

5. प्रक्रिया सरल है, घटना स्पष्ट है, और शुद्धता अधिक है;

6. अशुद्धियों को यथासंभव आवश्यक पदार्थों में परिवर्तित करें;

7. अनेक अशुद्धियाँ हटाते समय अभिकर्मकों को जोड़ने के तर्कसंगत क्रम पर विचार करें;

8. यदि आपका सामना किसी ऐसी गैस से होता है जो पानी में बहुत घुलनशील है, तो बैक सक्शन की घटना को रोकें।
वैचारिक भेद

सफाई:
घने और अघुलनशील ठोस पदार्थों को तरल पदार्थों से अलग करना, रेत और पानी को अलग करना;

फिल्टर:
तरल से अघुलनशील ठोस पदार्थों को अलग करना और खाने योग्य पानी को शुद्ध करना;

विघटन और निस्पंदन:
दो ठोस पदार्थों को अलग करना, एक विलायक में घुलनशील और दूसरा अघुलनशील, लवण और रेत को अलग करना;

केन्द्रापसारक पृथक्करण:
तरल से अघुलनशील ठोस पदार्थों को अलग करना, कीचड़ और पानी को अलग करना;

क्रिस्टलीकरण विधि:
घोल से घुले हुए पदार्थों को अलग करना और समुद्री जल से नमक निकालना;

तरल पृथक्करण:
दो अघुलनशील तरल पदार्थों को अलग करना, तेल और पानी को अलग करना;

निष्कर्षण:
मिश्रण के एक घटक को घोलने और अलग करने के लिए एक उपयुक्त विलायक जोड़ना, और जलीय घोल में आयोडीन निकालना;

आसवन:
विलायक और गैर-वाष्पशील विलेय को घोल से अलग किया जाता है, और समुद्री जल में शुद्ध पानी प्राप्त किया जाता है;

विखंडन:
अलग-अलग क्वथनांक वाले दो परस्पर घुलनशील तरल पदार्थों को अलग करना, तरल हवा में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को अलग करना; पेट्रोलियम का शोधन;

उर्ध्वपातन:
दो ठोस पदार्थों को अलग करना, जिनमें से केवल एक ही ऊर्ध्वपातन कर सकता है, आयोडीन और रेत को अलग करना;

सोखना:
मिश्रण में मौजूद गैसीय या ठोस अशुद्धियाँ दूर हो जाती हैं और सक्रिय कार्बन ब्राउन शुगर से रंगीन अशुद्धियाँ हटा देता है।

आमतौर पर उपयोग की जाने वाली रासायनिक विधियों का पृथक्करण और शुद्धिकरण

1 ताप विधि

जब खराब तापीय स्थिरता वाला कोई पदार्थ मिश्रण में मिलाया जाता है, तो इसे विघटित करने और खराब तापीय स्थिरता वाली सामग्री को अलग करने के लिए सीधे गर्म किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, NH4Cl को NaCl में मिलाया जाता है, NaHCO3 को Na2CO3 में मिलाया जाता है, और इसी तरह की अशुद्धियों को दूर करने के लिए सीधे गर्म किया जा सकता है।

2 वर्षा

एक विधि जिसमें मिश्रण में से एक को अवक्षेप के रूप में अलग करने के लिए एक निश्चित अभिकर्मक मिलाया जाता है। नई अशुद्धियाँ डालने के लिए इस विधि का उपयोग करते समय सावधानी बरतनी चाहिए। यदि समाधान में विभिन्न कणों को धीरे-धीरे अवक्षेपित करने के लिए अभिकर्मकों की बहुलता का उपयोग किया जाता है, तो यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जोड़े गए अभिकर्मक का अतिरिक्त भाग हटा दिया जाता है, और जोड़ा गया अभिकर्मक नई अशुद्धियाँ पेश नहीं करता है। उदाहरण के लिए, उचित मात्रा में BaCl2 घोल मिलाने से NaCl में मिश्रित Na2SO4 को हटाया जा सकता है।

3 अम्ल-क्षार विधि

शुद्ध किया गया पदार्थ अम्ल और क्षार के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, और अशुद्धियाँ अम्ल और क्षार के साथ प्रतिक्रिया कर सकती हैं, और अम्ल और क्षार का उपयोग अशुद्धता हटाने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, SiO3 में CaCO2 को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ हटा दिया जाता है, और लोहे के पाउडर में एल्यूमीनियम पाउडर या इसी तरह के पदार्थ को सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान के साथ हटा दिया जाता है।

4 रेडॉक्स प्रतिक्रिया

यदि मिश्रण कम करने वाली अशुद्धियों से दूषित है, तो इसे शुद्ध सामग्री में ऑक्सीकरण करने के लिए एक उपयुक्त ऑक्सीकरण एजेंट जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, FeCl3 की अशुद्धियों को दूर करने के लिए क्लोरीन को FeCl2 के साथ मिश्रित FeCl2 घोल में डाला जाता है; इसी तरह, यदि मिश्रण को ऑक्सीकरण अशुद्धियों के साथ मिलाया जाता है, तो इसे शुद्ध पदार्थ में कम करने के लिए एक उपयुक्त कम करने वाला एजेंट जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, FeCl 2 की अशुद्धियों को दूर करने के लिए FeCl 3 के साथ मिश्रित FeCl 3 घोल में अतिरिक्त लौह चूर्ण मिलाया जाता है।

5 रूपांतरण विधि

इसे एक बार अलग नहीं किया जा सकता है, और इसे अलग करने के लिए कई परिवर्तनों के बाद अन्य पदार्थों में परिवर्तित करना पड़ता है, और फिर परिवर्तित पदार्थ मूल पदार्थों में वापस आ जाते हैं। Fe3+ और Al3+ को अलग करने के लिए, अतिरिक्त NaOH घोल को Fe(OH)3 और NaAlO2 बनाने के लिए जोड़ा जा सकता है। निस्पंदन के बाद, Fe3+ और Al3+ को पुनर्जीवित करने के लिए हाइड्रोक्लोरिक एसिड मिलाया जाता है। रूपांतरण की प्रक्रिया में, अलग किए गए पदार्थों का नुकसान कम हो जाता है, और परिवर्तित पदार्थ आसानी से मूल पदार्थों में बहाल हो जाते हैं।

6 पीएच समायोजित करें

घोल के पीएच को समायोजित करने के लिए एक अभिकर्मक जोड़कर घोल के एक घटक को अलग करने की एक विधि। आम तौर पर, इसे संबंधित अघुलनशील या थोड़ा घुलनशील पदार्थों को जोड़कर समायोजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि FeCl3 अशुद्धता CuCl2 समाधान में निहित है, तो FeCl3 के हाइड्रोलिसिस के कारण समाधान एक अम्लीय समाधान है, और पीएच को समायोजित करके Fe3+ को अवक्षेपित किया जा सकता है। इसके लिए घोल में CuO, Cu(OH)2, CuCO3 या CuO मिलाया जा सकता है। Cu2(OH)2CO3.

7 इलेक्ट्रोलिसिस

शुद्ध किए गए पदार्थों को अलग करने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस के सिद्धांत का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर का उपयोग कच्चे तांबे को एनोड के रूप में, परिष्कृत तांबे को कैथोड के रूप में और कॉपर आयन युक्त घोल को इलेक्ट्रोलाइट के रूप में बनाने के लिए किया जाता है। प्रत्यक्ष धारा की क्रिया के तहत तांबा, तांबे की तुलना में अधिक सक्रिय होता है। धातु इलेक्ट्रॉन खो देती है, और कैथोड पर केवल तांबे के आयनों को अवक्षेपित होने के लिए इलेक्ट्रॉन मिलते हैं, जिससे तांबा शुद्ध हो जाता है।

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