विषम प्रणाली: विशेषताएँ, वर्गीकरण और विधियाँ - रसायन विज्ञान - 2025

एक विषम प्रणाली ब्रह्मांड के उस भाग पर है जिसमें परमाणुओं, अणुओं या आयनों का कब्जा होता है, इस तरह से कि वे दो या अधिक भिन्न चरणों का निर्माण करते हैं। "ब्रह्मांड के हिस्से" को एक बूंद, एक गेंद, रिएक्टर, चट्टानों के रूप में समझा जाता है; और चरण द्वारा, एक राज्य या एकत्रीकरण की विधि, चाहे वह ठोस, तरल या गैसीय हो।

एक प्रणाली की विविधता ज्ञान के एक क्षेत्र से दूसरे तक इसकी परिभाषा से भिन्न होती है। हालांकि, यह अवधारणा खाना पकाने और रसायन विज्ञान के भीतर कई समानताएं साझा करती है।

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उदाहरण के लिए, इसकी सतह के साथ एक पिज्जा सामग्री के साथ पैक किया गया है, जैसा कि ऊपर की छवि में है, एक विषम प्रणाली है। इसी तरह, सलाद, नट और अनाज का मिश्रण या एक फ़िज़ी पेय भी विषम प्रणालियों के रूप में गिना जाता है।

ध्यान दें कि इसके तत्व पहली नज़र में दिखाई देते हैं और मैन्युअल रूप से अलग किए जा सकते हैं। मेयोनेज़ के बारे में क्या? या दूध? पहली नज़र में वे सजातीय हैं, लेकिन सूक्ष्म रूप से वे विषम प्रणाली हैं; अधिक विशेष रूप से, वे पायस हैं।

रसायन विज्ञान में, सामग्री में अभिकर्मकों, कणों या अध्ययन के तहत एक पदार्थ होता है। चरण उक्त कणों के भौतिक समुच्चय से अधिक कुछ नहीं हैं, जो चरणों को चिह्नित करने वाले सभी गुण प्रदान करते हैं। इस प्रकार, शराब का तरल चरण पानी से अलग तरीके से "व्यवहार" करता है, और इससे भी अधिक तरल तरल पारा से।

कुछ प्रणालियों में, चरण एक संतृप्त चीनी समाधान के रूप में पहचानने योग्य होते हैं, पृष्ठभूमि में क्रिस्टल के साथ। प्रत्येक द्वारा अपने आप को सजातीय के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है: पानी द्वारा गठित एक चरण के ऊपर, और नीचे, एक ठोस चरण जो चीनी क्रिस्टल से बना होता है।

जल-शर्करा प्रणाली के मामले में, हम एक प्रतिक्रिया की बात नहीं करते हैं, लेकिन संतृप्ति की। अन्य प्रणालियों में, पदार्थ का परिवर्तन मौजूद है। एक सरल उदाहरण एक क्षार धातु का मिश्रण है, जैसे सोडियम, और पानी; यह विस्फोटक है, लेकिन सबसे पहले, धातु सोडियम का टुकड़ा पानी से घिरा हुआ है।

मेयोनेज़ के साथ, रसायन विज्ञान के भीतर विषम प्रणालियां हैं जो मैक्रोस्कोपिक रूप से सजातीय के लिए गुजरती हैं, लेकिन एक शक्तिशाली माइक्रोस्कोप के प्रकाश में, उनके वास्तविक विषम चरण चमकते हैं।

विषम प्रणाली के लक्षण

एक विषम रासायनिक प्रणाली की विशेषताएं क्या हैं? सामान्य शब्दों में उन्हें निम्न प्रकार से सूचीबद्ध किया जा सकता है:

वे दो या अधिक चरणों से बने होते हैं; दूसरे शब्दों में, यह एक समान नहीं है।

-यह निम्नलिखित चरणों में से किसी भी, सामान्य रूप से शामिल हो सकता है: ठोस-ठोस, ठोस-तरल, ठोस-गैस, तरल-तरल, तरल-गैस; इसके अलावा, तीनों एक ही ठोस तरल-गैस प्रणाली में मौजूद हो सकते हैं।

-इंट कंपोनेंट्स और फेज अलग-अलग होते हैं, पहली नजर में नंगी आंखों से। इसलिए, अपनी विशेषताओं से निष्कर्ष निकालने के लिए सिस्टम का निरीक्षण करना पर्याप्त है; जैसे कि रंग, चिपचिपापन, आकार और क्रिस्टल का आकार, गंध, आदि।

-इसमें आमतौर पर एक चरण के भीतर या दो अलग-अलग चरणों में कणों के बीच एक थर्मोडायनामिक संतुलन या उच्च या निम्न आत्मीयता शामिल होती है।

-इस प्रणाली के क्षेत्र या दिशा के अनुसार भौतिक रासायनिक गुण भिन्न होते हैं। इस प्रकार, मान, उदाहरण के लिए, पिघलने बिंदु, एक विषम ठोस के एक क्षेत्र से दूसरे तक हो सकता है। साथ ही (सबसे सामान्य मामला) रंगों या hues को ठोस (तरल या गैस) में बदलते हैं क्योंकि उनकी तुलना की जाती है।

वे पदार्थों के मिश्रण हैं; यही है, यह शुद्ध पदार्थों पर लागू नहीं होता है।

अवलोकन की डिग्री

किसी भी सजातीय प्रणाली को विषम माना जा सकता है यदि तराजू या अवलोकन की डिग्री को संशोधित किया जाए। उदाहरण के लिए, शुद्ध पानी से भरा एक कैफ़े एक सजातीय प्रणाली है, लेकिन जैसे ही इसके अणु देखे जाते हैं, उनमें से लाखों अपने स्वयं के वेग के साथ होते हैं।

आणविक दृष्टिकोण से, यह प्रणाली सजातीय बनी हुई है क्योंकि यह केवल H ₂ O अणु है । लेकिन, परमाणु स्तर पर अवलोकन के पैमाने को और कम करने से, पानी विषम हो जाता है, क्योंकि इसमें एक भी प्रकार नहीं होता है। परमाणु लेकिन हाइड्रोजन और ऑक्सीजन।

इसलिए, विषम रासायनिक प्रणालियों की विशेषताएं अवलोकन की डिग्री पर निर्भर करती हैं। यदि आप सूक्ष्म पैमाने पर विचार करते हैं, तो आप बहुमुखी सिस्टम में आ सकते हैं।

एक ठोस ए, जाहिरा तौर पर सजातीय और रंग में चांदी, विभिन्न धातुओं (ABCDAB…) की कई परतों से मिलकर बना हो सकता है और इसलिए विषम हो सकता है। इसलिए, ए मैक्रोस्कोपिक रूप से सजातीय है, लेकिन सूक्ष्म (या नैनो) स्तरों पर विषम।

इसी तरह, समान परमाणु विषम प्रणालियां हैं, क्योंकि वे निर्वात, इलेक्ट्रॉनों, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और अन्य उप-परमाणु कणों (जैसे क्वार्क) से बने होते हैं।

वर्गीकरण

तब अवलोकन की एक मैक्रोस्कोपिक डिग्री, जो दृश्य विशेषताओं या एक औसत दर्जे की संपत्ति को परिभाषित करती है, को ध्यान में रखते हुए, विषम रासायनिक प्रणालियों को निम्नलिखित तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है:

संतृप्त समाधान (तरल-तरल, तरल-ठोस, तरल-गैस)

संतृप्त विलयन एक प्रकार की रासायनिक विषम प्रणाली है जिसमें विलेय घुलना जारी नहीं रख सकता है और विलायक से अलग एक चरण बनाता है। पानी और चीनी क्रिस्टल का उदाहरण इस वर्गीकरण में आता है।

सॉल्वेंट अणु एक बिंदु तक पहुंचते हैं जहां वे विले को समायोजित या सॉल्व नहीं कर सकते हैं। फिर अतिरिक्त घुला हुआ, ठोस या गैसीय, जल्दी से एक ठोस या बुलबुले बनाने के लिए फिर से इकट्ठा होगा; वह है, एक तरल-ठोस या तरल-गैस प्रणाली।

विलेय एक तरल भी हो सकता है, जो एक निश्चित एकाग्रता तक विलायक के साथ गलत है; अन्यथा वे सभी सांद्रता में गलत होंगे और एक संतृप्त समाधान नहीं बनाएंगे। गलतफहमी से, यह समझा जाता है कि दो तरल पदार्थों का मिश्रण एक समान वर्दी चरण बनाता है।

यदि, दूसरी ओर, तरल विलेय विलायक के साथ विसर्जित होता है, जैसा कि तेल और पानी के मिश्रण के साथ होता है, तो कम से कम मात्रा में जोड़ा गया घोल संतृप्त हो जाता है। नतीजतन, दो चरण बनते हैं: एक जलीय और दूसरा तैलीय।

उपजी नमक के साथ समाधान

कुछ लवण घुलनशीलता का एक संतुलन स्थापित करते हैं, इस तथ्य के कारण कि उनके आयनों के बीच बातचीत बहुत मजबूत होती है और वे क्रिस्टल में फिर से इकट्ठा होते हैं जो पानी को अलग नहीं कर सकते हैं।

इस प्रकार की विषम प्रणाली में एक तरल चरण और एक ठोस चरण भी होते हैं; लेकिन, संतृप्त समाधानों के विपरीत, विलेय एक ऐसा नमक है, जिसे बड़ी मात्रा में अवक्षेपण की आवश्यकता नहीं होती है।

उदाहरण के लिए, असंतृप्त लवण के दो जलीय घोलों को मिलाकर, NaCl और AgNO _{3 में से एक}, अघुलनशील नमक AgCl को अवक्षेपित करता है। सिल्वर क्लोराइड विलायक में एक घुलनशीलता संतुलन स्थापित करता है, जिसमें एक ऑफ-व्हाइट ठोस जलीय कंटेनर में मनाया जाता है।

इस प्रकार, इन समाधानों की विशेषताएं गठित वेग के प्रकार पर निर्भर करती हैं। सामान्य तौर पर, क्रोमियम लवण बहुत रंगीन होते हैं, साथ ही साथ मैंगनीज, लोहा या कुछ धातु जटिल होते हैं। यह अवक्षेप एक क्रिस्टलीय, अनाकार या जिलेटिनस ठोस हो सकता है।

चरण संक्रमण

बर्फ का एक ब्लॉक एक सजातीय प्रणाली का गठन कर सकता है, लेकिन जब यह पिघलता है, तो यह तरल पानी का एक अतिरिक्त चरण बनाता है। इसलिए, एक पदार्थ के चरण संक्रमण भी विषम प्रणाली हैं।

इसके अतिरिक्त, कुछ अणु बर्फ की सतह से वाष्प चरण में बच सकते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि न केवल तरल पानी में वाष्प का दबाव है, बल्कि बर्फ भी है, हालांकि कुछ हद तक।

चरण संक्रमण के विषम प्रणालियां किसी भी पदार्थ (शुद्ध या अशुद्ध) पर लागू होती हैं। इस प्रकार, सभी ठोस जो पिघलते हैं, या तरल जो वाष्पित होते हैं, वे इस प्रकार की प्रणाली से संबंधित हैं।

ठोस और गैस

रसायन विज्ञान में विषम प्रणालियों का एक बहुत ही सामान्य वर्ग विभिन्न घटकों के साथ ठोस या गैस हैं। उदाहरण के लिए, छवि में पिज्जा इस वर्गीकरण में आता है। और अगर पनीर, पेपरिका, एंकोवी, हैम, प्याज आदि के बजाय, इसमें सल्फर, कोयला, फास्फोरस और तांबा होता, तो एक और ठोस ठोस होता।

सल्फर अपने पीले रंग के लिए बाहर खड़ा है; एक काला ठोस होने के लिए कोयला; फॉस्फोर लाल है; और चमकदार, धातु तांबा। सभी ठोस हैं, इसलिए, सिस्टम में एक चरण होता है लेकिन कई घटकों के साथ। रोजमर्रा की जिंदगी में इस प्रकार की प्रणाली के उदाहरण असंभव हैं।

इसके अलावा, गैसें विषम मिश्रण का निर्माण कर सकती हैं, खासकर यदि उनके पास अलग-अलग रंग या घनत्व हैं। वे बहुत छोटे कणों को ले जा सकते हैं, जैसा कि बादलों के अंदर पानी के साथ होता है। जैसे-जैसे वे आकार में बढ़ते हैं, वे दृश्य प्रकाश को अवशोषित करते हैं और परिणामस्वरूप बादल भूरे रंग में बदल जाते हैं।

विषम ठोस गैस प्रणाली का एक उदाहरण धुआं है, जो बहुत छोटे कार्बन कणों से बना है। इस कारण अधूरे दहन से निकलने वाले धुएँ का रंग काला होता है।

अंश निकालने की विधियाँ

विषम प्रणाली के चरणों या घटकों को उनके भौतिक या रासायनिक गुणों में अंतर का लाभ उठाकर अलग किया जा सकता है। इस तरह, मूल प्रणाली का विभाजन तब तक किया जाता है जब तक कि केवल सजातीय चरण नहीं रहते। अधिक सामान्य तरीकों में से कुछ इस प्रकार हैं।

छानने का काम

निस्पंदन का उपयोग तरल से एक ठोस या अवक्षेप को अलग करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार, दो चरण अलग करने का प्रबंधन करते हैं, हालांकि एक निश्चित स्तर की अशुद्धता के साथ। इस कारण से, ठोस आमतौर पर धोया जाता है और बाद में एक ओवन में सूख जाता है। यह प्रक्रिया या तो वैक्यूम लगाकर की जा सकती है, या बस गुरुत्वाकर्षण द्वारा।

निस्तारण

एक तरल से एक ठोस को अलग करने के लिए यह विधि भी उपयोगी है। यह पिछले एक से कुछ अलग है, जिसमें ठोस आम तौर पर स्थिरता में दृढ़ है और कंटेनर के तल पर पूरी तरह से जमा है। ऐसा करने के लिए, बस कंटेनर के मुंह को एक उपयुक्त कोण पर झुकाएं ताकि तरल उसमें से बह जाए।

इसी तरह, डिकेंटेशन दो तरल पदार्थों को अलग करने की अनुमति देता है, अर्थात्, एक तरल-तरल प्रणाली। इस मामले में, एक विभाजक फ़नल का उपयोग किया जाता है।

द्विध्रुवीय मिश्रण (दो अमर तरल पदार्थ) को फ़नल में स्थानांतरित किया जाता है, और कम घनत्व वाला तरल शीर्ष पर स्थित होगा; आउटलेट खोलने के संपर्क में, निचले भाग में उच्चतम घनत्व वाला एक।

स्रोत: पिक्साबे

ऊपरी छवि एक अलग या अलग कीप का प्रतिनिधित्व करती है। इस ग्लासवेयर का उपयोग तरल-तरल अर्क के लिए भी किया जाता है; अर्थात्, प्रारंभिक तरल से एक तरल निकालने के लिए एक और तरल जोड़कर जिसमें यह और भी घुलनशील है।

Sifting

विभिन्न आकारों के ठोस घटकों को अलग करने के लिए साइडिंग का उपयोग किया जाता है। अनाज को साफ करने, गेहूं के आटे को शुद्ध करने या मोटे रस से ठोस अवशेषों को हटाने के लिए रसोई के अंदर छलनी या छलनी ढूंढना बहुत आम है। रसायन विज्ञान में, इसका उपयोग छोटे क्रिस्टल को बड़े लोगों से अलग करने के लिए किया जा सकता है।

आकर्षण संस्कार

इस पद्धति का उपयोग ठोस-ठोस प्रणालियों के लिए किया जाता है जहां एक या अधिक घटक चुंबक द्वारा आकर्षित होते हैं। इस प्रकार, प्रारंभिक विषम चरण को शुद्ध किया जाता है क्योंकि चुंबक फेरोमैग्नेटिक तत्वों को हटा देता है। उदाहरण के लिए, मैग्नेटाइजेशन का उपयोग कचरे से टिनप्लेट को अलग करने के लिए किया जाता है।

केन्द्रापसारण

केन्द्रापसारक एक निलंबित ठोस को एक तरल से अलग करता है। इसे फ़िल्टर नहीं किया जा सकता क्योंकि कण तरल के पूरे आयतन पर समान रूप से तैरते हैं। दो चरणों को अलग करने के लिए, विषम मिश्रण की एक मात्रा को एक केन्द्रापसारक बल के अधीन किया जाता है, जो अपकेंद्रित्र ट्यूब के तल पर ठोस को तलछट करता है।

उच्च बनाने की क्रिया

उच्च बनाने की क्रिया पृथक्करण विधि केवल अस्थिर ठोस के लिए लागू की जाती है; कम तापमान पर उच्च वाष्प के दबाव वाले लोगों के लिए यह है।

विषम मिश्रण को गर्म करने पर, वाष्पशील ठोस गैस चरण में बच जाता है। इसके आवेदन का एक उदाहरण आयोडीन या अमोनियम क्लोराइड के साथ दूषित एक नमूने की शुद्धि है।

उदाहरण

अब तक, विषम रासायनिक प्रणालियों के कई उदाहरणों का उल्लेख किया गया है। उन्हें पूरक करने के लिए, अतिरिक्त लोगों को रासायनिक संदर्भ के बाहर और दूसरों को नीचे सूचीबद्ध किया गया है:

-इस ग्रेनाइट, एक नदी के पत्थर, पहाड़, या कई रंगों की नसों के साथ किसी भी चट्टान।

-मिनीयर भी विषम प्रणालियों के रूप में गिना जाता है, क्योंकि वे विभिन्न प्रकार के ठोस संरचनाओं से बने होते हैं जो आयनों से बने होते हैं। इसके गुण एक क्रिस्टलीय संरचना और अशुद्धियों के आयनों के बीच बातचीत के उत्पाद हैं।

-सुंदर पेय। उनमें एक तरल-गैस संतुलन है, जो बाहरी दबाव को कम करके, भंग गैस की घुलनशीलता को कम करता है; इस कारण से, कई बुलबुले (गैसीय विलेय) को तरल की सतह पर ऊँचा होने पर देखा जाता है।

-एक प्रतिक्रिया माध्यम जिसमें विभिन्न चरणों में अभिकर्मक शामिल होते हैं, और यह भी एक उच्च प्रतिक्रिया की गति की गारंटी के लिए एक चुंबकीय उत्तेजक की आवश्यकता होती है।

-अतिरिक्त उत्प्रेरक ये ठोस अपनी सतह या छिद्रों पर साइटें प्रदान करते हैं जहां अभिकारकों के बीच संपर्क तेज होता है, और वे हस्तक्षेप नहीं करते हैं या प्रतिक्रिया में अपरिवर्तनीय परिवर्तन से गुजरते हैं।

एक भित्ति दीवार, एक मोज़ेक दीवार, या एक इमारत के वास्तुशिल्प डिजाइन।

-कई फ्लेवर के मल्ति-लेयर्ड जिलेटिन।

-एक रुबिक का घन।

संदर्भ

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