ಸದಸ್ಯ:Varsha R Achar/ನನ್ನ ಪ್ರಯೋಗಪುಟ
ಶುದ್ಧೀಕರಣ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]ದ್ರವ ರೂಪ ಮಿಶ್ರಣದ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಆಯ್ದು ಬಾಷ್ಪೀಕರಣ ಮತ್ತು ಘನೀಕರಣ ಬೇರ್ಪಡಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಶುದ್ಧೀಕರನದಿಂದ ಮಿಶ್ರಣದ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣ ಅಥವ ಭಾಗಶಃ ಬೇರ್ಪಡಿಸಬಹುದು. ಇವೆರೆಡೂ ಮಿಶ್ರಣದ ಘಟಕಗಳ ಚಂಚಲತೆಯ ಶೋಶಣೆಗಳನ್ನು ವ್ಯತ್ಯಾಸಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಕೈಗಾರಿಕಾ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಘಟಕ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯಾಗಿದೆ. ಇದು ದೈಹಿಕ ಬದಲಾವಣೆಯೇ ಹೊರತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲ.
ಇತಿಹಾಸ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]ಅರಿಸ್ಟಾಟಲ್ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮೊದಲು ಬರೆದಿದ್ದು, ಆದರೆ ಇದರ ಸಾಕ್ಷಿಯನ್ನು ಅಲೆಕ್ಯಾಂಡ್ರಿಯದಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದ ಗ್ರೀಕ್ ಆಲ್ಕೆಮಿಸ್ಟ್ಗಳು ೧ನೇ ಶತಮಾನದಲ್ಲಿ ಕೊಟ್ಟಿದ್ದರು. ಚೀನಾದಲ್ಲಿ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಪುರ್ವ ಹಾನ್ ರಾಜವಂಶದ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಶುರುವಾಗಿತ್ತು. ಪುರಾತತ್ವ ಸಾಕ್ಷ್ಯಾಧಾರಗಳು ಜಿನ್ ಹಾಗು ದಕ್ಷಿಣ ಸಂಗ ರಾಜವಂಶದ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಪಾನೀಯಗಳ ತಯಾರಿಗಾಗಿ ಶುರುವಾಯಿತೆಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ೧೫೦೦ ರಲ್ಲಿ ಜರ್ಮನ್ ಆಲ್ಕೆಮಿಸ್ಟ್ ಹೈರೊನಿಮನ್ ಬ್ರಾನ್ಷ್ವೀಗ್ ಎಂಬಾತ "ಲಿಬರ್ ಡಿ ಆರ್ಟ್ ಡಿಸ್ಟಿಲಾಂಡಿ" ಎಂಬ ಪುಸ್ತಕವನ್ನು ಕೇವಲ ಶುದ್ಧೀಕರಣಕ್ಕೆ ಮೀಸಲಾಗಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿದ. ೧೬೫೧ ರಲ್ಲಿ ಜಾನ್ ಫ್ರಂಚ್ "ದಿ ಆರ್ಟ್ ಆಫ್ ಡಿಸ್ಟಿಲೇಷನ್" ಎಂಬ ಇಂಗ್ಲೀಷ್ ಸಂಗ್ರಹವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದ. ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ವಿಜ್ಞಾನದಿಂದ ವಿಕಸನಗೊಂಡ ರಸವಿದ್ಯೆಯಿಂದ ರಿಟಾರ್ಟ್ ಎಂಬ ಹಡಗುಗಳನ್ನು ಶುದ್ಧೀಕರಣಕ್ಕೆ ಬಳಸುತ್ತಿದ್ದರು. ಅಲೆಮ್ಬಿಕ್ ಮತ್ತು ರಿಟಾರ್ಟಗಳು ಎಂಬ ಕೆಳಕ್ಕೆ ಕೋನೀಯವಾಗಿರುವ ಸಾಂದ್ರಿಕರಿಸಿ ಹನಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ನಂತರ, ತಾಮ್ರದ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಆವಿಷ್ಕರಿಸಿದರು. ಪ್ರಾಚೀನ ರೂಪದ ಶುದ್ಧೀಕರಣವನ್ನು ಬ್ಯಾಚ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಬಳಸಿ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಘನೀಕರಣ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಘನೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಪ್ರಾಚೀನ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ಶುದ್ಧೀಕರಣವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿದರು.
ಆದರ್ಶೀಕರಿಸಿದ ಶುದ್ಧೀಕರಣದ ಮಾದರಿ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]ದ್ರವದ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು ಎಂದರೆ ದ್ರವದ ಆವಿಯ ಒತ್ತಡ ದ್ರವದ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗುವ ತಾಪಮಾನ. ನಿರ್ದಿಶ್ಟ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ದ್ರವದ ಆವಿಯ ಒತ್ತಡ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗುವ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಸಾಮನ್ಯವಾಗಿ, ಕೊಟ್ಟಿರುವ ದ್ರವದ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಕಾಯಿಸಿದಾಗ ದ್ರವದ ಘಟಕಗಳು ತನ್ನ ದ್ರವದ ಆವಿಯ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾದ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುವಿಗೆ ಕುದಿಯುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ತಪ್ಪು ಊಹೆಯಾಗಿದೆ. ಆದರ್ಶೀಕರಿಸಿದ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಮಾದರಿಯಲ್ಲೂ ಸಹ ಇದು ಸಂಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಆದರ್ಶೀಕರಿಸಿದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ರೌಲ್ಟ್ ಹಾಗು ದಾಲ್ಟನ್ ನಿಯಮಗಳು ಆವಿ-ದ್ರವ ಸಮತೋಲನಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಿರುವುದೆಂದು ಊಹಿಸಿ ಆಡಳಿಸುತ್ತದೆ. ರೌಲ್ಟ್ ನಿಯಮ "ದ್ರವದ ಆವಿ ಒತ್ತಡ ೧. ಪ್ರತಿ ರಾಸಯನಿಕ ಘಟಕದ ಆವಿ ಒತ್ತಡ ಹಾಗು ೨. ದ್ರವಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿ ಘಟಕದ ಮೋಲ್ ಭಾಗದ ಮೇಲೆ ಅಧೀನವಾಗಿರುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಈ ನಿಯಮವನ್ನು ಆದರ್ಶೀಯ ದ್ರವಣ ಅಥವ ವಿವಿದ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹಾಗೂ ಘಟಕದ ಅಣ್ವಿಕ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯು ಆದರ್ಶೀಯ ದ್ರವನದ ಆಣ್ವಿಕ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಂತಿರುವ ದ್ರವಣಗಳು ಪಾಲಿಸುತ್ತದೆ. ದಾಲ್ಟನ್ ನಿಯಮವು " ದ್ರವಣ ಮಿಶ್ರಣದ ಒಟ್ಟು ಒತ್ತಡ, ದ್ರವಣದ ಘಟಕಗಳ ಭಾಗಾಶಃ ಒತ್ತಡಗಳ ಮೊತ್ತ ಒತ್ತಡ" ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಬಹು ಘಟಕದ ದ್ರವಣವನ್ನು ಕಾಯಿಸಿದಾಗ, ಪ್ರತಿ ಘಟಕದ ಆವಿ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ಒಟ್ಟು ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸತ್ತದೆ. ಈ ಒಟ್ಟು ಒತ್ತಡ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಒತ್ತಡಾಕ್ಕೆ ಸಮನಾದಾಗ, ದ್ರವಣ ಕುದಿಯಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದ್ರವಣ ಆವಿಯಾಗಲು ಮೊದಲಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರವಣದ ಮಿಶ್ರಣ, ಕೊಟ್ಟಿರುವ ಒತ್ತಡದಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಈ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ, ದ್ರವಣದ ಘಟಕಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಕರಗುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಸ್ಥಿರ ಸಂಯೋಜನೆಯುಳ್ಳ ಮಿಶ್ರಣವು ಅನೇಕ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಆದರ್ಶೀಕರಿಸಿದ ಮಾದರಿಯು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಸದೃಶವಾಗಿರುವ ದ್ರವಣಗಳಲ್ಲಿ(ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಟ್ಯಾಲ್ಯುಯಿನ್ ಮತ್ತು ಬೆಂಜೀನ್) ನಿಖರವಾಗಿದೆ. ಇತರೆ ಸಂಧರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ತೀವ್ರ ವಿಚಲನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮಿಶ್ರಣಗಳು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಎಥನಾಲ್ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಮಿಶ್ರಣ. ಈ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಕುದಿಸಿದಾಗ, ಅದು ಸ್ಥಿರ ಕುದಿಮಿಶ್ರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಯಾವುದರ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಮಿಶ್ರಣದ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುವಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಅಥವ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಎಲ್ಲಾ ದ್ರವಣಗಳು, ಕಾಯಿಸಿದಾಗ ಸ್ಥಿರ ಕುದಿಮಿಶ್ರಣ ಚರ್ಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಮಿಶರಣದ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಶುದ್ಧೀಕರಣದಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಶುದ್ದಿಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ, ಇದಕ್ಕಗಿ ಘಟಕಗಳು ಶೂನ್ಯ ಆವಿ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು. ಅತ್ಯಂತ ಶುದ್ಧವಾದ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ನಾವು ಪಡೆಯಬೇಕಾದರೆ, ನಾವು ಇತರೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯನ್ನು ಪಾಲಿಸಬೇಕು.
ಶುದ್ಧೀಕರಣದ ಅನ್ವಯಿಸುವಿಕೆ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]ಶುದ್ಧೀಕರಣದ ಅನ್ವಯಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಸ್ಥೂಲವಾಗಿ ನಾಲ್ಕು ಭಾಗಗಳಿಗೆ ಮಾಡಬಹುದು.೧.ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಶುದ್ಧೀಕರಣ,೨.ಕೈಗಾರಿಕಾ ಶುದ್ಧೀಕರಣ,೩.ಗಿಡಮೂಲಿಕೆಗಳ ಬಟ್ಟೀ ಇಳಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ೪.ಆಹಾರ ಸಂಸ್ಕರಣೆ. ಮೊದಲ ಎರಡು, ನಂತರದ ಎರಡ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. ನಂತರದ ಎರಡು ರೀತಿಯ ಶುದ್ಧೀಕರಣವನ್ನು ಆಹಾರ ಮತ್ತು ಗಿಡಮೂಲಿಕೆಗಳ ಸಂಸ್ಕರಣೆಗೆ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಶುದ್ಧೀಕರಣದ ಮುಖ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇನೆಂದರೆ, ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಶುದ್ಧೀಕರಣವನ್ನು ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಶುದ್ಧೀಕರಣವನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ನೀರ್ವಹಿಸುತ್ತರೆ.
ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಶುದ್ಧೀಕರಣ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಶುದ್ಧೀಕರಣವನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತರೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಬೇಕಾಗುವ ಸಾಧನಗಳು, ರಿಟಾರ್ಟ್(ಇದರಲ್ಲಿ ಮೂಲ ವಸ್ತುವನ್ನು ಕಾಯೊಸುತ್ತರೆ),ಕಂಡೆನ್ಸರ್(ಇದು ಕಾದ ಆವಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿ, ಅದನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸಿ, ಆವಿಯನ್ನು ಮತ್ತೆ ದ್ರವವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ),ರಿಸೀವರ್(ಇದು ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿದ ದ್ರವವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ). ಏಕಘಟಕದ ಶುದ್ಧೀಕರಣದಲ್ಲಿ ಆವಿಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಕಂಡೆನ್ಸರ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರವಹಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿದ ದ್ರವವು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಶುದ್ಧಿಯಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಆದರೆ, ಅದರ ಸಂಯೋಜನೆ, ಕೊಟ್ಟಿರುವ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದ ಸಂಯೋಜನಿದೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂಯೋಜನೆಯು ರೌಲ್ಟ್ಸ್ ನಿಯಮವನ್ನು ಪಾಲಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮಿಶ್ರಣದ ದ್ರವಗಳ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದು ಹೆಚ್ಚು ಭಿನ್ನವಾಗಿದ್ದರೆ ಅಥವ ಅವಶೀಲವಲ್ಲದ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.
ಕೈಗಾರಿಕಾ ಶುದ್ಧೀಕರಣ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]ಕೈಗಾರಿಕಾ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸುಮಾರು ೬೫ ಸೆಂಟಿಮೀಟರ್ಗಳಷ್ಟು ೧೬ ಮೀಟರ್ ಮತ್ತು ಎತ್ತರಕ್ಕೆ ಸುಮಾರು ೬ ಮೀಟರ್ ೯೦ ಮೀಟರ್ ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ಹಿಡಿದು ವರೆಗಿನ ವ್ಯಾಸದೊಂದಿಗಿನ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಗೋಪುರಗಳು ಅಥವಾ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಕಾಲಮ್ಗಳನ್ನು ಎಂಬ ದೊಡ್ಡ, ಲಂಬ ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದ ಅಂಕಣಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಸಂಯೋಜನೆಯುಳ್ಳ ದ್ರವವನ್ನು ಈ ಸಿಲಿಂಡರ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಹಾಕಿ, ತನ್ನ ಅನುಗುಣವಾದ ಕುದಿಯುವ ಬಿಂದುವಿಗೆ, ಕುದಿಯುವ ದ್ರವವನ್ನು ಕಾಲಮ್ಗಳ ಮೇಲ್ಗಡೆ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹಗುರವಾದ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಮೇಲಿನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸಿದರೆ, ಭಾರವಾದ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಕೆಳಗಿನಿಂದ ನಿರ್ಗಮಿಸುತ್ತದೆ.
ಆಹಾರ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಶುದ್ಧೀಕರಣ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ ಹೊಂದಿರುವ ಸಸ್ಯ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹುದುಗುವಿಕೆಗೆ ಒಳಪಡಿಸಿದಾಗ,ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಎಥನಾಲ್ ನ ಸಾರಹೀನ ದ್ರಾವಣವು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.ವ್ಹಿಸ್ಕಿ ಮತ್ತು ರಮ್ ಎಂಬ ಸ್ಪಿರಿಟ್ಸ್ ಎಥೆನಾಲ್ ಈ ದುರ್ಬಲ ದ್ರವಣದ ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.ನೀರು, ಎಸ್ಟರ್, ಮತ್ತು ಇತರ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಎಥನಾಲ್ಗಳಿಗಿಂತ ಇತರ ಘಟಕಗಳನ್ನು, ಪಾನೀಯ ಪರಿಮಳಕ್ಕಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.