हमारे दैनिक जीवन में, ऐसे कई उदाहरण हैं जब हम किसी पदार्थ को सामग्रियों के मिश्रण से अलग होते हुए देखते हैं।
$\quad$ चाय बनाते समय, चाय की पत्तियों को छलनी से तरल से अलग किया जाता है (चित्र 3.1)।

चित्र 3.1 छलनी से चाय की पत्तियों को अलग करना

$\quad$ फसल काटते समय, अनाज को डंठलों से अलग किया जाता है। मक्खन अलग करने के लिए दूध या दही को मथा जाता है (चित्र 3.2)। हम कपास से बीजों को रेशे से अलग करने के लिए उसे ओटते हैं।

$\quad$ शायद आपने नमकीन दलिया या पोहा खाया होगा। यदि आपने पाया कि इसमें मिर्च के टुकड़े हैं, तो आपने खाने से पहले उन्हें सावधानी से निकाल लिया होगा।

मान लीजिए आपको आम और अमरूद से भरी एक टोकरी दी गई है और उन्हें अलग करने के लिए कहा गया है। आप क्या करेंगे? एक प्रकार के फलों को चुनकर अलग बर्तन में रख देंगे, है ना?

आसान लगता है, लेकिन क्या होगा यदि जिन सामग्रियों को हम अलग करना चाहते हैं वे आम या अमरूद से कहीं छोटी हैं

चित्र 3.2 दूध या दही को मथकर मक्खन निकाला जाता है

तो? कल्पना कीजिए आपको नमक मिली हुई रेत का एक गिलास दिया गया है। हाथ से रेत के कण चुनकर इस मिश्रण से नमक अलग करने के बारे में सोचना भी असंभव है!

लेकिन, हमें ऐसे पदार्थों को अलग करने की आखिर जरूरत क्यों है, यही जानना पहेली चाहती है।

क्रियाकलाप 1

सारणी 3.1 के स्तंभ 1 में, पृथक्करण की कुछ प्रक्रियाएँ दी गई हैं। पृथक्करण का उद्देश्य और अलग किए गए घटकों के उपयोग का तरीका क्रमशः स्तंभ 2 और 3 में उल्लेखित है। हालाँकि, स्तंभ 2 और 3 में दी गई जानकारी अव्यवस्थित है। क्या आप प्रत्येक प्रक्रिया को उसके उद्देश्य और अलग किए गए घटकों के उपयोग के तरीके से मिला सकते हैं?

सारणी 3.1 हम पदार्थों को क्यों अलग करते हैं?

हम देखते हैं कि, किसी पदार्थ का उपयोग करने से पहले, हमें उसमें मिली हानिकारक या अनुपयोगी वस्तुओं को अलग करने की आवश्यकता होती है। कभी-कभी, हम उपयोगी घटकों को भी अलग करते हैं यदि हमें उन्हें अलग से उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

अलग किए जाने वाले पदार्थ भिन्न-भिन्न आकारों या सामग्रियों के कण हो सकते हैं। ये पदार्थ की किसी भी तीन अवस्था यानी ठोस, तरल या गैस में हो सकते हैं। तो, यदि उनमें इतने भिन्न गुण हैं तो हम एक साथ मिले हुए पदार्थों को कैसे अलग करते हैं?

3.1 पृथक्करण की विधियाँ

हम पदार्थों को अलग करने की कुछ सरल विधियों पर चर्चा करेंगे जो एक साथ मिश्रित होते हैं। आप दैनिक गतिविधियों में इनमें से कुछ विधियों के उपयोग के बारे में देख सकते हैं।

हस्तचयन (चुनना)

क्रियाकलाप 2

कक्षा में एक दुकान से खरीदे गए खाद्यान्न का एक पैकेट लाएँ। अब, अनाज को कागज की एक शीट पर फैलाएँ। क्या आपको कागज की शीट पर केवल एक प्रकार का अनाज मिलता है? क्या इसमें पत्थर के टुकड़े, भूसी, टूटा अनाज और किसी अन्य अनाज के कण हैं? अब, अपने हाथ से इसमें से पत्थर के टुकड़े, भूसी और अन्य अनाज निकाल दें।

हस्तचयन की यह विधि गेहूँ, चावल या दालों से गंदगी, पत्थर और भूसी के टुकड़ों जैसी थोड़ी बड़े आकार की अशुद्धियों को अलग करने के लिए इस्तेमाल की जा सकती है (चित्र 3.3)। ऐसी अशुद्धियों की मात्रा आमतौर पर बहुत अधिक नहीं होती है। ऐसी स्थितियों में, हम पाते हैं कि हस्तचयन पदार्थों को अलग करने का एक सुविधाजनक तरीका है।

चित्र 3.3 अनाज से पत्थर हस्तचयन द्वारा अलग करना

मड़ाई

फसल काटने के बाद आपने खेतों में गेहूँ या धान के डंठलों के गट्ठर पड़े देखे होंगे। डंठलों को अनाज से अलग करने से पहले धूप में सुखाया जाता है। प्रत्येक डंठल से कई अनाज के बीज जुड़े होते हैं। खेत में पड़े सैकड़ों गट्ठरों में अनाज के बीजों की संख्या की कल्पना कीजिए! किसान डंठलों के उन गट्ठरों से अनाज के बीज कैसे अलग करता है?

कोई आम या अमरूद पेड़ों से तोड़ सकता है। लेकिन, अनाज के बीज आम या अमरूद से कहीं छोटे होते हैं। इसलिए, उन्हें उनके डंठलों से तोड़ना असंभव होगा। कोई अनाज के बीजों को उनके डंठलों से कैसे अलग करता है?

वह प्रक्रिया जो अनाज को डंठलों आदि से अलग करने के लिए उपयोग की जाती है, मड़ाई है। इस प्रक्रिया में, अनाज के बीजों को मुक्त करने के लिए डंठलों को पीटा जाता है (चित्र 3.4)।

चित्र 3.4 मड़ाई

कभी-कभी, मड़ाई बैलों की सहायता से की जाती है। बड़ी मात्रा में अनाज मड़ने के लिए मशीनों का भी उपयोग किया जाता है।

फटकना

क्रियाकलाप 3

सूखी रेत में बुरादा या पिसी हुई सूखी पत्तियों का मिश्रण बनाएँ। इस मिश्रण को एक प्लेट या अखबार पर रखें। इस मिश्रण को ध्यान से देखें। क्या दोनों भिन्न घटकों को आसानी से पहचाना जा सकता है? क्या दोनों घटकों के कणों का आकार समान है? क्या हस्तचयन द्वारा घटकों को अलग करना संभव होगा?

अब, अपने मिश्रण को एक खुले मैदान में ले जाएँ और एक ऊँचे चबूतरे पर खड़े हों। मिश्रण को एक प्लेट या कागज की शीट में रखें। मिश्रण वाली प्लेट या कागज की शीट को अपने कंधे की ऊँचाई पर पकड़ें। इसे थोड़ा झुकाएँ, ताकि मिश्रण धीरे-धीरे बाहर खिसके।

क्या होता है? क्या दोनों घटक - रेत और बुरादा (या पिसी पत्तियाँ) एक ही स्थान पर गिरते हैं? क्या कोई घटक है जो उड़ जाता है? क्या हवा ने दोनों घटकों को अलग करने में सफलता पाई?

मिश्रण के घटकों को अलग करने की इस विधि को फटकना कहते हैं। फटकने का उपयोग हवा या हवा फेंककर मिश्रण के भारी और हल्के घटकों को अलग करने के लिए किया जाता है।

चित्र 3.5 फटकना

यह विधि आमतौर पर किसानों द्वारा हल्के भूसी कणों को अनाज के भारी बीजों से अलग करने के लिए उपयोग की जाती है (चित्र 3.5)।

भूसी के कण हवा द्वारा उड़ा लिए जाते हैं। अनाज के बीज अलग हो जाते हैं और फटकने के लिए बने चबूतरे के पास एक ढेर बना लेते हैं। अलग की गई भूसी का उपयोग पशुओं के चारे जैसे कई उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

छानना

कभी-कभी, हम आटे से कोई व्यंजन बनाना चाह सकते हैं। हमें इसमें मौजूद अशुद्धियों और चोकर को हटाने की आवश्यकता होती है। हम क्या करते हैं? हम एक छलनी का उपयोग करते हैं और उसमें आटा डालते हैं (चित्र 3.6)।

छलनी छानने से बारीक आटे के कण छलनी के छिद्रों से होकर गुजर जाते हैं जबकि बड़ी अशुद्धियाँ छलनी पर रह जाती हैं।

आटा चक्की में, गेहूँ को पीसने से पहले भूसी और पत्थर जैसी अशुद्धियों को हटा दिया जाता है। आमतौर पर, गेहूँ का एक बोरा एक झुकी हुई छलनी पर डाला जाता है। छलनी छानने से पत्थरों के टुकड़े, डंठल और भूसी निकल जाते हैं जो मड़ाई और फटकने के बाद भी गेहूँ के साथ रह सकते हैं।

चित्र 3.6 छलनी छानना

आपने निर्माण स्थलों पर रेत से कंकड़ और पत्थर अलग करने के लिए इसी तरह की छलनियों का उपयोग होते भी देखा होगा (चित्र 3.7)।

चित्र 3.7 छलनी छानकर रेत से कंकड़ और पत्थर हटाए जाते हैं

क्रियाकलाप 4

घर से एक छलनी और थोड़ी मात्रा में आटा कक्षा में लाएँ। इसमें मौजूद किसी भी अशुद्धि को अलग करने के लिए आटे को छलनी से छान लें। अब, चॉक के टुकड़ों का बारीक चूर्ण बनाएँ और इसे आटे में मिलाएँ। क्या हम आटे और चॉक के चूर्ण को छलनी से अलग कर सकते हैं?

छलनी छानने का उपयोग तब किया जाता है जब मिश्रण के घटकों के आकार भिन्न-भिन्न होते हैं।

निथारना, निस्तारण और निस्यंदन (फिल्टर करना)

कभी-कभी, फटकने और हस्तचयन द्वारा मिश्रण के घटकों को अलग करना संभव नहीं हो सकता है। उदाहरण के लिए, चावल या दालों में धूल या मिट्टी के कण जैसी हल्की अशुद्धियाँ हो सकती हैं। पकाने से पहले चावल या दालों से ऐसी अशुद्धियाँ कैसे अलग की जाती हैं?

चावल या दालों को आमतौर पर पकाने से पहले धोया जाता है। जब आप इनमें पानी डालते हैं, तो धूल के कण जैसी अशुद्धियाँ अलग हो जाती हैं। ये अशुद्धियाँ पानी में चली जाती हैं। अब, बर्तन के तले में क्या बैठेगा - चावल या धूल? क्यों? क्या आपने देखा है कि गंदा पानी निकालने के लिए बर्तन को झुकाया जाता है?

जब मिश्रण में भारी घटक पानी मिलाने के बाद नीचे बैठ जाता है, तो इस प्रक्रिया को निथारना कहा जाता है। जब पानी (धूल के साथ) हटा दिया जाता है, तो इस प्रक्रिया को निस्तारण कहा जाता है (चित्र 3.8)। आइए हम कुछ अन्य मिश्रण ढूंढते हैं जिन्हें निथारने और निस्तारण के माध्यम से अलग किया जा सकता है।

एक ही सिद्धांत का उपयोग दो तरल पदार्थों के मिश्रण को अलग करने के लिए किया जाता है जो एक दूसरे के साथ नहीं मिलते हैं। उदाहरण के लिए, उनके मिश्रण से तेल और पानी को इस प्रक्रिया द्वारा अलग किया जा सकता है। यदि ऐसे तरल पदार्थों के मिश्रण को कुछ समय के लिए खड़ा रहने दिया जाए, तो वे दो अलग-अलग परतें बनाते हैं। शीर्ष परत बनाने वाले घटक को तब निस्तारण द्वारा अलग किया जा सकता है।

आइए फिर से एक ठोस और तरल के मिश्रण पर विचार करें। चाय बनाने के बाद, आप चाय की पत्तियों को हटाने के लिए क्या करते हैं? आमतौर पर, हम चाय की पत्तियों को हटाने के लिए छलनी का उपयोग करते हैं। निस्तारण का प्रयास करें। यह थोड़ी मदद करता है। लेकिन, क्या आपको अभी भी अपनी चाय में कुछ पत्तियाँ मिलती हैं? अब, चाय को एक छलनी से छान लें?

चित्र 3.8 निथारने और निस्तारण द्वारा मिश्रण के दो घटकों को अलग करना छलनी। क्या सभी चाय की पत्तियाँ छलनी में रह गईं?

इस प्रक्रिया को निस्यंदन कहा जाता है (चित्र 3.1)। तैयार चाय से चाय की पत्तियों को अलग करने की कौन सी विधि बेहतर है, निस्तारण या निस्यंदन?

आइए अब हम उस पानी के उदाहरण पर विचार करें जिसका हम उपयोग करते हैं। क्या हम सभी को, हर समय, पीने के लिए सुरक्षित पानी मिलता है? कभी-कभी, नलों के माध्यम से आपूर्ति किया गया पानी गंदला हो सकता है। तालाबों या नदियों से एकत्र किया गया पानी भी गंदला हो सकता है, खासकर बारिश के बाद। आइए देखें कि क्या हम पानी से मिट्टी जैसी अघुलनशील अशुद्धियों को हटाने के लिए पृथक्करण की किसी विधि का उपयोग कर सकते हैं।

क्रियाकलाप 5

एक तालाब या नदी से कुछ गंदला पानी एकत्र करें। यदि यह उपलब्ध नहीं है, तो एक गिलास में कुछ मिट्टी को पानी में मिलाएँ। इसे आधे घंटे के लिए खड़ा रहने दें। पानी को ध्यान से देखें और अपनी टिप्पणियाँ नोट करें।

क्या कुछ मिट्टी पानी के तले में बैठ जाती है? क्यों? आप इस प्रक्रिया को क्या कहेंगे?

अब, पानी को हिलाए बिना गिलास को थोड़ा झुकाएँ। ऊपर का पानी दूसरे गिलास में बहने दें (चित्र 3.8)। आप इस प्रक्रिया को क्या कहेंगे?

क्या दूसरे गिलास में पानी अभी भी गंदला या भूरे रंग का है? अब इसे छान लें। क्या चाय की छलनी काम कर गई? आइए कपड़े के एक टुकड़े से पानी को छानने का प्रयास करें। कपड़े के एक टुकड़े में, बुने हुए धागों के बीच छोटे छिद्र या रंध्र रहते हैं। कपड़े में इन रंध्रों को एक फिल्टर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

यदि पानी अभी भी गंदला है, तो अशुद्धियों को एक ऐसे फिल्टर द्वारा अलग किया जा सकता है जिसमें और भी छोटे रंध्र हों। फिल्टर पेपर एक ऐसा फिल्टर है जिसमें बहुत बारीक रंध्र होते हैं। चित्र 3.9 फिल्टर पेपर का उपयोग करने में शामिल चरणों को दर्शाता है। एक फिल्टर पेपर को शंकु के रूप में मोड़कर एक कीप पर लगाया जाता है (चित्र 3.10)। फिर मिश्रण को फिल्टर पेपर पर डाला जाता है। मिश्रण में ठोस कण इससे होकर नहीं गुजरते हैं और फिल्टर पर रह जाते हैं।

फल और सब्जी के रस को आमतौर पर बीजों और गूदे के ठोस कणों को अलग करने के लिए पीने से पहले छान लिया जाता है। निस्यंदन की विधि का उपयोग हमारे घरों में पनीर बनाने की प्रक्रिया में भी किया जाता है। आपने देखा होगा कि पनीर बनाने के लिए, दूध को उबालते समय इसमें नींबू के रस की कुछ बूँदें डाली जाती हैं। इससे ठोस पनीर के कणों और एक तरल का मिश्रण बनता है। फिर मिश्रण को बारीक कपड़े या छलनी से छानकर पनीर अलग कर लिया जाता है।

वाष्पन

क्रियाकलाप 6

एक अन्य बीकर में पानी में दो चम्मच नमक डालें और अच्छी तरह हिलाएँ। क्या आपको पानी के रंग में कोई परिवर्तन दिखाई देता है?

चित्र 3.11 नमक वाले पानी वाले बीकर को गर्म करना

क्या आप हिलाने के बाद बीकर में कोई नमक देख सकते हैं? नमक वाले पानी वाले बीकर को गर्म करें (चित्र 3.11)। पानी को उबलने दें। बीकर में क्या बचता है?

इस क्रियाकलाप में, हमने पानी और नमक के मिश्रण को अलग करने के लिए वाष्पन की प्रक्रिया का उपयोग किया।

पानी को उसकी वाष्प में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को वाष्पन कहा जाता है। वाष्पन की प्रक्रिया लगातार उन स्थानों पर होती रहती है जहाँ पानी मौजूद होता है।

आपके विचार में, नमक कहाँ से आता है? समुद्री जल में कई नमक मिले होते हैं। इनमें से एक नमक साधारण नमक है। जब समुद्री जल को उथले गड्ढों में खड़ा रहने दिया जाता है, तो पानी सूर्य के प्रकाश से गर्म हो जाता है और वाष्पन के माध्यम से धीरे-धीरे जल वाष्प में बदल जाता है। कुछ दिनों में, पानी पूरी तरह से वाष्पित हो जाता है और ठोस नमक पीछे छोड़ जाता है (चित्र 3.12)। साधारण नमक तब इस नमकों के मिश्रण से और शुद्धिकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है।

चित्र 3.12 समुद्री जल से नमक प्राप्त करना

पृथक्करण की एक से अधिक विधियों का उपयोग

हमने उनके मिश्रण से पदार्थों के पृथक्करण के लिए कुछ विधियों का अध्ययन किया है। अक्सर, मिश्रण में मौजूद विभिन्न पदार्थों को अलग करने के लिए एक विधि पर्याप्त नहीं होती है। ऐसी स्थिति में, हमें इनमें से एक से अधिक विधियों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

क्रियाकलाप 7

रेत और नमक का मिश्रण लें। हम इन्हें कैसे अलग करेंगे? हमने पहले ही देखा कि इन्हें अलग करने के लिए हस्तचयन व्यावहारिक विधि नहीं होगी।

इस मिश्रण को एक बीकर में रखें और इसमें कुछ पानी डालें। बीकर को कुछ समय के लिए अलग रख दें। क्या आप रेत को तले में बैठते हुए देखते हैं? रेत को निस्तारण या निस्यंदन द्वारा अलग किया जा सकता है। निस्तारित तरल में क्या होता है? क्या आपको लगता है कि इस पानी में वह नमक है जो शुरुआत में मिश्रण में था?

अब, हमें निस्तारित तरल से नमक और पानी अलग करने की आवश्यकता है। इस तरल को एक केतली में स्थानांतरित करें और इसका ढक्कन बंद कर दें। केतली को कुछ समय के लिए गर्म करें। क्या आप केतली की टोंटी से भाप निकलते हुए देखते हैं?

उस पर कुछ बर्फ के साथ एक धातु की प्लेट लें। प्लेट को केतली की टोंटी के ठीक ऊपर रखें जैसा कि चित्र 3.13 में दिखाया गया है। आप क्या देखते हैं? केतली में सारा पानी उबल जाने दें।

जब भाप बर्फ से ठंडी की गई धातु की प्लेट के संपर्क में आती है, तो यह संघनित होकर तरल पानी बनाती है। प्लेट से गिरते हुए जो पानी की बूंदें आपने देखीं, वे भाप के संघनन के कारण थीं। जल वाष्प को उसके तरल रूप में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को संघनन कहा जाता है।

क्या आपने कभी उस प्लेट के नीचे संघनित पानी की बूंदें देखी हैं जिसका उपयोग अभी-अभी उबले दूध वाले बर्तन को ढकने के लिए किया गया है?

सारा पानी वाष्पित हो जाने के बाद, केतली में क्या बचता है?

इस प्रकार हमने निस्तारण, निस्यंदन, वाष्पन और संघनन की प्रक्रियाओं का उपयोग करके नमक, रेत और पानी को अलग कर लिया है।

पहेली को रेत के साथ मिले नमक को पुनः प्राप्त करते समय एक समस्या का सामना करना पड़ा। उसने रेत की थोड़ी मात्रा में नमक का एक पैकेट मिला दिया है।

चित्र 3.13 वाष्पन और संघनन

फिर उसने नमक को पुनः प्राप्त करने के लिए क्रियाकलाप 7 में सुझाई गई विधि आजमाई। हालाँकि, उसने पाया कि वह जितना नमक ले गई थी उसका केवल एक छोटा सा हिस्सा ही पुनः प्राप्त कर सकी। क्या गलत हो सकता था?

क्या पानी किसी पदार्थ की किसी भी मात्रा को घोल सकता है?

अध्याय 2 में, हमने पाया कि कई पदार्थ पानी में घुल जाते हैं और एक विलयन बनाते हैं। हम कहते हैं कि ये पदार्थ पानी में घुलनशील हैं। यदि हम पानी की एक निश्चित मात्रा में इन पदार्थों को लगातार और अधिक मिलाते रहें तो क्या होगा?

क्रियाकलाप 8

आपको एक बीकर या एक छोटा बर्तन, एक चम्मच, नमक और पानी की आवश्यकता होगी। बीकर में आधा कप पानी डालें। एक चम्मच नमक डालें और अच्छी तरह हिलाएँ, जब तक कि नमक पूरी तरह से न घुल जाए (चित्र 3.14)। फिर से एक चम्मच नमक डालें और अच्छी तरह हिलाएँ। एक बार में एक चम्मच नमक डालते रहें और हिलाते रहें।

कुछ चम्मच नमक डालने के बाद, क्या आप पाते हैं कि कुछ नमक अघुलित रह जाता है और बीकर के तले में बैठ