आपल्या दैनंदिन जीवनात, अनेक वेळा आपल्याला पदार्थांच्या मिश्रणातून कोणतातरी पदार्थ वेगळा करताना दिसतो.
$\quad$ चहा तयार करताना चहाची पाने चाळणीने द्रवापासून वेगळी केली जातात (आकृती ३.१).

आकृती ३.१ चाळणीने चहाची पाने वेगळी करणे

$\quad$ पीक कापताना धान्याचे दाणे देठापासून वेगळे केले जातात. लोणी मिळवण्यासाठी दूध किंवा दही मथले जाते (आकृती ३.२). कापसाच्या बियांपासून तंतू वेगळे करण्यासाठी आपण कापूस काढतो.

$\quad$ कदाचित तुम्ही खारट दलिया किंवा पोहा खाल्ला असेल. जर त्यात मिरची असल्याचे तुम्हाला आढळले, तर तुम्ही त्या काळजीपूर्वक काढून टाकल्या असतील.

समजा तुम्हाला आंबा आणि पेरू असलेली एक टोपली दिली गेली आहे आणि ते वेगळे करण्यास सांगितले आहे. तुम्ही काय कराल? एक प्रकारचे फळ निवडून स्वतंत्र पात्रात ठेवाल, बरोबर?

सोपे वाटते, पण जर आपल्याला वेगळे करायचे असलेले पदार्थ आंबा किंवा पेरूपेक्षा खूपच लहान असतील तर?

आकृती ३.२ दूध किंवा दही मथून लोणी काढले जाते

समजा तुम्हाला मीठ मिसळलेल्या वाळूचा एक ग्लास दिला आहे. हाताने वाळूचे कण निवडून काढून या मिश्रणातून मीठ वेगळे करण्याचा विचार करणे देखील अशक्य आहे!

पण, अशा पदार्थांचे पृथक्करण आपल्याला अजिबात का करायचे आहे, हेच पहेलिला जाणून घ्यायचे आहे.

क्रियाकलाप १

सारणी ३.१ च्या स्तंभ १ मध्ये, पृथक्करणाच्या काही प्रक्रिया दिल्या आहेत. पृथक्करणाचा हेतू आणि वेगळ्या केलेल्या घटकांचा वापर कसा केला जातो हे अनुक्रमे स्तंभ २ आणि ३ मध्ये नमूद केले आहे. तथापि, स्तंभ २ आणि ३ मध्ये दिलेली माहिती गोंधळलेली आहे. तुम्ही प्रत्येक प्रक्रिया तिच्या हेतूशी आणि वेगळ्या केलेल्या घटकांच्या वापराच्या पद्धतीशी जुळवू शकता का?

सारणी ३.१ आपण पदार्थांचे पृथक्करण का करतो?

आपण पाहतो की, एखादा पदार्थ वापरण्यापूर्वी, त्यात मिसळलेल्या हानिकारक किंवा निरुपयोगी पदार्थांचे पृथक्करण करणे आवश्यक असते. कधीकधी, उपयुक्त घटकही वेगळे करतो जर आपल्याला ते स्वतंत्रपणे वापरायचे असतील.

वेगळे करायचे पदार्थ वेगवेगळ्या आकाराचे किंवा साहित्याचे कण असू शकतात. हे पदार्थ घन, द्रव किंवा वायू अशा कोणत्याही तीन अवस्थेत असू शकतात. मग, जर मिश्रित पदार्थांमध्ये इतके वेगवेगळे गुणधर्म असतील तर आपण त्यांचे पृथक्करण कसे करू?

३.१ पृथक्करणाच्या पद्धती

एकत्र मिसळलेल्या पदार्थांचे पृथक्करण करण्याच्या काही सोप्या पद्धतींची आपण चर्चा करू. दैनंदिन क्रियाकलापांमध्ये यापैकी काही पद्धती वापरल्या जात असल्याचे तुम्हाला आढळू शकते.

हाताने निवडणे (हँडपिकिंग)

क्रियाकलाप २

दुकानातून विकत घेतलेले अन्नधान्याचे एक पॅकेट वर्गात आणा. आता, ते धान्य कागदाच्या शीटवर पसरवा. कागदाच्या शीटवर फक्त एकाच प्रकारचे धान्य आढळते का? त्यात दगडाचे तुकडे, पेंढा, तुटलेले धान्य आणि इतर कोणत्याही धान्याचे कण आहेत का? आता, तुमच्या हाताने त्यातील दगडाचे तुकडे, पेंढा आणि इतर धान्ये काढून टाका.

हाताने निवडणे (हँडपिकिंग) ही पद्धत गहू, तांदूळ किंवा डाळींमधून मातीचे तुकडे, दगड आणि पेंढा यांसारख्या किंचित मोठ्या आकाराच्या अशुद्धी वेगळ्या करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते (आकृती ३.३). अशा अशुद्धींचे प्रमाण सहसा फार मोठे नसते. अशा परिस्थितीत, आपल्याला असे आढळते की हाताने निवडणे ही पदार्थ वेगळे करण्याची एक सोयीस्कर पद्धत आहे.

आकृती ३.३ धान्यातून हाताने दगड निवडणे

मळणे (थ्रेशिंग)

पीक कापल्यानंतर शेतात गहू किंवा भाताच्या देठांचे गठ्ठे पडलेले तुम्ही पाहिले असणार. धान्य त्यांच्यापासून वेगळे करण्यापूर्वी देठांना उन्हात वाळवले जाते. प्रत्येक देठाला अनेक धान्याच्या बिया जोडलेल्या असतात. शेतात पडलेल्या शेकडो गठ्ठ्यांमधील धान्यबियांची संख्या कल्पना करा! शेतकरी त्या देठांच्या गठ्ठ्यांपासून धान्याच्या बिया कशा वेगळ्या करतो?

एखाद्या व्यक्तीने आंबे किंवा पेरू झाडांवरून तोडू शकतो. पण, धान्याच्या बिया आंब्या किंवा पेरूपेक्षा खूपच लहान असतात. त्यामुळे, त्यांना त्यांच्या देठांवरून तोडून काढणे अशक्य होईल. धान्याच्या बिया त्यांच्या देठांपासून कशा वेगळ्या केल्या जातात?

धान्य देठांपासून वेगळे करण्यासाठी जी प्रक्रिया वापरली जाते तिला मळणे (थ्रेशिंग) म्हणतात. या प्रक्रियेत, धान्याच्या बिया मोकळ्या करण्यासाठी देठांवर मार दिला जातो (आकृती ३.४).

आकृती ३.४ मळणे (थ्रेशिंग)

कधीकधी, मळणे बैलांच्या मदतीने केले जाते. मोठ्या प्रमाणात धान्य मळण्यासाठी यंत्रे देखील वापरली जातात.

फटकणे (विनोइंग)

क्रियाकलाप ३

कोरड्या वाळूचे मिश्रण लाकूडभुसा किंवा पावडर केलेल्या कोरड्या पानांसह तयार करा. हे मिश्रण एका प्लेटवर किंवा वर्तमानपत्रावर ठेवा. हे मिश्रण काळजीपूर्वक पहा. दोन वेगवेगळे घटक सहज ओळखता येतात का? दोन्ही घटकांच्या कणांचे आकार सारखे आहेत का? हाताने निवडून घटक वेगळे करणे शक्य होईल का?

आता, तुमचे मिश्रण एका मोकळ्या मैदानात नेऊन एका उंचावर असलेल्या प्लॅटफॉर्मवर उभे रहा. मिश्रण एका प्लेटमध्ये किंवा कागदाच्या शीटमध्ये घ्या. तुमच्या खांद्याच्या उंचीवर असलेली मिश्रणाची प्लेट किंवा कागदाची शीट धरा. ती थोडीशी टेकवा, जेणेकरून मिश्रण हळूहळू बाहेर सरकेल.

काय होते? दोन्ही घटक - वाळू आणि लाकूडभुसा (किंवा पावडर केलेली पाने) एकाच ठिकाणी पडतात का? फुंकून जाणारा घटक आहे का? वाऱ्याने दोन घटक वेगळे करण्यात यश मिळवले का?

मिश्रणाचे घटक वेगळे करण्याच्या या पद्धतीला फटकणे (विनोइंग) म्हणतात. वाऱ्याच्या किंवा फुंकण्याच्या मदतीने मिश्रणातील जड आणि हलके घटक वेगळे करण्यासाठी फटकणे वापरले जाते.

आकृती ३.५ फटकणे (विनोइंग)

ही पद्धत शेतकरी धान्याच्या जड बियांपासून हलक्या पेंढ्याचे कण वेगळे करण्यासाठी सामान्यतः वापरतात (आकृती ३.५).

पेंढ्याचे कण वाऱ्याने वाहून नेले जातात. धान्याच्या बिया वेगळ्या होतात आणि फटकण्यासाठीच्या प्लॅटफॉर्मजवळ एक ढीग तयार करतात. वेगळा केलेला पेंढा गुरांना चारा यासारख्या अनेक हेतूंसाठी वापरला जातो.

चाळणे (सीव्हिंग)

कधीकधी, आपल्याला पिठ्याचे एखादे पक्वान्न तयार करायचे असू शकते. त्यात असलेल्या अशुद्धी आणि कणिक वेगळ्या करणे आवश्यक असते. आपण काय करतो? आपण चाळणी वापरतो आणि त्यात पीठ ओततो (आकृती ३.६).

चाळणीमुळे बारीक पीठाचे कण चाळणीच्या छिद्रांमधून पास होतात तर मोठ्या अशुद्धी चाळणीवरच राहतात.

पीठ गिरणीमध्ये, गहू दळण्यापूर्वी त्यातील पेंढा आणि दगड यांसारख्या अशुद्धी काढल्या जातात. सहसा, गहूचा एक पोत्याभर भाग तिरप्या चाळणीवर ओतला जातो. मळणे आणि फटकणे झाल्यानंतरही गव्हासोबत राहिलेले दगड, देठ आणि पेंढा यांचे तुकडे चाळणीने काढले जातात.

आकृती ३.६ चाळणे (सीव्हिंग)

बांधकाम स्थळांवर वाळूतून खडे आणि दगड वेगळे करण्यासाठी अशाच प्रकारची चाळणी वापरली जात असल्याचेही तुमच्या लक्षात आले असेल (आकृती ३.७).

आकृती ३.७ चाळणीने वाळूतून खडे आणि दगड काढले जातात

क्रियाकलाप ४

घरून एक चाळणी आणि थोडेसे पीठ वर्गात आणा. त्यातील कोणत्याही अशुद्धी वेगळ्या करण्यासाठी पीठ चाळा. आता, खडूच्या तुकड्यांची बारीक पूड करा आणि ती पिठात मिसळा. चाळणीने पीठ आणि खडूची पूड वेगळी करता येईल का?

मिश्रणाच्या घटकांचे आकार वेगवेगळे असताना चाळणीचा वापर केला जातो.

तळणे, निस्रावण आणि गाळणे (सेडिमेंटेशन, डिकॅन्टेशन आणि फिल्ट्रेशन)

कधीकधी, फटकणे आणि हाताने निवडणे या पद्धतींनी मिश्रणाचे घटक वेगळे करणे शक्य नसते. उदाहरणार्थ, तांदळात किंवा डाळीत धूळ किंवा मातीचे कण यांसारख्या हलक्या अशुद्धी असू शकतात. स्वयंपाक करण्यापूर्वी तांदूळ किंवा डाळींमधून अशा अशुद्धी कशा वेगळ्या केल्या जातात?

तांदूळ किंवा डाळी सहसा स्वयंपाक करण्यापूर्वी धुतल्या जातात. जेव्हा आपण त्यात पाणी घालता, तेव्हा धूळकण यांसारख्या अशुद्धी वेगळ्या होतात. ही अशुद्धी पाण्यात जातात. आता, भांड्याच्या तळाला काय बसते - तांदूळ की धूळ? का? भांडे टेकवून घाणेरडे पाणी बाहेर ओतले जाते ते तुम्ही पाहिले आहे का?

जेव्हा मिश्रणातील जड घटक त्यात पाणी घातल्यानंतर तळाला बसतो, तेव्हा त्या प्रक्रियेस तळणे (सेडिमेंटेशन) म्हणतात. जेव्हा पाणी (धुळीसह) काढले जाते, तेव्हा त्या प्रक्रियेस निस्रावण (डिकॅन्टेशन) म्हणतात (आकृती ३.८). तळणे आणि निस्रावण यांच्याद्वारे वेगळे केले जाऊ शकणारी आणखी काही मिश्रणे शोधू या.

एकमेकांत मिसळत नसलेल्या दोन द्रवांच्या मिश्रणाचे पृथक्करण करण्यासाठीही हाच तत्त्व वापरले जाते. उदाहरणार्थ, तेल आणि पाणी यांच्या मिश्रणापासून ही प्रक्रिया वापरून वेगळे केले जाऊ शकते. जर अशा द्रवांचे मिश्रण काही काळ उभे ठेवले तर ते दोन वेगवेगळे स्तर तयार करतात. नंतर वरचा स्तर तयार करणारा घटक निस्रावणाने वेगळा केला जाऊ शकतो.

चला पुन्हा एका घन आणि द्रव यांच्या मिश्रणाचा विचार करूया. चहा तयार केल्यानंतर, चहाची पाने काढून टाकण्यासाठी तुम्ही काय करता? सहसा, आपण चहाची पाने काढण्यासाठी चाळणी वापरतो. निस्रावण वापरून पहा. त्याने थोडी मदत होते. पण, तरीही तुमच्या चहात काही पाने येतात का? आता, चाळणीतून चहा ओतून पहा?

आकृती ३.८ तळणे आणि निस्रावण यांद्वारे मिश्रणाचे दोन घटक वेगळे करणे

या प्रक्रियेला गाळणे (फिल्ट्रेशन) म्हणतात (आकृती ३.१). तयार केलेल्या चहातून चहाची पाने वेगळी करण्याची कोणती पद्धत चांगली आहे, निस्रावण की गाळणे?

आता आपण वापरत असलेल्या पाण्याचे उदाहरण पाहू या. आपल्या सर्वांना, सर्व वेळी, पिण्यासाठी सुरक्षित पाणी मिळते का? कधीकधी, नळांतून पुरवलेले पाणी चिखलाने भरलेले असू शकते. तलावांतून किंवा नद्यांतून गोळा केलेले पाणी देखील, विशेषतः पावसानंतर, चिखलाने भरलेले असू शकते. पाण्यातून माती यांसारख्या अविद्रव्य अशुद्धी काढून टाकण्यासाठी आपण पृथक्करणाची काही पद्धत वापरू शकतो का ते पाहू या.

क्रियाकलाप ५

तलाव किंवा नदीतून थोडे चिखलाने भरलेले पाणी गोळा करा. जर ते उपलब्ध नसेल तर, एका ग्लासमध्ये पाण्यात थोडी माती मिसळा. ते अर्धा तास उभे राहू द्या. पाण्याचे काळजीपूर्वक निरीक्षण करा आणि तुमची निरीक्षणे नोंदवा.

काही माती पाण्याच्या तळाला बसते का? का? या प्रक्रियेस तुम्ही काय म्हणाल?

आता, पाण्याला हलवल्याशिवाय ग्लास थोडासा टेकवा. वरचे पाणी दुसऱ्या ग्लासमध्ये वाहू द्या (आकृती ३.८). या प्रक्रियेस तुम्ही काय म्हणाल?

दुसऱ्या ग्लासमधील पाणी अजूनही चिखलाने भरलेले किंवा तपकिरी रंगाचे आहे का? आता ते गाळून पहा. चहा चाळणीने काम झाले का? कापडाच्या तुकड्यातून पाणी गाळून पाहू या. कापडाच्या तुकड्यात, विणलेल्या धाग्यांदरम्यान लहान छिद्रे किंवी रंध्रे राहतात. कापडातील या रंध्रांचा गाळणी म्हणून वापर करता येतो.

जर पाणी अजूनही चिखलाने भरलेले असेल, तर अशुद्धी अगदी लहान रंध्रे असलेल्या गाळणीद्वारे वेगळ्या केल्या जाऊ शकतात. फिल्टर पेपर ही अशीच एक गाळणी आहे ज्यात अगदी बारीक रंध्रे असतात. फिल्टर पेपर वापरण्यातील चरणे आकृती ३.९ मध्ये दाखवली आहेत. शंकूच्या आकारात दुमडलेले फिल्टर पेपर एका फनेलवर बसवले जाते (आकृती ३.१०). नंतर मिश्रण फिल्टर पेपरवर ओतले जाते. मिश्रणातील घन कण त्यातून जात नाहीत आणि गाळणीवरच राहतात.

फळे आणि भाज्यांचे रस सहसा पिण्यापूर्वी बिया आणि गराचे घन कण वेगळे करण्यासाठी गाळले जातात. आपल्या घरी दही (पनीर) तयार करण्याच्या प्रक्रियेत देखील गाळण्याची पद्धत वापरली जाते. पनीर बनवण्यासाठी, उकळत्या दुधात काही थेंब लिंबू रस घातला जातो हे तुम्ही पाहिले असेल. यामुळे घन पनीरचे कण आणि द्रव यांचे मिश्रण तयार होते. नंतर बारीक कापड किंवा चाळणीतून मिश्रण गाळून पनीर वेगळे केला जातो.

बाष्पीभवन (इव्हॅपोरेशन)

क्रियाकलाप ६

दुसऱ्या बीकरमधील पाण्यात दोन चमचे मीठ घाला आणि चांगले ढवळा. पाण्याच्या रंगात काही बदल दिसतो का?

आकृती ३.११ मीठ-पाणी असलेला बीकर तापवणे

ढवळल्यानंतर, बीकरमध्ये काही मीठ दिसते का? मीठ-पाणी असलेला बीकर तापवा (आकृती ३.११). पाणी उकळून वाफ होऊ द्या. बीकरमध्ये काय शिल्लक राहते?

या क्रियाकलापात, आपण पाणी आणि मीठ यांच्या मिश्रणाचे पृथक्करण करण्यासाठी बाष्पीभवन (इव्हॅपोरेशन) या प्रक्रियेचा वापर केला.

पाण्याचे त्याच्या वाफेत रूपांतर होण्याच्या प्रक्रियेस बाष्पीभवन म्हणतात. पाणी जेथे आहे तेथे बाष्पीभवनाची प्रक्रिया सतत चालू असते.

मीठ कोठून येते असे तुम्हाला वाटते? समुद्राच्या पाण्यात अनेक मीठे मिसळलेली असतात. यापैकी एक मीठ सामान्य मीठ आहे. जेव्हा समुद्राचे पाणी उथळ खड्ड्यांमध्ये उभे राहू दिले जाते, तेव्हा पाणी सूर्यप्रकाशाने तापते आणि बाष्पीभवनाद्वारे हळूहळू पाण्याच्या वाफेत बदलते. काही दिवसांत, पाणी पूर्णपणे बाष्पीभवन होऊन मागे घन मीठे शिल्लक राहतात (आकृती ३.१२). नंतर या मीठांच्या मिश्रणापासून पुढील शुद्धीकरणाद्वारे सामान्य मीठ मिळवले जाते.

आकृती ३.१२ समुद्राच्या पाण्यापासून मीठ मिळवणे

एकापेक्षा जास्त पृथक्करण पद्धतींचा वापर

आपण त्यांच्या मिश्रणातून पदार्थ वेगळे करण्याच्या काही पद्धतींचा अभ्यास केला आहे. अनेकदा, मिश्रणात असलेल्या वेगवेगळ्या पदार्थांचे पृथक्करण करण्यासाठी एक पद्धत पुरेशी नसते. अशा परिस्थितीत, आपल्याला यापैकी एकापेक्षा जास्त पद्धती वापरण्याची आवश्यकता असते.

क्रियाकलाप ७

वाळू आणि मीठ यांचे मिश्रण घ्या. आपण यांचे पृथक्करण कसे करू? हे वेगळे करण्यासाठी हाताने निवडणे ही व्यावहारिक पद्धत नसेल हे आपण आधीच पाहिले आहे.

हे मिश्रण एका बीकरमध्ये ठेवा आणि त्यात थोडे पाणी घाला. बीकर काही वेळासाठी बाजूला ठेवा. वाळू तळाला बसते ते दिसते का? वाळू निस्रावण किंवा गाळणेद्वारे वेगळी केली जाऊ शकते. निस्रावित द्रवात काय असते? सुरुवातीला मिश्रणात असलेले मीठ हे पाणी आता त्यात आहे असे तुम्हाला वाटते का?

आता, आपल्याला निस्रावित द्रवातून मीठ आणि पाणी वेगळे करायचे आहे. हे द्रव केटलमध्ये हस्तांतरित करा आणि त्याचे झाकण बंद करा. केटल काही वेळ तापवा. केटलच्या नळीतून वाफ बाहेर येताना तुमच्या लक्षात आली का?

त्यावर थोडा बर्फ असलेली धातूची प्लेट घ्या. आकृती ३.१३ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे केटलच्या नळीच्या अगदी वर प्लेट धरा. तुम्ही काय पाहता? केटलमधील सर्व पाणी उकळून जाऊ द्या.

जेव्हा वाफ बर्फाने थंड केलेल्या धातूच्या प्लेटच्या संपर्कात येते, तेव्हा ती घनीभूत होते आणि द्रव पाणी तयार करते. प्लेटवरून पडणारे पाण्याचे थेंब तुम्ही पाहिले, ते वाफेच्या घनीभवनामुळे होते. पाण्याच्या वाफेचे द्रवरूपात रूपांतर होण्याच्या प्रक्रियेस घनीभवन (कंडेन्सेशन) म्हणतात.

नुकताच उकळलेले दूध असलेल्या भांड्यावर झाकण म्हणून वापरलेल्या प्लेटखाली घनीभूत झालेले पाण्याचे थेंब तुम्ही कधी पाहिले आहेत का?

सर्व पाणी बाष्पीभवन झाल्यानंतर, केटलमध्ये काय शिल्लक राहते?

अशाप्रकारे, आपण निस्रावण, गाळणे, बाष्पीभवन आणि घनीभवन या प्रक्रियांचा व