10 वी, विज्ञान I,धातुविज्ञान... 2 🎷
आज आपण आयनिक संयुगांची माहिती पाहणार आहोत.
धन व ऋण आयन यांच्यापासून बनणाऱ्या संयुगांना आयानिक संयुगे म्हणतात. धन आयन व ऋण आयन यांच्यात विरुद्ध प्रभार असल्याने विद्युत स्थितीत आकर्षण बल निर्माण होते यालाच आयनिक बंध म्हणतात. आयनिक संयुगे ही स्फटिक रूप असतात. वेगवेगळ्या आयोनिक संयुगांमधील आयनांची रचना वेगवेगळी असल्यामुळे स्पटिकांचा आकार वेगवेगळ्या तयार होतो. आयनिक संयुगांचे द्रवणांक उच्च असतात कारण विद्युत स्थितिक आकर्षण बल हे खूप प्रबळ असते, तसेच ते कठीण व ठिसूळ असतात.
आयनिक संयुगांचे सामान्य गुणधर्म
1. आयनिक संयुगे ही स्थायुरूप असून कठीण असतात (कारण आयनिक संयुगात धन व ऋण प्रभारीत अयनामध्ये तीव्र आकर्षण बल असते.)
2. आयनिक संयुगे ठिसूळ असल्यामुळे दाब प्रयुक्त केल्यावर त्यांचे तुकडे होतात.
3. आयनिक संयुगांचे द्रवणांक व उत्कलनांक उच्च असतात. (कारण आयनिक संयुगात तीव्र अंतरेण्वीय आकर्षण बल असते.)
4. आयनिक संयुगांचे पाण्यात विचरन होते म्हणजेच ते पाण्यात विलग होतात व द्रावणीयता गुणधर्म दर्शवतात.
5. स्थायुरूप आयनिक संयुगातून विद्युत वहन होत नाही कारण स्थायुरूप आयनिक संयुगात मुक्त आयन उपलब्ध नसतात. वितळलेल्या किंवा द्रावणीय अवस्थेत मात्र विद्युत धारा प्रवाहित होते.
* धातुविज्ञान metallurg
व्याख्या :- धातुविज्ञान म्हणजे खनिजांपासून शुद्ध धातूंचे निष्कर्ष व त्या धातूंच्या उपयोगासाठी त्यांचे शुद्धीकरण यासंबंधीचे विज्ञान होय.
धातूंचा आढळ -
निसर्गात सोने, चांदी, प्लॅटिनम हे धातू मुक्त अवस्थेत आढळतात कारण त्यांच्यावर हवा पाणी आणि इतर नैसर्गिक घटकांचा परिणाम होत नाही म्हणून ते सर्वात कमी अक्रियाशील धातू म्हणून ओळखले जातात.
पण निसर्गात बरेचसे धातू त्यांच्या क्रियाशीलतेमुळे मुक्त अवस्थेत सापडत नाहीत तर ते ऑक्साईड , कार्बोनेट , सल्फाईड, नायट्रेट अशा क्षारांच्या रूपात संयुक्त अवस्थेत आढळतात.
🎺
व्याख्या
धातुके :- ज्या खनिजांपासून सोयीस्करपणे आणि फायदेशीररित्या धातू सहजगत्या वेगळा करता येतो त्यांना धातुके असे म्हणतात.
खनिजे : - धातूंची जी संयुगे अशुद्धीसह निसर्गात आढळतात त्यांना खनिजे म्हणतात.
मृदा अशुद्धी :- धातूकामध्ये धातूंच्या संयुगाबरोबर माती , वाळू SiO2 , खडकीय पदार्थ , पालापाचोळा अशा अनेक प्रकारच्या अशुद्धी असतात अशा अशुद्धींना मृदा अशुद्धी असे म्हणतात.
🎷 धातुकांपासून शुद्ध स्वरूपात धातू मिळविण्याचे टप्पे:
1. धातुकांचे सहतीकरण ( concentration of ore )
धातुकांपासून मृदा अशुद्धी वेगळ्या करण्याच्या प्रक्रियेस धातुकांचे सहतीकरण असे म्हणतात.
A) विल्फ्ली टेबल पद्धत (Wilfley table method)
B) जलशक्तीवर आधारित विलगीकरण पद्धत ( Hydraulic separation method)
C) चुंबकीय विलगीकरण पद्धत Magnetic separation method.
D) फेनतरण पद्धत froth floatation method
E) अपक्षालन Leaching
🎻 टीप लिहा :- अपक्षालन
यात धातुक एका विशिष्ट द्रावणात बऱ्याच वेळ भिजत ठेवतात , त्यामुळे त्यात धातुक विरघळते मात्र मृदा अशुद्धींची द्रावणाबरोबर कोणतीही अभिक्रिया न झाल्याने ती गाळून वेगळे करता येतात. ॲल्युमिनियम Al (बॉक्साईट) सोने Au , चांदी Ag या धातुकांचे अपक्षालन पद्धतीने सहतीकरण करतात.
🎻 ॲल्युमिनियम चे निष्कर्ष
ॲल्युमिनियमची संज्ञा : Al
अणुअंक : 13.
रंग : रुपेरी पांढरा
इलेक्ट्रॉन संरूपण : 2,8,3.
संयुजा : 3
गण : 13.
आवर्तन : तिसरे.
धातुक : बॉक्साईट
ऑक्सीजन व सिलिकॉन नंतर मुबलक प्रमाणात ॲल्युमिनियम आढळते.
ॲल्युमिनियम हे क्रियाशील मूलद्रव्य असल्यामुळे निसर्गात मुक्त अवस्थेत आढळत नाही. ॲल्युमिनियमचे मुख्य धातुक बॉक्साइट Al2O3. nH2O आहे. बॉक्साईट या धातुकात 30 % ते 70 % तर उर्वरित भाग मृदा अशुद्धीचा असतो. मृदा अशुद्धी ही वाळू , सिलिका , आयर्न ऑक्साईड इत्यादींची बनलेली असते. ॲल्युमिनियम Al निष्कर्षणाच्या दोन पायऱ्या आहेत.
1. बॉक्साईट ह्या धातुकाचे बेअर पद्धतीने सहतीकरण.
बॉक्साईट या धातुकात सिलिका SiO2, फेरीक ऑक्साईड Fe2O3, टिटॅनियम डायऑक्साईड TiO2. या अशुद्धी आढळतात. बेअरच्या पद्धतीने अपक्षालन करून या अशुद्धी वेगळ्या करतात. बेअरच्या प्रक्रियेत सर्वात आधी बॉक्साइट धातुक गोलाकार चक्कीत / गिरणीत भरडले जाते. त्यानंतर सारसंग्रहकामध्ये ( digester) उच्च दाबाखाली 2 ते 8 तास कॉस्टिक सोड्याच्या NaOH. द्रावणाबरोबर 140°c ते 150 °c तापमानावर तापवून त्याचे अपक्षालन ( अशुद्धी गाळण्याची प्रक्रिया )केले जाते.
ॲल्युमिनियम ऑक्साईड उभयधर्मी असल्यामुळे सोडियम हायड्रॉक्साइड च्या जलीय द्रावणात ते विरघळते आणि पाण्यात द्रावणीय असे सोडियम ॲल्युमिनेट तयार होते. याचा अर्थ बॉक्साईटचे सोडियम हायड्रॉक्साइडच्या द्रावणाने अपक्षालन होते.
जलीय सोडियम हायड्रॉक्साइड मध्ये आयर्न ऑक्साईड विरघळत नाही ते गाळून वेगळे करता येते. जलीय सोडियम हायड्रॉक्साइड मध्ये मृदा अशुद्धी मधील सिलिका विरघळून पाण्यात द्रावणी असे सोडियम सिलिकेट तयार होते.
जलीय सोडियम ॲल्युमिनेट पाण्यात टाकून विरल केले जाते आणि 50°c पर्यंत थंड केले जाते त्यामुळे ॲल्युमिनियम हायड्रॉक्साइड चे अवक्षेपण घडते.
ॲल्युमिनियम हायड्रॉक्साइड Al(OH)3 गाळून, धुवून कोरडा करतात आणि नंतर 1000°c तापमानाला तापून निस्तापण करून ॲल्युमिना मिळवला जातो.
2. ॲल्युमिनाचे विद्युत अपघटनी क्षपण करून शुद्ध वितळलेला अल्युमिनियम मिळवतात.
टिप्पण्या
टिप्पणी पोस्ट करा