उर्ध्वपातन और निक्षेपण

उर्ध्वपातन का एक और उदाहरण आयोडीन है। जब आयोडीन क्रिस्टल गरम होते हैं, तो वे सीधे बैंगनी आयोडीन वेपर में परिवर्तित हो जाते हैं और द्रव नहीं बनते, जिससे आकर्षक बैंगनी बादल बनते हैं।

हम उर्ध्वपातन कहाँ देखते हैं?

उर्ध्वपातन केवल एक प्रयोगशाला जिज्ञासा नहीं है। यह प्राकृतिक रूप से होता है और इसका व्यावहारिक अनुप्रयोग है:

• प्रकृति में: सर्द मौसम में बर्फ का उर्ध्वपातन होता है, जहाँ बर्फ सीधे जल वाष्प में परिवर्तित हो सकती है बिना पिघले। यह अक्सर बर्फ के गायब होते समय देखा जाता है, यहां तक कि जब तापमान शून्य से नीचे रहता है।
• दैनिक जीवन में: नेफथलीन से बने कीटनाशक गेंदे उर्ध्वपातन undergoing करते हैं। वे धीरे-धीरे ठोस से सीधे रासायनिक वाष्प में परिवर्तित हो जाती हैं, छोटे कीड़ों को दूर रखने में मदद करती हैं।
• प्रौद्योगिकी और उद्योग: फ्रीज-सुखाने एक तकनीक है जो खाद्य को सुरक्षित रखने के लिए उर्ध्वपातन का उपयोग करती है, इसे जमाकर, और फिर आसपास के दबाव को कम कर देती है, जिससे भोजन में जमा पानी उर्ध्वपातन होता है।

निक्षेपण की खोज

निक्षेपण उर्ध्वपातन की विपरीत प्रक्रिया है। निक्षेपण में, गैस सीधे एक ठोस में परिवर्तित हो जाती है बिना पहले द्रव बने। निक्षेपण का एक सामान्य उदाहरण फ्रॉस्ट का गठन है। जब नम हवा ठंडी सतह के संपर्क में आती है, तो जल वाष्प सीधे ठोस बर्फ के क्रिस्टल में परिवर्तित हो जाता है:

 गैस: H 2 O (g) → ठोस: H 2 O (s) 

हमारे पर्यावरण में निक्षेपण

निक्षेपण एक सामान्य घटना है और विभिन्न पारिस्थितिकी तंत्रों और उद्योगों के लिए एक आवश्यक प्रक्रिया है:

• प्राकृतिक घटनाएँ: ठंडी सुबहों में पत्तियों और खिड़कियों के कांचों पर जो फ्रॉस्ट बनता है, वह वातावरणीय जल वाष्प के बर्फ के क्रिस्टल के रूप में सीधे जमने के कारण होता है।
• मानव निर्मित प्रक्रियाएँ: उद्योग निक्षेपण का उपयोग रासायनिक वाष्प निक्षेपण जैसी प्रक्रियाओं में करते हैं ताकि पतली फिल्मों और सामग्रियों के कोटिंग्स पर जैसे कि सर्किट बोर्डों पर धातु बनाई जा सके।

उर्ध्वपातन और निक्षेपण की तुलना

आइए उर्ध्वपातन और निक्षेपण की तुलना करें और समझें कि ये प्रक्रियाएँ चरण परिवर्तनों की विस्तृत योजना में कैसे फिट होती हैं:

• उर्ध्वपातन: एक ठोस से सीधे गैस में संक्रमण। ऊर्जा परिवेश से अवशोषित होती है, जिससे ठोस के कणों को एक गैस के रूप में भागने के लिए पर्याप्त ऊर्जा मिलती है।
• निक्षेपण: सीधे गैस से ठोस में संक्रमण। गैस के कण ऊर्जा खोते हैं क्योंकि वे एक ठोस में पुनः स्थापित हो जाते हैं, परिवेश में ऊर्जा छोड़ते हुए।

ये प्रक्रियाएँ मूल रूप से जुड़ी हुई होती हैं और संतुलन की परिस्थितियों में एकल बिंदु पर होती हैं, जैसे कि बंद प्रणालियों में जहां गैस का अंशात्मक दबाव इसके उर्ध्वपातन दबाव से मेल खाता है।

उर्ध्वपातन और निक्षेपण के पीछे के वैज्ञानिक सिद्धांत

समझने के लिए कि उर्ध्वपातन और निक्षेपण कैसे काम करते हैं, कुछ वैज्ञानिक अवधारणाओं को समझना आवश्यक है:

• चरण आरेख: एक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व जो तापमान और दबाव की स्थितियाँ दिखाता है जिनके तहत पदार्थ विभिन्न अवस्थाओं में होता है। यह उन क्षेत्रों को दिखाता है जहाँ उर्ध्वपातन और निक्षेपण थर्मोडायनामिक रूप से अनुकूल होते हैं।
• त्रिक बिंदु: वह अनूठा सेट जिसकी परिस्थितियों में सभी तीन चरण (ठोस, द्रव, गैस) संतुलन में सह-अस्तित्व में होते हैं। एक पदार्थ के त्रिक बिंदु के ऊपर और नीचे, उर्ध्वपातन और निक्षेपण हो सकते हैं।

उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड के चरण आरेख से पता चलता है कि इसके त्रिक बिंदु (तापमान −56.6°C और दबाव 5.2 एटीएम) के ऊपर, यह उर्ध्वपातन के माध्यम से सीधे ठोस से गैस में परिवर्तित हो सकता है।

उर्ध्वपातन और निक्षेपण के साथ प्रयोग

उर्ध्वपातन और निक्षेपण दोनों को ऐसी सुरक्षित, सरल प्रयोगों के माध्यम से पता लगाया जा सकता है जो इन घटनाओं का प्रदर्शन करते हैं:

उर्ध्वपातन प्रयोग

• एक कटोरी में ड्राई आइस का एक छोटा टुकड़ा रखें।
• देखें कि ड्राई आइस सीधे कार्बन डाइऑक्साइड गैस में कैसे परिवर्तित होता है - जो कि एक निर्धत आर्द्रता स्तर पर धुंध के रूप में प्रकट होती है।

निक्षेपण प्रयोग

• एक ठंडी वस्तु, जैसे कि ठंडी धातु की सतह, को एक नम वातावरण में रखें।
• निक्षेपण के कारण बर्फ कैसे उसकी सतह पर बनती है, इसे देखें।

निष्कर्ष

उर्ध्वपातन और निक्षेपण की प्रक्रियाएँ, यद्यपि पिघलने या उबलने की तुलना में कम बार देखी जाती हैं, पदार्थ में चरण परिवर्तनों को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं। वे ठोस से गैस और इसके विपरीत कुछ स्थितियों में प्रत्यक्ष मार्ग प्रदान करते हैं, जो रसायन विज्ञान और भौतिकी के अद्भुत पहलुओं को दिखाते हैं।