निस्पंदन परिभाषा और प्रक्रियाएँ (रसायन विज्ञान)

निस्पंदन एक प्रक्रिया है जिसका उपयोग अलग करने के लिए किया जाता है ठोस से तरल पदार्थ या गैसों एक फिल्टर माध्यम का उपयोग करना जो द्रव को पारित करने की अनुमति देता है लेकिन ठोस नहीं। "निस्पंदन" शब्द लागू होता है कि क्या फ़िल्टर यांत्रिक, जैविक या भौतिक है। फिल्टर के माध्यम से गुजरने वाले द्रव को छानना कहा जाता है। फ़िल्टर माध्यम एक सतह फ़िल्टर हो सकता है, जो एक ठोस है जो ठोस कणों, या एक गहराई फ़िल्टर को फंसाता है, जो कि ठोस को फंसाने वाली सामग्री का एक बिस्तर है।

निस्पंदन आमतौर पर एक अपूर्ण प्रक्रिया है। कुछ द्रव फिल्टर के फ़ीड पक्ष पर रहता है या फ़िल्टर मीडिया में एम्बेडेड होता है और कुछ छोटे ठोस कण फिल्टर के माध्यम से अपना रास्ता ढूंढते हैं। एक रसायन विज्ञान और इंजीनियरिंग तकनीक के रूप में, हमेशा कुछ खोया हुआ उत्पाद होता है, चाहे वह तरल या ठोस एकत्र किया जा रहा हो।

जबकि निस्पंदन एक प्रयोगशाला में एक महत्वपूर्ण पृथक्करण तकनीक है, यह रोजमर्रा की जिंदगी में भी आम है।

• ब्रूइंग कॉफी में ग्राउंड कॉफी और एक फिल्टर के माध्यम से गर्म पानी गुजरना शामिल है। तरल कॉफी छानना है। चाय को पीना काफी है, चाहे आप टी बैग (पेपर फिल्टर) या टी बॉल (आमतौर पर, मेटल फिल्टर) का उपयोग करते हैं।
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• गुर्दे एक जैविक फिल्टर का एक उदाहरण हैं। ग्लोमेरुलस द्वारा रक्त को फ़िल्टर किया जाता है। आवश्यक अणुओं को फिर से रक्त में पुन: अवशोषित किया जाता है।
• एयर कंडीशनर और कई वैक्यूम क्लीनर हवा से धूल और पराग को हटाने के लिए HEPA फिल्टर का उपयोग करते हैं।
• कई एक्वैरियम फिल्टर युक्त फाइबर का उपयोग करते हैं जो पार्टिकुलेट को कैप्चर करते हैं।
• बेल्ट फिल्टर खनन के दौरान कीमती धातुओं को पुनर्प्राप्त करते हैं।
• एक जलभृत में पानी अपेक्षाकृत शुद्ध होता है क्योंकि इसे जमीन में रेत और पारगम्य चट्टान के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है।

विभिन्न प्रकार के निस्पंदन हैं। किस विधि का उपयोग किया जाता है यह काफी हद तक इस बात पर निर्भर करता है कि ठोस एक कण है (बर्खास्त कर दिया) या द्रव में घुल गया।

• सामान्य निस्पंदन: निस्पंदन का सबसे बुनियादी रूप मिश्रण को फ़िल्टर करने के लिए गुरुत्वाकर्षण का उपयोग कर रहा है। मिश्रण ऊपर से एक फिल्टर माध्यम (जैसे, फिल्टर पेपर) पर डाला जाता है और गुरुत्वाकर्षण तरल को नीचे खींचता है। फिल्टर पर ठोस छोड़ दिया जाता है, जबकि तरल इसके नीचे बहता है।
• वैक्यूम निस्पंदन: ए Büchner फ्लास्क और नली का उपयोग फिल्टर के माध्यम से द्रव को चूसने के लिए एक वैक्यूम बनाने के लिए किया जाता है (आमतौर पर गुरुत्वाकर्षण की सहायता से)। यह अलगाव को बहुत तेज करता है और ठोस को सुखाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। एक संबंधित तकनीक फिल्टर के दोनों तरफ दबाव अंतर बनाने के लिए एक पंप का उपयोग करती है। पंप फिल्टर को ऊर्ध्वाधर होने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि गुरुत्वाकर्षण फिल्टर के किनारों पर दबाव अंतर का स्रोत नहीं है।
• ठंड निस्पंदन: शीत निस्पंदन का उपयोग जल्दी से एक समाधान को ठंडा करने के लिए किया जाता है, जिससे समाधान होता है छोटे क्रिस्टल का गठन. यह एक ऐसी विधि है जिसका इस्तेमाल शुरू में ठोस होता है भंग. एक आम विधि छानने से पहले कंटेनर को बर्फ के स्नान में समाधान के साथ रखना है।
• गर्म निस्पंदन: गर्म निस्पंदन में, निस्पंदन के दौरान क्रिस्टल गठन को कम करने के लिए समाधान, फिल्टर और फ़नल को गर्म किया जाता है। स्टेमलेस फ़नल उपयोगी होते हैं क्योंकि क्रिस्टल विकास के लिए कम सतह क्षेत्र होता है। इस पद्धति का उपयोग तब किया जाता है जब क्रिस्टल फ़नल को रोकते हैं या मिश्रण में दूसरे घटक के क्रिस्टलीकरण को रोकते हैं।

कभी-कभी फ़िल्टर एड्स का उपयोग फ़िल्टर के माध्यम से प्रवाह को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है। फिल्टर एड्स के उदाहरण हैं सिलिका, डायटोमेसियस अर्थ, पेरलाइट और सेल्यूलोज। छन्नी से पहले या तरल के साथ मिश्रित होने पर फ़िल्टर को फ़िल्टर पर रखा जा सकता है। एड्स फ़िल्टर को रोकना रोकने में मदद कर सकता है और "केक" के छिद्र को बढ़ा सकता है या फ़िल्टर में फ़ीड कर सकता है।

एक संबंधित जुदाई तकनीक है। सेंसिंग से तात्पर्य एकल जाल या छिद्रित परत का उपयोग करना है ताकि छोटे कणों के पारित होने की अनुमति देते हुए बड़े कणों को बनाए रखा जा सके। इसके विपरीत, निस्पंदन के दौरान, फ़िल्टर एक जाली होता है या जिसमें कई परतें होती हैं। तरल पदार्थ एक फिल्टर के माध्यम से पारित करने के लिए माध्यम में चैनलों का पालन करते हैं।

कुछ अनुप्रयोगों के लिए निस्पंदन की तुलना में अधिक प्रभावी पृथक्करण विधियां हैं। उदाहरण के लिए, बहुत छोटे नमूनों के लिए जिसमें छानना इकट्ठा करना महत्वपूर्ण है, फिल्टर माध्यम बहुत अधिक तरल पदार्थ सोख सकता है। अन्य मामलों में, बहुत अधिक ठोस फिल्टर माध्यम में फंस सकता है।

दो अन्य प्रक्रियाएं जो तरल पदार्थ से ठोस को अलग करने के लिए इस्तेमाल की जा सकती हैं, वे हैं-अपघटन और अपकेंद्रण। सेंट्रीफ्यूजेशन में एक नमूना कताई शामिल है, जो एक कंटेनर के तल पर भारी ठोस को मजबूर करता है। में निस्तारणतरल पदार्थ को घुलने या घोल से बाहर निकालने के बाद ठोस से डाला जाता है। अपकेंद्रण का उपयोग अपकेंद्रित्र या अपने दम पर किया जा सकता है।