रासायनिक परिवहन प्रतिक्रिया: Difference between revisions
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[[File:CVT DiagramCVTDiagram.png|thumb|सीवीटी प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख। प्वाइंट ए प्रारंभिक सामग्री और परिवहन एजेंट के बीच वाष्पशील मध्यवर्ती बनाने के लिए प्रतिक्रिया है। ये मध्यवर्ती तब प्रसार या संवहन (बिंदु बी) के माध्यम से ट्यूब के अंदर घूमने के लिए स्वतंत्र होते हैं, और जब वे बिंदु सी तक पहुंचते हैं तो कुछ गैसीय प्रजातियां ठोस उत्पाद बनाने के लिए प्रतिक्रिया करती हैं।]][[रसायन विज्ञान]] में | [[File:CVT DiagramCVTDiagram.png|thumb|सीवीटी प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख। प्वाइंट ए प्रारंभिक सामग्री और परिवहन एजेंट के बीच वाष्पशील मध्यवर्ती बनाने के लिए प्रतिक्रिया है। ये मध्यवर्ती तब प्रसार या संवहन (बिंदु बी) के माध्यम से ट्यूब के अंदर घूमने के लिए स्वतंत्र होते हैं, और जब वे बिंदु सी तक पहुंचते हैं तो कुछ गैसीय प्रजातियां ठोस उत्पाद बनाने के लिए प्रतिक्रिया करती हैं।]][[रसायन विज्ञान]] में रासायनिक परिवहन प्रतिक्रिया गैर-[[अस्थिरता (रसायन विज्ञान)]] [[ठोस]] पदार्थों के शुद्धिकरण और [[क्रिस्टलीकरण]] की प्रक्रिया का वर्णन करती है।<ref>Michael Binnewies, Robert Glaum, Marcus Schmidt, Peer Schmidt "Chemical Vapor Transport Reactions – A Historical Review" Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 2013, Volume 639, pages 219–229. {{doi|10.1002/zaac.201300048}}</ref> यह प्रक्रिया ज्वालामुखियों के प्रवाह से खनिज विकास के कुछ पहलुओं के लिए भी उत्तरदाई है। विधि रासायनिक वाष्प जमाव से अलग है जिसमें सामान्यतः आणविक अग्रदूतों का अपघटन होता है {{nobreak|(e.g. SiH<sub>4</sub> → Si + 2 H<sub>2</sub>)}} और जो अनुरूप कोटिंग्स देता है। | ||
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[[Image:Titan-crystal_bar.JPG|thumb|left|240px|आई के साथ [[एंटोन एडुआर्ड वैन अर्केल]] हेंड्रिक डी बोअर प्रक्रिया का उपयोग करके [[टाइटेनियम]] के क्रिस्टल उगाए गए<sub>2</sub> परिवहन एजेंट के रूप में।]] | [[Image:Titan-crystal_bar.JPG|thumb|left|240px|आई के साथ [[एंटोन एडुआर्ड वैन अर्केल]] हेंड्रिक डी बोअर प्रक्रिया का उपयोग करके [[टाइटेनियम]] के क्रिस्टल उगाए गए<sub>2</sub> परिवहन एजेंट के रूप में।]] | ||
== ट्रांसपोर्टिंग एजेंट की [[एक्ज़ोथिर्मिक]] और एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के स्थिति == | == ट्रांसपोर्टिंग एजेंट की [[एक्ज़ोथिर्मिक]] और एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के स्थिति == | ||
परिवहन प्रतिक्रियाओं को ठोस और परिवहन एजेंट के बीच प्रतिक्रिया के [[ thermodynamic | थर्मोडायनामिक]] के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। जब प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक होती है तो रुचि के ठोस को रिएक्टर के ठंडे सिरे (जो अधिक गर्म हो सकता है) से गर्म सिरे तक पहुँचाया जाता है | परिवहन प्रतिक्रियाओं को ठोस और परिवहन एजेंट के बीच प्रतिक्रिया के [[ thermodynamic |थर्मोडायनामिक]] के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। जब प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक होती है तो रुचि के ठोस को रिएक्टर के ठंडे सिरे (जो अधिक गर्म हो सकता है) से गर्म सिरे तक पहुँचाया जाता है जहाँ संतुलन स्थिरांक कम अनुकूल होता है और क्रिस्टल बढ़ते हैं। ट्रांसपोर्टिंग एजेंट [[आयोडीन]] के साथ [[मोलिब्डेनम डाइऑक्साइड]] की प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया है इस प्रकार MoO<sub>2</sub> ठंडे सिरे (700 °C) से गर्म सिरे (900 °C) की ओर पलायन करता है: | ||
: MoO<sub>2</sub> + I<sub>2</sub> ⇌ MoO<sub>2</sub>I<sub>2</sub> ΔH<sub>rxn</sub> < 0 (एक्ज़ोथिर्मिक) | : MoO<sub>2</sub> + I<sub>2</sub> ⇌ MoO<sub>2</sub>I<sub>2</sub> ΔH<sub>rxn</sub> < 0 (एक्ज़ोथिर्मिक) | ||
4 ग्राम ठोस के लिए 10 मिलीग्राम आयोडीन का उपयोग करने से प्रक्रिया में कई दिन लगते हैं। | 4 ग्राम ठोस के लिए 10 मिलीग्राम आयोडीन का उपयोग करने से प्रक्रिया में कई दिन लगते हैं। | ||
वैकल्पिक रूप से | वैकल्पिक रूप से जब ठोस और परिवहन एजेंट की प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक होती है तो ठोस को गर्म क्षेत्र से ठंडे क्षेत्र में ले जाया जाता है। उदाहरण के लिए: | ||
:: Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 6 HCl ⇌ Fe<sub>2</sub>Cl<sub>6</sub>+ 3 H<sub>2</sub>O ΔH<sub>rxn</sub> > 0 (एन्डोथर्मिक) | :: Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 6 HCl ⇌ Fe<sub>2</sub>Cl<sub>6</sub>+ 3 H<sub>2</sub>O ΔH<sub>rxn</sub> > 0 (एन्डोथर्मिक) | ||
आयरन (III) ऑक्साइड का नमूना 1000 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा जाता है | आयरन (III) ऑक्साइड का नमूना 1000 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा जाता है और उत्पाद 750 डिग्री सेल्सियस पर उगाया जाता है। एचसीएल ट्रांसपोर्ट एजेंट है। कथित तौर पर [[हेमेटाइट]] के क्रिस्टल ज्वालामुखियों के मुहाने पर रासायनिक परिवहन प्रतिक्रियाओं के कारण देखे जाते हैं जिससे ज्वालामुखीय हाइड्रोजन क्लोराइड आयरन (III) ऑक्साइड को अस्थिर करता है।<ref>{{cite journal | ||
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| title = Beiträge zum chemischen Transport oxidischer Metallverbindungen. I. Der Transport von α-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> über dimeres Eisen(III)-chlorid | | title = Beiträge zum chemischen Transport oxidischer Metallverbindungen. I. Der Transport von α-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> über dimeres Eisen(III)-chlorid | ||
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MoO<sub>2</sub> जैसी | MoO<sub>2</sub> जैसी समान प्रतिक्रिया [[हलोजन लैंप]] में प्रयोग किया जाता है। टंगस्टन को टंगस्टन फिलामेंट से वाष्पित किया जाता है और ऑक्सीजन और आयोडीन के निशान के साथ WO<sub>2</sub>I<sub>2</sub> में परिवर्तित किया जाता है।फिलामेंट के निकट उच्च तापमान पर यौगिक वापस टंगस्टन ऑक्सीजन और आयोडीन में विघटित हो जाता है। <ref>{{cite journal | ||
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Latest revision as of 13:30, 15 June 2023
परिवहन एजेंट के रूप में क्लोरीन का उपयोग करके रासायनिक परिवहन द्वारा सोने के क्रिस्टल उगाए जाते हैं।
सीवीटी प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख। प्वाइंट ए प्रारंभिक सामग्री और परिवहन एजेंट के बीच वाष्पशील मध्यवर्ती बनाने के लिए प्रतिक्रिया है। ये मध्यवर्ती तब प्रसार या संवहन (बिंदु बी) के माध्यम से ट्यूब के अंदर घूमने के लिए स्वतंत्र होते हैं, और जब वे बिंदु सी तक पहुंचते हैं तो कुछ गैसीय प्रजातियां ठोस उत्पाद बनाने के लिए प्रतिक्रिया करती हैं।
रसायन विज्ञान में रासायनिक परिवहन प्रतिक्रिया गैर-अस्थिरता (रसायन विज्ञान) ठोस पदार्थों के शुद्धिकरण और क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया का वर्णन करती है।[1] यह प्रक्रिया ज्वालामुखियों के प्रवाह से खनिज विकास के कुछ पहलुओं के लिए भी उत्तरदाई है। विधि रासायनिक वाष्प जमाव से अलग है जिसमें सामान्यतः आणविक अग्रदूतों का अपघटन होता है (e.g. SiH4 → Si + 2 H2) और जो अनुरूप कोटिंग्स देता है।
विधि जिसे हेराल्ड शेफर द्वारा लोकप्रिय बनाया गया था[2] गैर-वाष्पशील रासायनिक तत्वों और रासायनिक यौगिकों के वाष्पशील डेरिवेटिव में प्रतिवर्ती रूपांतरण पर जोर देता है।[3] वाष्पशील व्युत्पन्न सीलबंद रिएक्टर में माइग्रेट करता है सामान्यतः सीलबंद और खाली ग्लास ट्यूब को ट्यूब भट्टी में गरम किया जाता है। क्योंकि ट्यूब तापमान प्रवणता के तहत है अस्थिरता (रसायन विज्ञान) व्युत्पन्न मूल ठोस में बदल जाती है और परिवहन एजेंट को अंत में छोड़ दिया जाता है, जिसके विपरीत यह उत्पन्न हुआ था (अगला खंड देखें)। परिवहन एजेंट इस प्रकार उत्प्रेरक है। विधि के लिए आवश्यक है कि ट्यूब के दोनों सिरों (जिसमें क्रिस्टलीकृत होने के लिए नमूना होता है) को अलग-अलग तापमान पर बनाए रखा जाए। इस उद्देश्य के लिए तथाकथित दो-जोन ट्यूब भट्टियां कार्यरत हैं। विधि क्रिस्टल बार प्रक्रिया से निकलती है[4] जिसका उपयोग टाइटेनियम और वैनेडियम के शुद्धिकरण के लिए किया गया था और परिवहन एजेंट के रूप में आयोडीन का उपयोग करता है।
आई के साथ एंटोन एडुआर्ड वैन अर्केल हेंड्रिक डी बोअर प्रक्रिया का उपयोग करके टाइटेनियम के क्रिस्टल उगाए गए2 परिवहन एजेंट के रूप में।
ट्रांसपोर्टिंग एजेंट की एक्ज़ोथिर्मिक और एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के स्थिति
परिवहन प्रतिक्रियाओं को ठोस और परिवहन एजेंट के बीच प्रतिक्रिया के थर्मोडायनामिक के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। जब प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक होती है तो रुचि के ठोस को रिएक्टर के ठंडे सिरे (जो अधिक गर्म हो सकता है) से गर्म सिरे तक पहुँचाया जाता है जहाँ संतुलन स्थिरांक कम अनुकूल होता है और क्रिस्टल बढ़ते हैं। ट्रांसपोर्टिंग एजेंट आयोडीन के साथ मोलिब्डेनम डाइऑक्साइड की प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया है इस प्रकार MoO2 ठंडे सिरे (700 °C) से गर्म सिरे (900 °C) की ओर पलायन करता है:
- MoO2 + I2 ⇌ MoO2I2 ΔHrxn < 0 (एक्ज़ोथिर्मिक)
4 ग्राम ठोस के लिए 10 मिलीग्राम आयोडीन का उपयोग करने से प्रक्रिया में कई दिन लगते हैं।
वैकल्पिक रूप से जब ठोस और परिवहन एजेंट की प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक होती है तो ठोस को गर्म क्षेत्र से ठंडे क्षेत्र में ले जाया जाता है। उदाहरण के लिए:
- Fe2O3 + 6 HCl ⇌ Fe2Cl6+ 3 H2O ΔHrxn > 0 (एन्डोथर्मिक)
आयरन (III) ऑक्साइड का नमूना 1000 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा जाता है और उत्पाद 750 डिग्री सेल्सियस पर उगाया जाता है। एचसीएल ट्रांसपोर्ट एजेंट है। कथित तौर पर हेमेटाइट के क्रिस्टल ज्वालामुखियों के मुहाने पर रासायनिक परिवहन प्रतिक्रियाओं के कारण देखे जाते हैं जिससे ज्वालामुखीय हाइड्रोजन क्लोराइड आयरन (III) ऑक्साइड को अस्थिर करता है।[5]
हलोजन लैंप
MoO2 जैसी समान प्रतिक्रिया हलोजन लैंप में प्रयोग किया जाता है। टंगस्टन को टंगस्टन फिलामेंट से वाष्पित किया जाता है और ऑक्सीजन और आयोडीन के निशान के साथ WO2I2 में परिवर्तित किया जाता है।फिलामेंट के निकट उच्च तापमान पर यौगिक वापस टंगस्टन ऑक्सीजन और आयोडीन में विघटित हो जाता है। [6]
- WO2 + I2 ⇌ WO2I2, ΔHrxn < 0 (एक्ज़ोथिर्मिक)
संदर्भ
- ↑ Michael Binnewies, Robert Glaum, Marcus Schmidt, Peer Schmidt "Chemical Vapor Transport Reactions – A Historical Review" Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 2013, Volume 639, pages 219–229. doi:10.1002/zaac.201300048
- ↑ Günther Rienäcker, Josef Goubeau (1973). "Professor Harald Schäfer". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 395 (2–3): 129–133. doi:10.1002/zaac.19733950202.
- ↑ Schäfer, H. "Chemical Transport Reactions" Academic Press, New York, 1963.
- ↑ van Arkel, A. E.; de Boer, J. H. (1925). "शुद्ध टाइटेनियम, जिरकोनियम, हेफ़नियम और थोरियम धातु का प्रतिनिधित्व". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (in German). 148 (1): 345–350. doi:10.1002/zaac.19251480133.
{{cite journal}}: CS1 maint: unrecognized language (link) - ↑ P. Kleinert, D. Schmidt (1966). "Beiträge zum chemischen Transport oxidischer Metallverbindungen. I. Der Transport von α-Fe2O3 über dimeres Eisen(III)-chlorid". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 348 (3–4): 142–150. doi:10.1002/zaac.19663480305.
- ↑ J. H. Dettingmeijer, B. Meinders (1968). "Zum system W/O/J. I: das Gleichgewicht WO2, f + J2, g = WO2J2,g". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 357 (1–2): 1–10. doi:10.1002/zaac.19683570101.
