मिश्रण

For other uses, see Mixture (disambiguation).

रसायन विज्ञान में, मिश्रण दो या दो से अधिक विभिन्न रासायनिक पदार्थों से बना पदार्थ होता है जो रासायनिक रूप से बंधे नहीं होते हैं। एक मिश्रण दो या दो से अधिक पदार्थों का भौतिक संयोजन है जिसमें पहचान को बनाए रखा जाता है और समाधान (रसायन विज्ञान) , निलंबन (रसायन विज्ञान) और कोलाइड ्स के रूप में मिलाया जाता है। मिश्रण रासायनिक बंधन या अन्य रासायनिक परिवर्तन के बिना रासायनिक तत्व और यौगिक (रसायन विज्ञान) जैसे रासायनिक पदार्थों को यांत्रिक रूप से सम्मिश्रण या मिश्रण करने का एक उत्पाद है, ताकि प्रत्येक घटक पदार्थ अपने स्वयं के रासायनिक गुणों और श्रृंगार को बनाए रखे। इस तथ्य के बावजूद कि इसके घटकों में कोई रासायनिक परिवर्तन नहीं होते हैं, मिश्रण के भौतिक गुण, जैसे कि इसका गलनांक , घटकों के गुणों से भिन्न हो सकते हैं। भौतिक (यांत्रिक या तापीय) साधनों का उपयोग करके कुछ मिश्रणों को उनके घटकों में अलग करने की प्रक्रिया हो सकती है। Azeotrope s एक प्रकार का मिश्रण है जो आमतौर पर अपने घटकों (भौतिक या रासायनिक प्रक्रियाओं या यहां तक ​​​​कि उनके मिश्रण) को प्राप्त करने के लिए आवश्यक पृथक्करण प्रक्रिया ओं के संबंध में काफी कठिनाइयां पैदा करता है।

मिश्रण की विशेषताएं

सभी मिश्रणों को यांत्रिक साधनों (जैसे: शुद्धिकरण, आसवन , इलेक्ट्रोलीज़ , क्रोमैटोग्राफी , गर्मी , निस्पंदन, गुरुत्वाकर्षण छँटाई, centrifugation ) द्वारा अलग किए जाने के रूप में वर्णित किया जा सकता है। मिश्रण निम्नलिखित तरीकों से रासायनिक यौगिकों से भिन्न होते हैं:

• किसी मिश्रण में पदार्थों को छानने, जमने और आसवन जैसी भौतिक विधियों का उपयोग करके अलग किया जा सकता है;
• मिश्रण बनने पर बहुत कम या कोई ऊर्जा परिवर्तन नहीं होता है (मिश्रण की एन्थैल्पी देखें);
• मिश्रण में मौजूद पदार्थ अपने अलग गुण रखते हैं।

रेत और पानी के उदाहरण में, दोनों में से कोई भी पदार्थ मिश्रित होने पर किसी भी तरह से नहीं बदलता है। हालाँकि रेत पानी में है फिर भी इसमें वही गुण हैं जो पानी के बाहर होने पर उसमें थे;

• मिश्रणों का संघटन परिवर्तनशील होता है, जबकि यौगिकों का निश्चित, निश्चित सूत्र होता है;
• मिश्रित होने पर अलग-अलग पदार्थ मिश्रण में अपने गुण रखते हैं, जबकि यदि वे यौगिक बनाते हैं तो उनके गुण बदल सकते हैं।

निम्न तालिका मिश्रण के तीन परिवारों के सभी संभावित चरण संयोजनों के लिए मुख्य गुण और उदाहरण दिखाती है:

Mixtures Table

Dispersion medium (mixture phase)	Dissolved or dispersed phase	Solution	Colloid	Suspension (coarse dispersion)
Gas	Gas	Gas mixture: air (oxygen and other gases in nitrogen)	None	None
	Liquid	None	Liquid aerosol: fog, mist, vapor, hair sprays	Spray
	Solid	None	Solid aerosol: smoke, ice cloud, air particulates	Dust
Liquid	Gas	Solution: oxygen in water	Liquid foam: whipped cream, shaving cream	Sea foam, beer head
	Liquid	Solution: alcoholic beverages	Emulsion: milk, mayonnaise, hand cream	Vinaigrette
	Solid	Solution: sugar in water	Liquid sol: pigmented ink, blood	Suspension: mud (soil particles suspended in water), chalk powder suspended in water
Solid	Gas	Solution: hydrogen in metals	Solid foam: aerogel, styrofoam, pumice	Foam: dry sponge
	Liquid	Solution: amalgam (mercury in gold), hexane in paraffin wax	Gel: agar, gelatin, silicagel, opal	Wet sponge
	Solid	Solution: alloys, plasticizers in plastics	Solid sol: cranberry glass	Clay, silt, sand, gravel, granite

सजातीय और विषमांगी मिश्रण

मिश्रण या तो सजातीय या विषम हो सकता है: एक मिश्रण जिसमें घटक समान रूप से वितरित होते हैं, जैसे कि पानी में नमक , सजातीय कहलाता है, जबकि एक मिश्रण जिसके घटक स्पष्ट रूप से एक दूसरे से अलग होते हैं, जैसे कि पानी में रेत, इसे विषम कहा जाता है।

इसके अलावा, 'समान मिश्रण' 'सजातीय मिश्रण' के लिए एक और शब्द है और 'असमान मिश्रण' 'विषम मिश्रण' के लिए एक और शब्द है। ये शब्द इस विचार से प्राप्त हुए हैं कि एक 'सजातीय मिश्रण' का 'समान रूप' या 'केवल एक दृश्य चरण' होता है, क्योंकि कण समान रूप से वितरित होते हैं। हालांकि, एक 'विषम मिश्रण' में 'असमान संघटन' होता है और इसके घटक पदार्थ एक दूसरे से 'आसानी से भिन्न' होते हैं (अक्सर, लेकिन हमेशा नहीं, विभिन्न चरणों में)।

कई ठोस पदार्थ, जैसे नमक और चीनी , पानी में घुलकर एक विशेष प्रकार का सजातीय मिश्रण बनाते हैं जिसे सॉल्यूशन (रसायन) कहा जाता है, जिसमें एक विलेय (घुलित पदार्थ) और विलायक (विघटित माध्यम) दोनों मौजूद होते हैं। वायु भी एक समाधान का एक उदाहरण है: गैसीय नाइट्रोजन विलायक का एक सजातीय मिश्रण, जिसमें ऑक्सीजन और अन्य गैसीय विलेय की थोड़ी मात्रा घुल जाती है। मिश्रण या तो उनके पदार्थों की संख्या या उन पदार्थों की मात्रा में सीमित नहीं हैं, हालांकि एक सजातीय मिश्रण में विलेय-से-विलायक अनुपात मिश्रण के अलग होने और विषम होने से पहले ही घुलनशीलता तक पहुंच सकता है।

एक सजातीय मिश्रण की विशेषता है कि इसके घटक पदार्थों का एक समान फैलाव होता है; पदार्थ मिश्रण के भीतर हर जगह समान अनुपात में मौजूद होते हैं। दूसरे शब्दों में कहें तो, एक सजातीय मिश्रण वही होगा, चाहे वह मिश्रण में कहीं से भी नमूना लिया गया हो। उदाहरण के लिए, यदि एक ठोस-तरल घोल को समान आयतन के दो हिस्सों में विभाजित किया जाता है, तो आधे में तरल माध्यम और घुलित ठोस (विलायक और विलेय) दोनों के पदार्थ की मात्रा समान होगी।

भौतिक रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान में, सजातीय अधिक संकीर्ण रूप से उन पदार्थों और मिश्रणों का वर्णन करता है जो एक ही चरण (पदार्थ) में होते हैं।

सजातीय मिश्रणों, विषम मिश्रणों, यौगिकों और तत्वों के बीच अंतर को सूक्ष्म स्तर पर दर्शाने वाला आरेख

समाधान

Main article: Solution (chemistry)

एक समाधान (रसायन विज्ञान) एक विशेष प्रकार का सजातीय मिश्रण है जहां विलेय और विलायक का अनुपात पूरे घोल में समान रहता है और कण नग्न आंखों से दिखाई नहीं देते हैं, भले ही कई स्रोतों के साथ समरूप हो। समाधान में, विलेय किसी भी समयावधि के बाद व्यवस्थित नहीं होंगे और उन्हें भौतिक तरीकों, जैसे कि फ़िल्टर या अपकेंद्रित्र द्वारा हटाया नहीं जा सकता है। एक सजातीय मिश्रण के रूप में, एक समाधान में एक चरण (ठोस, तरल या गैस) होता है, हालांकि विलेय और विलायक का चरण शुरू में भिन्न हो सकता है (जैसे, खारा पानी)।

गैसें

गैसें अपने परमाणुओं या अणुओं के बीच अब तक की सबसे बड़ी जगह (और, परिणामस्वरूप, सबसे कमजोर अंतर-आणविक बल) प्रदर्शित करती हैं; चूंकि द्रवों और ठोसों की तुलना में अंतराआण्विक अन्योन्य क्रियाएँ बहुत कम होती हैं, तनु गैसें बहुत आसानी से एक दूसरे के साथ विलयन बनाती हैं। वायु एक ऐसा उदाहरण है: इसे विशेष रूप से ऑक्सीजन के गैसीय घोल और नाइट्रोजन (इसके प्रमुख घटक) में घुली अन्य गैसों के रूप में वर्णित किया जा सकता है।

मिश्रण प्रकारों के बीच भेद

सजातीय और विषमांगी मिश्रणों के बीच अंतर करना नमूने के पैमाने की बात है। मोटे पैमाने पर, किसी भी मिश्रण को सजातीय कहा जा सकता है, अगर पूरे लेख को इसके नमूने के रूप में गिनने की अनुमति दी जाए। ठीक पर्याप्त पैमाने पर, किसी भी मिश्रण को विषमांगी कहा जा सकता है, क्योंकि एक नमूना एक अणु जितना छोटा हो सकता है। व्यावहारिक रूप से, यदि मिश्रण के हित की संपत्ति समान है, भले ही इसका उपयोग परीक्षण के लिए नमूना लिया गया हो, मिश्रण सजातीय है।

Gy का नमूनाकरण सिद्धांत एक कण की विविधता को मात्रात्मक रूप से परिभाषित करता है:

$h_{i}={\frac {(c_{i}-c_{\text{batch}})m_{i}}{c_{\text{batch}}m_{\text{aver}}}},$

कहाँ पे $h_{i}$, $c_{i}$, $c_{\text{batch}}$, $m_{i}$, तथा $m_{\text{aver}}$ क्रमशः हैं: की विषमता $i$जनसंख्या का वां कण, ब्याज की संपत्ति का द्रव्यमान एकाग्रता $i$जनसंख्या का वां कण, जनसंख्या में रुचि के गुण का द्रव्यमान संकेंद्रण, द्रव्यमान का द्रव्यमान $i$जनसंख्या में वां कण, और जनसंख्या में एक कण का औसत द्रव्यमान।

कणों के विषम मिश्रणों के नमूने (सांख्यिकी) के दौरान, नमूनाकरण त्रुटि का विचरण आम तौर पर गैर-शून्य होता है।

पियरे Gy, पॉइसन नमूना मॉडल से व्युत्पन्न, नमूना में द्रव्यमान एकाग्रता में नमूना त्रुटि के भिन्नता के लिए निम्न सूत्र:

$V={\frac {1}{(\sum _{i=1}^{N}q_{i}m_{i})^{2}}}\sum _{i=1}^{N}q_{i}(1-q_{i})m_{i}^{2}\left(a_{i}-{\frac {\sum _{j=1}^{N}q_{j}a_{j}m_{j}}{\sum _{j=1}^{N}q_{j}m_{j}}}\right)^{2},$

जिसमें V नमूना त्रुटि का विचरण है, N जनसंख्या में कणों की संख्या है (नमूना लेने से पहले), q _i नमूने में जनसंख्या के ith कण को ​​शामिल करने की प्रायिकता है (अर्थात ith कण का प्रथम-क्रम समावेशन प्रायिकता), m _i जनसंख्या के iवें कण का द्रव्यमान है और a _i जनसंख्या के iवें कण में रुचि के गुण का द्रव्यमान संकेंद्रण है।

नमूनाकरण त्रुटि के विचरण के लिए उपरोक्त समीकरण एक नमूने में बड़े पैमाने पर एकाग्रता के रैखिककरण पर आधारित एक सन्निकटन है।

Gy के सिद्धांत में, सही नमूनाकरण को एक नमूना परिदृश्य के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें सभी कणों के नमूने में शामिल होने की समान संभावना होती है। इसका तात्पर्य है कि क्यू _i अब i पर निर्भर नहीं है, और इसलिए प्रतीक q द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। नमूनाकरण त्रुटि के विचरण के लिए Gy का समीकरण बन जाता है:

$V={\frac {1-q}{qM_{\text{batch}}^{2}}}\sum _{i=1}^{N}m_{i}^{2}\left(a_{i}-a_{\text{batch}}\right)^{2},$

जहाँ एक_batch जनसंख्या में रुचि की संपत्ति का वह संकेंद्रण है जिससे नमूना लिया जाना है और M_batch जनसंख्या का वह द्रव्यमान है जिससे नमूना लिया जाना है।

स्वास्थ्य प्रभाव

वायु प्रदूषण अनुसंधान मिश्रण के संपर्क में आने के बाद जैविक और स्वास्थ्य प्रभाव दिखाते हैं, व्यक्तिगत घटकों के जोखिम से होने वाले प्रभावों की तुलना में अधिक शक्तिशाली होते हैं।

समरूपता

Main articles: Homogenization (chemistry) and Mixing (process engineering)

मिश्रण के गुण

• रासायनिक पदार्थ
• मिश्रण (प्रक्रिया इंजीनियरिंग)

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• घुला हुआ पदार्थ
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• नमूनाकरण (सांख्यिकी)
• प्रथम-क्रम समावेशन संभाव्यता
• linearization
• वायु प्रदुषण

संदर्भ

• IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "mixture". doi:10.1351/goldbook.M03949