கலவைகள் மற்றும் பிரித்தெடுத்தல் முறைகள்
அறிவியல் பாடத்தில் வேதியியல் பிரிவில் மிக முக்கியமான தலைப்பு 'கலவைகள் மற்றும் அவற்றைப் பிரித்தெடுக்கும் முறைகள்' ஆகும். நம்மைச் சுற்றியுள்ள பொருட்கள் பெரும்பாலும் தூய நிலையில் இருப்பதில்லை; அவை கலவைகளாகவே உள்ளன. இந்த கலவைகளில் உள்ள கூறுகளைத் தனித்தனியே பிரித்தெடுப்பது வேதியியல் மற்றும் அன்றாட வாழ்க்கையில் மிக அவசியமான ஒன்றாகும். இந்தத் தொகுப்பில் கலவைகளின் வகைகள் மற்றும் அவற்றை எவ்வாறு பிரிக்கலாம் என்பதை விரிவாகக் காண்போம்.
1. கலவைகள் என்றால் என்ன?
இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பொருட்கள் எந்தவொரு குறிப்பிட்ட விகிதத்திலும் வேதியியல் பிணைப்பின்றி ஒன்றாகக் கலந்து இருப்பதே 'கலவை' (Mixture) எனப்படும். கலவைகளை அவற்றின் தன்மையின் அடிப்படையில் இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்:
- ஒருபடித்தான கலவை (Homogeneous Mixture): கலவையில் உள்ள கூறுகள் சீராகக் கலந்து இருக்கும். உதாரணமாக, நீரில் கரைந்த உப்பு அல்லது சர்க்கரை.
- பல்வகையினக் கலவை (Heterogeneous Mixture): கலவையில் உள்ள கூறுகள் சீராகக் கலந்து இருக்காது. உதாரணமாக, மணல் மற்றும் கற்கள் கலவை, நீரில் மிதக்கும் எண்ணெய்.
ஒருபடித்தானவை = ஒரே மாதிரி (சர்க்கரை கரைசல்).
பல்வகையினக் கலவை = பலவிதமானவை (கற்கள் + மணல்). கண்ணால் பார்த்தாலே பிரித்தறியக்கூடியவை.
2. பிரித்தெடுத்தல் முறைகள் (Methods of Separation)
கலவையில் உள்ள பொருட்களை அவற்றின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளைப் பயன்படுத்திப் பிரிக்கலாம். தேர்வு நோக்கில் முக்கியமான முறைகள் கீழே விளக்கப்பட்டுள்ளன:
அ) கையால் தெரிந்தெடுத்தல் (Hand Picking)
கலவையில் உள்ள பொருட்களை அவற்றின் அளவு, நிறம் அல்லது வடிவம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் கையால் பிரித்தெடுக்கும் முறை இது. அரிசியில் உள்ள கல்லை நீக்குவது இதற்குச் சிறந்த உதாரணம்.
ஆ) தூற்றுதல் (Winnowing)
காற்றின் உதவியுடன் லேசான மற்றும் கனமான பொருட்களைப் பிரிக்கும் முறை. தானியங்களில் உள்ள உமியைப் பிரிக்க விவசாயிகள் இந்த முறையைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.
இ) சலித்தல் (Sieving)
பல்வேறு அளவுகளில் உள்ள துகள்களைச் சல்லடை மூலம் பிரிக்கும் முறை. கட்டுமானப் பணிகளில் மணலில் உள்ள கற்களைப் பிரிக்க இது பயன்படுகிறது.
ஈ) காந்தப் பிரிப்பு முறை (Magnetic Separation)
காந்தத்தினால் ஈர்க்கப்படும் பொருட்களை (இரும்பு, நிக்கல், கோபால்ட்) காந்தத்தன்மையற்ற பொருட்களிலிருந்து பிரிக்கும் முறை. குப்பைகளில் உள்ள இரும்புப் பொருட்களைப் பிரித்தெடுக்க இது பயன்படுகிறது.
உ) தெளிய வைத்து இறுத்தல் (Sedimentation and Decantation)
திரவத்தில் கரையாத கனமான பொருட்களை அடியில் தங்க வைத்து (தெளிய வைத்தல்), மேலேயுள்ள தெளிந்த நீரை மட்டும் கவனமாக ஊற்றுவது (இறுத்தல்) ஆகும். சேறு கலந்த நீரிலிருந்து மண்ணைப் பிரிக்க இது பயன்படுகிறது.
ஊ) வடிகட்டுதல் (Filtration)
வடிகட்டித் தாள் (Filter paper) மூலம் திரவத்தில் உள்ள திண்மப் பொருளைப் பிரிக்கும் முறை. டீ தயாரிக்கும் போது வடிகட்டி மூலம் டீத்தூளைப் பிரிப்பது அன்றாட உதாரணம்.
எ) பதங்கமாதல் (Sublimation)
வெப்பப்படுத்தும் போது திரவ நிலையை அடையாமல் நேரடியாக வாயு நிலைக்கு மாறும் பொருட்களைப் பிரிக்கும் முறை. கற்பூரம், அயோடின், நாப்தலீன் உருண்டைகள் போன்றவற்றை மணலில் இருந்து பிரிக்க இது பயன்படுகிறது.
ஏ) ஆவியாதல் (Evaporation)
திரவத்தில் கரைந்துள்ள திண்மப் பொருட்களைப் பிரிக்க, திரவத்தை வெப்பப்படுத்தி ஆவியாக்குதல். கடல் நீரிலிருந்து உப்பு தயாரிக்கும் முறை இதற்கேற்ப அமைகிறது.
ஐ) காய்ச்சி வடித்தல் (Distillation)
கொதிநிலை வேறுபாட்டைப் பயன்படுத்தி திரவங்களைப் பிரிக்கும் முறை. ஆவியாக்கி, பின் குளிரூட்டி (Condensation) மூலம் மீண்டும் திரவமாகப் பெறுதல். தூய நீர் (Distilled water) தயாரிக்க இதுவே சிறந்த முறை.
3. பிரித்தெடுத்தல் முறைகளின் ஒப்பீட்டு அட்டவணை
| முறை | பயன்படும் கொள்கை | உதாரணம் |
|---|---|---|
| காந்தப் பிரிப்பு | காந்தத்தன்மை | இரும்புத்தூள் + மணல் |
| பதங்கமாதல் | பதங்கமாகும் தன்மை | கற்பூரம் + உப்பு |
| காய்ச்சி வடித்தல் | கொதிநிலை வேறுபாடு | நீர் + ஆல்கஹால் |
| பகுதியளவு காய்ச்சி வடித்தல் | கொதிநிலை வேறுபாடு | பெட்ரோலியம் சுத்திகரிப்பு |
- குரோமடோகிராபி (Chromatography): நிறமிகளைப் பிரிக்கப் பயன்படுகிறது.
- மையவிலக்கு முறை (Centrifugation): பால் மற்றும் தயிரிலிருந்து வெண்ணெய் பிரிக்கப் பயன்படுகிறது.
- படிகமாக்கல் (Crystallization): கரைசலில் இருந்து தூய படிகங்களைப் பெறப் பயன்படுகிறது.
4. அன்றாட வாழ்க்கையில் பிரித்தெடுத்தல்
மருத்துவத்துறையில் இரத்தப் பரிசோதனைக்கு மையவிலக்கு முறை பயன்படுகிறது. தொழிற்சாலைகளில் கச்சா எண்ணெயிலிருந்து பெட்ரோல், டீசல், மண்ணெண்ணெய் போன்றவற்றை 'பகுதியளவு காய்ச்சி வடித்தல்' (Fractional Distillation) மூலம் பிரிக்கிறார்கள். இது தேர்வு நோக்கில் மிக முக்கியமான கேள்வி.
5. நினைவில் கொள்ள வேண்டிய நுணுக்கங்கள்
பிரித்தெடுத்தல் முறைகளைத் தேர்ந்தெடுக்கும் போது, கலவையில் உள்ள கூறுகளின் இயற்பியல் பண்புகளை முதலில் கவனிக்க வேண்டும். ஒரு திரவத்தில் கரைந்திருக்கும் உப்பைப் பிரிக்க ஆவியாதல் போதும், ஆனால் அதே திரவத்தை மீண்டும் பெற காய்ச்சி வடித்தல் அவசியம்.
பதங்கமாதல் = கற்பூரம் (குளிர்ச்சியில் திடமாகும்).
மையவிலக்கு = தயிர் கடைதல் (சுழற்சி).
பகுதியளவு காய்ச்சி வடித்தல் = பெட்ரோலியம் (பல அடுக்கு கொதிநிலை).
இந்தத் தலைப்பிலிருந்து வினாக்கள் வரும்போது, எந்தப் பொருளைப் பிரிக்க எந்த முறை சிறந்தது என்பதைப் பொருத்துக வகையில் கேட்க வாய்ப்புள்ளது. மேலே கொடுக்கப்பட்டுள்ள அட்டவணையைத் தெளிவாகப் படித்துக் கொண்டால், எந்தக் கேள்விக்கும் விடையளிக்க முடியும்.
முடிவாக, வேதியியலில் பிரித்தெடுத்தல் முறைகள் என்பது வெறும் பாடத்திட்டம் மட்டுமல்ல, அது நம் வாழ்வியலோடு கலந்த ஒரு தொழில்நுட்பம். இரும்புத் தாதுவிலிருந்து இரும்பைப் பிரிப்பதும், கச்சா எண்ணெயிலிருந்து எரிபொருளைப் பிரிப்பதும் நாட்டின் பொருளாதார வளர்ச்சியில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது.