सीज़ियम क्लोराइड कैसे बनता है?

सीज़ियम क्लोराइड, जिसे चीनी में सीज़ियम क्लोराइड के रूप में भी जाना जाता है, एक सफेद या थोड़ा पीला क्रिस्टलीय पाउडर है जिसका आणविक भार 168.359 और सीएलसी का आणविक सूत्र है। यह एक रंगहीन और पारदर्शी घन क्रिस्टल है जिसकी शुद्धता 99.5% से अधिक है। कमरे के तापमान पर, सीज़ियम क्लोराइड का घनत्व 3.983 ग्राम/एमएल है, और यह 1860 ग्राम/लीटर तक की घुलनशीलता के साथ पानी में आसानी से घुलनशील है। इसके अलावा, सीज़ियम क्लोराइड का क्वथनांक भी 1290 डिग्री का उच्च होता है, और बढ़ते तापमान के साथ पानी में इसकी घुलनशीलता कम हो जाती है। सीज़ियम क्लोराइड एक आयनिक यौगिक है, जिसका धनायन सीज़ियम आयन (Cs+) है और ऋणायन क्लोराइड आयन (Cl -) है। अपनी उच्च घुलनशीलता और आयनिक गुणों के कारण, सीज़ियम क्लोराइड में पानी में उत्कृष्ट चालकता होती है। इसके अलावा, इसके अपेक्षाकृत बड़े धनायन त्रिज्या के कारण, सीज़ियम क्लोराइड अन्य धातु आयनों के साथ मिश्रित होने पर मिश्रित क्रिस्टल बनने का खतरा होता है। सीज़ियम क्लोराइड का अपवर्तनांक 1.6418 है, जो इसे ऑप्टिकली सक्रिय बनाता है और इसका उपयोग ऑप्टिकल अनुसंधान के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, सीज़ियम क्लोराइड को उसके विलुप्त होने और विघटन को रोकने के लिए नम और उच्च तापमान वाले वातावरण में संग्रहित करने की आवश्यकता होती है।

(उत्पाद लिंक: https://www.bloomtechz.com/कैमिकल-रीएजेंट/लैबोरेटरी-रीएजेंट/सेसियम-क्लोराइड-पाउडर-कैस-7647-17-8.html)

विधि एक में सीज़ियम कार्बोनेट को थोड़ी मात्रा में पानी में घोलना है, धीरे-धीरे लगातार हिलाते हुए 1.18 के सापेक्ष घनत्व के साथ हाइड्रोक्लोरिक एसिड मिलाएं और प्रतिक्रिया को गर्म करें। जब पीएच =3 हो, तो आधे घंटे तक उबालें और घोल का पीएच तटस्थ करने के लिए सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड मिलाएं। बड़ी मात्रा में क्रिस्टल अवक्षेपित होने तक फ़िल्टर करें, वाष्पित करें और छान लें, कमरे के तापमान तक ठंडा करें, मूल शराब को अलग करें, तैयार उत्पाद प्राप्त करने के लिए 100 डिग्री पर साफ और सुखाएं।
चरण इस प्रकार हैं:
(1) सीज़ियम कार्बोनेट को पानी में घोलें: थोड़ी मात्रा में पानी में धीरे-धीरे एक निश्चित मात्रा में सीज़ियम कार्बोनेट पाउडर मिलाएं, इसे पूरी तरह से घुलने तक हिलाएं। इस प्रक्रिया से बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होगी और सुरक्षा को ध्यान में रखना होगा।
(2) हाइड्रोक्लोरिक एसिड मिलाएं: उपरोक्त घोल में धीरे-धीरे हिलाते हुए एक निश्चित मात्रा में हाइड्रोक्लोरिक एसिड मिलाएं। इस प्रक्रिया के दौरान बड़ी मात्रा में गैस उत्पन्न होगी, और सुरक्षात्मक उपाय करने की आवश्यकता है।
(3) तापन प्रतिक्रिया: उपरोक्त मिश्रण को उबलने तक गर्म करें और पूरी तरह से प्रतिक्रिया करने के लिए हिलाते रहें।
(4) न्यूट्रलाइजेशन समाधान: जब प्रतिक्रिया समाधान का पीएच मान 3 के आसपास पहुंच जाता है, तो गर्म करना बंद कर दें और समाधान के पीएच मान को तटस्थ बनाने के लिए सीज़ियम हाइड्रॉक्साइड न्यूट्रलाइजेशन समाधान जोड़ें।
(5) निस्पंदन: अप्रयुक्त ठोस और अशुद्धियों को हटाने के लिए उपरोक्त घोल को फ़िल्टर करें।
(7) वाष्पीकरणीय क्रिस्टलीकरण: निस्पंद को वाष्पित करने वाले बर्तन में रखें, गर्म करें और वाष्पित करें, जब तक कि बड़ी मात्रा में क्रिस्टल अवक्षेपित न हो जाएं।
ठंडा करना और अलग करना: उपरोक्त मिश्रण को कमरे के तापमान पर ठंडा करें, मूल शराब और क्रिस्टल को अलग करें, और सीज़ियम क्लोराइड उत्पाद प्राप्त करें।
इस विधि का मुख्य रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण है:
Cs2CO3+2HCl → 2CsCl+CO2 ↑+H2O
यह प्रतिक्रिया जलीय घोल में की गई एक आयन विनिमय प्रतिक्रिया है, जहां Cs2CO3 और HCl क्रमशः सीज़ियम कार्बोनेट और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के आयन रूपों का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रतिक्रिया से सीज़ियम क्लोराइड, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी उत्पन्न हुआ।

विधि 2 में पारा और हाइड्रोजन क्लोराइड पर प्रतिक्रिया करना शामिल है: 15 ग्राम सीज़ियम क्लोराइड को गर्म करना और इसे 100 एमएल पानी में घोलना। 24.2 ग्राम स्टोइकोमेट्रिक मरकरी क्लोराइड को 25 एमएल 4मोल हाइड्रोक्लोरिक एसिड में घोलें। गर्म होने पर इस HgCl/HCl घोल को उपरोक्त घोल में मिलाएं, हिलाएं और मिलाएं, और CsHgCl क्रिस्टल को अवक्षेपित करने के लिए ठंडा करें। फ़िल्टर करें, क्रिस्टल इकट्ठा करें, और मातृ शराब को त्याग दें। क्रिस्टल को 120 एमएल गर्म पानी में घोलें और ठंडा होने के बाद क्रिस्टल फिर से अवक्षेपित हो जाएंगे।
पारा और हाइड्रोजन क्लोराइड की प्रतिक्रिया के माध्यम से सीज़ियम क्लोराइड उत्पन्न करने के चरण इस प्रकार हैं:
(1) घोल तैयार करना: संतृप्त घोल तैयार करने के लिए पानी में एक निश्चित मात्रा में सीज़ियम क्लोराइड घोलें।
(2) पारा मिलाना: उपरोक्त घोल में एक निश्चित मात्रा में पारा मिलाएं और तब तक हिलाएं जब तक यह पूर्ण संपर्क में न आ जाए।
(3) हाइड्रोजन क्लोराइड का परिचय: हिलाते हुए एक पाइपलाइन के माध्यम से उपरोक्त मिश्रण में हाइड्रोजन क्लोराइड डालें। जब प्रतिक्रिया संतुलन पर पहुंच जाए, तो हाइड्रोजन क्लोराइड डालना बंद कर दें।
(4) पृथक्करण और शुद्धिकरण: सीज़ियम क्लोराइड क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए उपरोक्त मिश्रण को अलग करें। मातृ शराब का पुन: उपयोग किया जा सकता है।
इस विधि का मुख्य रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण है:
Hg+HCl+CsCl → CsCl+HgCl2
यह प्रतिक्रिया एक विशिष्ट विस्थापन प्रतिक्रिया है, जिसमें पारा हाइड्रोजन क्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया करके पारा क्लोराइड (HgCl2) बनाता है और सीज़ियम क्लोराइड (CsCl) भी विस्थापित होता है।

उपरोक्त दो विधियों के अलावा, एक अन्य सामान्य विधि सीज़ियम क्लोराइड उत्पन्न करने के लिए क्लोरीन गैस के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए धातु सीज़ियम का उपयोग करना है। इस विधि के विस्तृत चरण और रासायनिक समीकरण निम्नलिखित हैं:
1. कच्चा माल तैयार करें
धातु सीज़ियम: धातु सीज़ियम उच्च घनत्व और अच्छी चालकता वाला एक सक्रिय धातु तत्व है। इस अभिक्रिया में सीज़ियम धातु अपचायक के रूप में कार्य करती है।
क्लोरीन: क्लोरीन एक पीली हरी गैस है जिसमें मजबूत ऑक्सीकरण गुण होते हैं और इसे धूआं हुड में संचालित करने की आवश्यकता होती है।
2, ऑपरेशन चरण
(1) घोल तैयार करना: संतृप्त घोल तैयार करने के लिए धातु सीज़ियम में एक निश्चित मात्रा में पानी मिलाएं।
(2) क्लोरीन गैस इंजेक्ट करना: हिलाते हुए एक पाइपलाइन के माध्यम से उपरोक्त घोल में क्लोरीन गैस इंजेक्ट करें। जब प्रतिक्रिया संतुलन पर पहुंच जाए, तो क्लोरीन गैस डालना बंद कर दें।
(3) पृथक्करण और शुद्धिकरण: सीज़ियम क्लोराइड क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए उपरोक्त मिश्रण को अलग करें। मातृ शराब का पुन: उपयोग किया जा सकता है।
3. रासायनिक समीकरण
इस विधि का मुख्य रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण है:
2Cs+Cl2 → 2CsCl
यह प्रतिक्रिया एक विशिष्ट विस्थापन प्रतिक्रिया है, जिसमें धातु सीज़ियम क्लोरीन गैस के साथ प्रतिक्रिया करके सीज़ियम क्लोराइड (CsCl) का उत्पादन करती है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह विधि मजबूत ऑक्सीकरण गुणों के साथ सक्रिय धातु सीज़ियम और क्लोरीन गैस का उपयोग करती है, और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए पेशेवर कर्मियों के मार्गदर्शन की आवश्यकता होती है। साथ ही, व्यावहारिक अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उत्पन्न सीज़ियम क्लोराइड उत्पाद को और अधिक शुद्ध और सुखाने की आवश्यकता होती है।