सोडियम क्लोराइड क्या है? NaCl के गुण, संरचना, उपयोग और बनाने की विधि

सोडियम क्लोराइड क्या है ? NaCl की परिभाषा, सूत्र, संरचना,बनाने की विधि व उपयोग का विवरण। सोडियम क्लोराइड की हमारे दैनिक जीवन में अहम् भूमिका है। सोडियम क्लोराइड को साधारण नमक के नाम से भी जाना जाता है। यह शरीर में अनेक उपचयी क्रियाओ को नियंत्रित करती है। Nacl से शरीर में सोडियम की पूर्ति होती है। इसके अलावा आयोडीन युक्त नमक खाने से शरीर की अनेक रोगो से रक्षा होती है। आइये जानते है NaCl kya hai , नमक का निर्माण , NaCl ka pH,NaCl , सोडियम क्लोराइड का उपयोग के बारे।

सोडियम क्लोराइड क्या है ?

सोडियम क्लोराइड सोडियम का एक अकार्बनिक यौगिक है। इसे नमक भी कहते है। इसका रासायनिक सूत्र NaCl होता है। NaCl का अणुभार 58.443 g/mol होता है। समुद्री जल का खारापन मुख्यतः उसमें उपस्थित सोडियम क्लोराइड के कारण होता है। हालाँकि समुद्री नमक में अन्य रासायनिक लवण भी होते हैं।  इसी प्रकार अनेकों बहुकोशीय जन्तुओं के बाह्यकोशीय द्रव के खारेपन का कारण उसमें उपस्थित NaCl ही होता है।

यह एक आयनिक यौगिक है। इसमें सोडियम और क्लोराइड आयनों का अनुपात 1:1 होता है। क्रमशः 22.99 और 35.45 g/mol  द्रव्यमान के साथ 100 ग्राम NaCl में 39.34 ग्राम Na (सोडियम) और 60.66 ग्राम Cl (क्लोराइड) होता है। यह आमतौर पर एक मसाला और खाद्य संरक्षक के रूप में प्रयोग किया जाता है। यह आगे के रासायनिक संश्लेषण के लिए फीडस्टॉक्स के रूप में उपयोग किए जाने वाले सोडियम और क्लोरीन यौगिकों का एक प्रमुख स्रोत है।

सोडियम क्लोराइड की संरचना

सोडियम क्लोराइड की संरचना 2D Structure के रूप में होती है। इसकी संरचना अष्टफल्कीय होती है। इसमें सोडियम व क्लोरीन अयन Face-centered cubic (FCC) अवस्था में होते है। इसमें अष्टफलक के सभी कोनों पर  Cl^– आयन उपस्थित होते है जबकि सभी Cl^– आयनों के बीच में सोडियम आयन Na+ उपस्थित होते है

सोडियम क्लोराइड के भौतिक और रासायनिक गुण

1. सोडियम क्लोराइड का आण्विक सूत्र NaCl होता है।
2. यह एक क्रिस्टलीय ठोस,पारदर्शी रंगहीन क्रिस्टल या सफेद क्रिस्टलीय पाउडर पदार्थ होता है।
3. इसका स्वाद खारा होता है।
4. NaCl जल में घुलनशील होता है। यह 25 डिग्री सेल्सियस पर0 ग्राम / 100 मिली जल में घुलता है।
5. यह कार्बनिक सॉल्वैंट्स – इथेनॉल, ग्लिसरॉल, अमोनिया, इथाइलीन ग्लाइकॉल, फॉर्मिक एसिड में भी आसानी से घुल जाता है।
6. इसे उच्च तापमान पर गर्म होने पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड और डिसोडियम ऑक्साइड के वाष्प का उत्सर्जन करता है।
7. यह कई धातुओं के लिए संक्षारक के रूप में कार्य करती है।
8. इसके जलीय घोल का pH 6.7 से3 होता है।
9. इसका अणुभार 44 g/mol होता है
10. इसका गलनांक7°C = 1073.85 K = 1473.26°F होता है।
11. इसका क्वथनांक 1465°C = 1738.15 K = 2669°F  होता है।
12. यह एक आयनिक यौगिक है। है। इसमें सोडियम और क्लोराइड आयनों का अनुपात 1:1 होता है। क्रमशः99 और 35.45 g/mol द्रव्यमान के साथ 100 ग्राम NaCl में 39.34 ग्राम Na (सोडियम) और 60.66 ग्राम Cl (क्लोराइड) होता है।
13. इसकी संरचना अष्टफल्कीय होती है। इसमें सोडियम व क्लोरीन अयन Face-centered cubic (FCC) अवस्था में होते है।
14. इसका घनत्व165 g/cm3 होता है।
15. यह अनेक उत्पादों के संश्लेषण में काम आता है। औद्योगिक क्षेत्र में यह अनेक सहउत्पाद व अनेक अभिक्रिया में काम आता है।

सोडियम क्लोराइड का उपयोग

1. Sodium chloride ka upyog भोजन में तथा खाद्य संरक्षक के रूप में प्रयोग किया जाता है।
2. अनेक औद्योगिक प्रक्रमों में भारी मात्रा में सोडियम क्लोराइड का उपयोग किया जाता है।
3. सोडियम और क्लोरीन के यौगिकों के निर्माण के लिए सोडियम क्लोराइड का उपयोग किया जाता है। इस कार्य के लिए यह सबसे बड़ा स्रोत है।
4. रास्तो पर पड़े बर्फ को पिघलाकर हटाने के लिए भी सोडियम क्लोराइड का उपयोग अधिक मात्रा में किया जाता है।
5. नमक का उपयोग प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से कई रसायनों के उत्पादन में किया जाता है। जो दुनिया के अधिकांश उत्पादन का उपभोग करते हैं।

1. क्लोर-क्षार उद्योग में NaCl का उपयोग (Chlor-alkali industry) 

रासायनिक समीकरण के अनुसार chloralkali process क्लोरीन और सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन करने की औद्योगिक प्रक्रिया का प्रारंभिक बिंदु है।

2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH

यह इलेक्ट्रोलिसिस या तो मरकरी सेल, डायफ्राम सेल या मेम्ब्रेन सेल में किया जाता है। उनमें से प्रत्येक सोडियम हाइड्रॉक्साइड से क्लोरीन को अलग करने के लिए एक अलग विधि का उपयोग किया जाता है। इसमें प्राप्त क्लोरीन का उपयोग  पीवीसी, कीटाणुनाशक और सॉल्वैंट्स में किया जाता है। सोडियम हाइड्रॉक्साइड उन उद्योगों में काम आता है जो कागज, साबुन और एल्यूमीनियम का उत्पादन करते हैं।

2. सोडा-ऐश उद्योग में NaCl का उपयोग (Soda-ash industry)

सोडियम क्लोराइड का उपयोग सॉल्वे प्रक्रिया में सोडियम कार्बोनेट और कैल्शियम क्लोराइड के उत्पादन में किया जाता है। मैनहेम प्रक्रिया में और हरग्रीव्स प्रक्रिया में सोडियम क्लोराइड का उपयोग सोडियम सल्फेट और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के उत्पादन में किया जाता है।

3. मानक में sodium chloride ka upyog (Standard)

सोडियम क्लोराइड का एक अंतरराष्ट्रीय मानक (Standard) है जो ASTM इंटरनेशनल द्वारा बनाया गया है। इस मानक  (Standard) को  ASTM E534-13 नाम दिया गया है। यह सोडियम क्लोराइड के रासायनिक विश्लेषण के लिए मानक परीक्षण विधि (Standard test method ) हैं। यह विधि सोडियम क्लोराइड के विश्लेषण के लिए प्रक्रियाएं (processes) प्रदान करती हैं। इससे यह सुनिश्चित किया जाता है कि यह इसके इच्छित उपयोग और अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त है या नहीं।

4. अग्निशमन में NaCl का उपयोग (in Firefighting)

मैग्नीशियम, पोटेशियम, सोडियम और NaK मिश्र (कक्षा डी) जैसे दहनशील धातु की आग पर इस्तेमाल होने वाले अग्निशामक (मेट-एल-एक्स, सुपर डी) में सोडियम क्लोराइड प्रमुख बुझाने वाला एजेंट है। थर्माप्लास्टिक पाउडर को मिश्रण में मिलाया जाता है। इसके अलावा बुझाने वाले एजेंट को बनाने के लिए वॉटरप्रूफिंग (मेटल स्टीयरेट्स) और एंटी-काकिंग सामग्री (ट्रिकल कैल्शियम फॉस्फेट) के साथ मिलाया जाता है।

जब इसे आग पर लगाया जाता है तो नमक हीट सिंक की तरह काम करता है। आग से गर्मी को नष्ट करता है। और आग को बुझाने के लिए ऑक्सीजन-रहित क्रस्ट भी बनाता है। इस प्रकार के एक्सटिंगुइशर का आविष्कार 1940 के दशक के अंत में एक कारतूस से चलने वाली इकाई के रूप में किया गया था। हालांकि एकत्रित दबाव संस्करण अब लोकप्रिय हैं। सामान्य आकार 30 पाउंड (14 किग्रा) पोर्टेबल और 350 पाउंड (160 किग्रा) पहिएदार होते हैं।

5. खाद्य उद्योग और कृषि में NaCl का उपयोग (Food industry and agriculture)

कई सूक्ष्मजीव नमकीन वातावरण में नहीं रह सकते हैं। परासरण द्वारा उनकी कोशिकाओं से पानी निकाला जाता है। इस कारण से कुछ खाद्य पदार्थों जैसे बेकन, मछली, गोभी को संरक्षित करने के लिए नमक का उपयोग किया जाता है। बेकिंग में, ब्रेड के आटे में किण्वन की दर को नियंत्रित करने के लिए नमक मिलाया जाता है।

स्वाद बढ़ाने वाले प्रिजर्वेटिव, बाइंडर, किण्वन-नियंत्रण योज्य,बनावट-नियंत्रण एजेंट और  color developer के रूप में उपभोक्ता द्वारा भोजन में नमक मिलाया जाता है।  बेकन, हैम और अन्य प्रसंस्कृत मांस उत्पादों में रंग विकास को बढ़ावा देने के लिए नमक मिलाया जाता है। एक संरक्षक के रूप में नमक बैक्टीरिया के विकास को रोकता है।   इसका उपयोग ग्लूटेन को मजबूत करने और स्वाद बढ़ाने के लिए भी किया जाता है

कई डेयरी उद्योगों में पनीर में रंग-, किण्वन- और बनावट-नियंत्रण एजेंट के रूप में नमक मिलाया जाता है। डिब्बाबंदी में  नमक को मुख्य रूप से स्वाद बढ़ाने वाले और परिरक्षक के रूप में मिलाया जाता है। इसका उपयोग अन्य अवयवों, डिहाइड्रेटिंग एजेंट, एंजाइम अवरोधक और टेंडरिज़र के लिए वाहक के रूप में भी किया जाता है।

NaCl का उपयोग पशु चिकित्सा में उत्सर्जन पैदा करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है। इसे गर्म संतृप्त घोल के रूप में दिया जाता है। सादे नमक या नमक के क्रिस्टल की थोड़ी मात्रा के ग्रसनी प्लेसमेंट के कारण भी उत्सर्जन हो सकता है।

6. दवा में सोडियम क्लोराइड का उपयोग (in medicine)

सोडियम क्लोराइड का उपयोग पानी के साथ अंतःशिरा चिकित्सा ( intravenous therapy) के प्राथमिक समाधानों (primary solutions) में से एक के रूप में किया जाता है। नाक स्प्रे में अक्सर खारा घोल होता है।

7. मृदु जल में NaCl का उपयोग (Water softening)

कठोर जल में कैल्शियम और मैग्नीशियम आयन होते हैं जो साबुन की क्रिया में बाधा डालते हैं। घरेलू और औद्योगिक उपकरणों और पाइपों में क्षारीय खनिज फिल्म के निर्माण में योगदान करते हैं। वाणिज्यिक और आवासीय जल-नरम इकाइयाँ (Water softening units ) कठोर आयनों को हटाने के लिए आयन-विनिमय रेजिन का उपयोग करती है जो कठोरता का कारण बनती हैं। ये रेजिन सोडियम क्लोराइड का उपयोग करके उत्पन्न और पुनर्जीवित होते हैं।

 सोडियम क्लोराइड विलयन का pH (pH of sodium chloride solutions)

सोडियम क्लोराइड के घोल का पीएच 7 रहता है। क्योंकि Cl− आयन की अत्यधिक कमजोर क्षारीयता होती है। जो कि प्रबल एसिड (strong acid ) HCl का संयुग्म क्षार होता है। जहाँ आयनिक शक्ति और गतिविधि गुणांक के प्रभाव नगण्य होते है वहाँ NaCl का तनु विलयनों में pHपर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

 ठोस सोडियम क्लोराइड (Solid sodium chloride)

ठोस सोडियम क्लोराइड में  प्रत्येक आयन इलेक्ट्रोस्टैटिक आधार पर अपेक्षित विपरीत आवेश के 6 आयनों से घिरा होता है। आसपास के आयन एक नियमित अष्टफलक के शीर्ष पर स्थित होते हैं। क्लोज-पैकिंग की भाषा में बड़े क्लोराइड आयन एक क्यूबिक ऐरे में व्यवस्थित होते हैं जबकि छोटे सोडियम आयन उनके बीच के सभी क्यूबिक गैप्स (ऑक्टाहेड्रल वॉयड्स) को भरते हैं।

यह वही मूल संरचना कई अन्य यौगिकों में पाई जाती है। इसे आमतौर पर हेलाइट या रॉक-नमक क्रिस्टल संरचना के रूप में जाना जाता है। इसे दो-परमाणु आधार के साथ एक फेस-केंद्रित क्यूबिक (FCC) जाली के रूप में या दो इंटरपेनेट्रेटिंग फेस केंद्रित क्यूबिक फलक के रूप में दर्शाया जा सकता है। पहला परमाणु प्रत्येक फलक बिंदु पर स्थित होता है। दूसरा परमाणु fcc इकाई सेल किनारे के साथ फलक बिंदुओं के बीच आधे रास्ते में स्थित होता है।

ठोस सोडियम क्लोराइड का गलनांक 801 °C होता है। तापमान के एक फलन के रूप में NaCl की तापीय चालकता 8 K (−265.15 °C; -445.27 °F) पर अधिकतम 2.03 W/(cm K) होती है और 314 K (41 °C; 106 °F) पर घटकर 0.069 हो जाती है। )  यह डोपिंग के साथ भी कम हो जाती है।

NaCl का Aqueous solutions

ठोस अवस्था में Na और Cl− आयनों के बीच आकर्षण इतना प्रबल होता है कि केवल अत्यधिक ध्रुवीय विलायक जैसे पानी ही NaCl को अच्छी तरह से घोलता है। जब NaCl पानी में घुल जाता है, तो सोडियम क्लोराइड ढांचा विघटित हो जाता है। क्योंकि Na और Cl− आयन ध्रुवीय पानी के अणुओं से घिरे होते हैं। इन सोलूशन्स में धातु एक्वा कॉम्प्लेक्स होता है। जिसका सूत्र [Na(H2O)8] होता है और जिसमें Na–O की दूरी  250 pm होती है।

क्लोराइड आयन भी दृढ़ता से घुलते हैं। यह प्रत्येक जल के औसतन  6 अणुओं से घिरा होता है। सोडियम क्लोराइड के घोल में शुद्ध पानी के गुण बहुत अलग होते हैं। नमक के 23.31% द्रव्यमान अंश के लिए हिमांक −21.12 °C (−6.02 °F) होता है। और संतृप्त नमक के घोल का क्वथनांक 108.7 °C (227.7 °F) के करीब होता है। ठंडे घोल से नमक डाइहाइड्रेट NaCl·2H2O के रूप में क्रिस्टलीकृत हो जाता है।

सोडियम क्लोराइड का निर्माण

1.  वर्तमान में नमक बड़े पैमाने पर समुद्री जल या खारे पानी की झीलों से वाष्पीकरण द्वारा उत्पादित किया जाता है। सेंधा नमक का खनन भी एक प्रमुख स्रोत है।
2.  सोडियम तथा क्लोरीन के सीधे सयोंग से भी सोडियम क्लोराइड का निर्माण किया जाता है। यह एक दहनशील प्रतिक्रिया है जिसमे यौगिक के प्रति मोल में  411 किलोजूल ऊर्जा  निकलती है। व्यावहारिक रूप से इस विधि का उपयोग नहीं किया जाता है।                                                                                                                                                                                                 2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl (s)
3.  प्रबल क्षार सोडियम हाइड्रॉक्साइड और प्रबल अम्ल हाइड्रोक्लोरिक एसिड की अभिक्रिया कराने से भी सोडियम क्लोराइड का निर्माण होता है। इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रोलिसिस की ऊर्जा-अवशोषित प्रक्रिया बदल जाती है। जो सोडियम हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोक्लोरिक एसिड दोनों को सोडियम क्लोराइड की तुलना में अधिक महंगा बनाता है। इसमें  पानी के वाष्पीकरण की आवश्यकता होती है। अतः यह प्रक्रिया व्यावहारिक नहीं है।
4. सोडियम कार्बोनेट के घोल में फेरस क्लोराइड मिलाने से फेरस कार्बोनेट का अवक्षेपण होता है और घोल में सोडियम क्लोराइड शेष रहता है।

नमक का निर्माण (NaCl का निर्माण कैसे किया जाता है ?)

समुंद्री जल या खरे पानी की झील से नमक प्राप्त करने के लिए उस खरे पानी को खुले आसमान के नीचे छोटी छोटी क्यारी या गड्डे बनकर उसमे समुद्र-जल या खरे पानी का वाष्पन कराया जाता है। अतः वाष्पीकरण की प्रक्रिया से खरे पानी से नमक का निर्माण किया जाता है। जैसे जैसे जल वाष्पित होता जाता है। लवण के क्रिस्टल पृथक् होने लगते हैं। और इन क्रिस्टलों को छिद्रित शॉवल द्वारा बाहर निकाल लेते हैं।

प्राप्त नमक या सोडियम क्लोराइड में अन्य लवण जैसे-कैल्सियम क्लोराइड, मैग्नीशियम क्लोराइड, कैल्सियम सल्फेट और मैग्नीशियम सल्फेट की अल्प मात्राएँ अशुद्धि के रूप में उपस्थित होती है। निर्वात् उद्द्वाष्पन (vacuum evaporation) या वाष्पीकरण द्वारा विनिर्मित लवण में लगभग 99.9% NaCl उपस्थित होता है।

खुले कडाहा (open pan) विधि या सौर वाष्पन (solar evaporation) विधि द्वारा प्राप्त लवण में लगभग 97 से 99% NaCl उपस्थित होता है। बाकि इसमें अन्य अशुद्धियाँ भी होती है जिन्हें पृथक करने के लिए फैक्ट्री में भेजा जाता है। खनिज, नमक या सेंधा नमक (rock salt) में लगभग 95 से 99% सोडियम क्लोराइड उपस्थित होता है।

FAQ

Q : NaCl सूत्र का द्रव्यमान कितना होगा?
Ans : 58.44 g/mol

Q : सोडियम क्लोराइड का निर्माण कैसे होता है?
Ans : खुले कडाहा (open pan) विधि और सौर वाष्पन (solar evaporation) विधि से NaCl का निर्माण किया जाता है। जिसमे लगभग 97 से 99% सोडियम क्लोराइड उपस्थित होता है। इसके नमक या सेंधा नमक (rock salt) में लगभग 95 से 99% सोडियम क्लोराइड उपस्थित होता है।

Q : सोडियम क्लोराइड का सूत्र क्या है?
Ans : NaCl

Q : सोडियम की कमी के लिए क्या खाना चाहिए?
Ans : इसकी कमी को पूरा करने के लिए फल, सब्जियां, चेरी,,धनिया, सेब, लौकी, खीरा, पत्तागोभी,दालें आदि का सेवन करें। यह शरीर में स्थित कुल मैग्निशियम का 70 प्रतिशत हड्डियों में फास्फेट तथा कार्बोनेट के रूप में पाया जाता है। बाकी मांसपेशियों में कैल्शियम के साथ रहता है।

Q : नमक से क्या आशय है?
Ans : नमक एक फारसी शब्द है जिसका मतलब यह होता है कि खारे जल से बना क्षार पदार्थ, नोन , लवण। संस्कृत में इसे लवणक कहते है। यह भोजन में स्वाद उत्पन करने के उद्देश्य से मिलाया जाता है।

Q : नमक के कितने नाम है?
Ans : नमक 5 प्रकार के होते हैं, 1. टेबल सॉल्ट (सादा नमक) इस नमक में सोडियम की मात्रा सबसे अधिक होती है। 2. सेंधा नमक इसे रॉक सॉल्ट, व्रत का नमक और लाहोरी नमक से भी जाना जाता है। 3. काला नमक (ब्लैक सॉल्ट) 4. लो-सोडियम सॉल्ट 5.  सी सॉल्ट (समुद्री नमक)

Q : नमक में कौन सा तत्व पाया जाता है?
Ans : नमक में मुख्यत सोडियम तत्व पाया जाया है जो क्लोरीन से क्रिया करके नामा का निर्माण करता है।

Q : खाने में कौन सा नमक अच्छा रहता है?
Ans : काला नमक का सेवन हर तरह के व्यक्ति के लिए फायदेमंद होता है। इसके सेवन से कब्ज, बदहजमी, पेट दर्द, चक्कर आना, उल्टी आना और जी घबराने जैसी समस्याओं से छुटकारा मिलता है। गर्मियों के मौसम में नींबू पानी या फिर छाछ के साथ काला नमक का सेवन करना चाहिए। इसके अलावा आयोडीन युक्त नमक का इस्तेमाल करे।

Q : सेंधा नमक कौन से कलर का होता है?
Ans : सेंधा नमक का रंग सफेद, हल्का गुलाबी या बैगनी होता है। इसे सैंधव नमक या लाहौरी नमक के नाम से भी जाना जाता है।

Q : शुगर में कौन सा नमक खाना चाहिए?
Ans : काला नमक खाने से ब्लड शुगर काबू में रहता है। साथ ही कोलेस्ट्रॉल, मोटापा, डिप्रेशन और पेट संबंधी कई समस्याएं भी समाप्त हो जाती हैं।

Q : सोडियम क्लोराइड क्या होता है ?
Ans : सोडियम क्लोराइड सोडियम का एक अकार्बनिक यौगिक है। इसे नमक भी कहते है। इसका रासायनिक सूत्र NaCl होता है। NaCl का अणुभार 58.443 g/mol होता है।

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