Calcium Oxide : कैल्शियम ऑक्साइड बनाने की विधि और इसका उपयोग

Calcium Oxide : कैल्शियम ऑक्साइड बनाने की विधि और इसका उपयोग :- यह लेख कैल्शियम ऑक्साइड “जिसे क्विक लाइम (quick lime) या बर्न लाइम कहते है” के बारे में है। इसमें आपकोकैल्शियम ऑक्साइड क्या है ?, कैल्शियम ऑक्साइड का उपयोग (क्विक लाइम का उपयोग), कैल्शियम ऑक्साइड के गुण, कैल्शियम ऑक्साइड का रासायनिक सूत्र अणुभार, क्विक लाइम व हाइड्रेटेड लाइम अंतर, क्विक लाइम बनाने की विधि के बारे में जानने को मिलेगा। आपको यह लेख अंत तक पढ़ना है।

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कैल्शियम ऑक्साइड क्या है ?-Calcium Oxide or quick lime defination

Calcium Oxide एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला अकार्बनिक पदार्थ है। इसका रासायनिक सूत्र CaO होता है। कैल्शियम ऑक्साइड का अणुभार 56.0774 g/mol होता है। कैल्शियम ऑक्साइड को क्विकलाइम (quick lime) या बर्न लाइम भी कहा जाता है। यह कमरे के तापमान पर एक सफेद, कास्टिक, क्षारीय, क्रिस्टलीय ठोस पदार्थ होता है। इसमें अन्य इम्पुरिटीज़ सिलिकॉन, मैग्नीशियम, एल्यूमीनियम और लोहे के कार्बोनेट, ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड होते हैं। यह अपेक्षाकृत सस्ता होता है। क्विकलाइम (quick lime) से कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का निर्माण किया जाता है। जिसे बुझा हुआ चूना के नाम से जाना जाता है।

कैल्शियम ऑक्साइड की संरचना-Calcium Oxide’s structure

कैल्शियम ऑक्साइड के अणुओं में एक कैल्शियम धनायन (जिसमें +2 का आवेश होता है) और एक ऑक्सीजन ऋणायन (जिसमें -2 का आवेश होता है) होता है। कैल्शियम ऑक्साइड एक आयनिक यौगिक होता है। इसमें कैल्शियम और ऑक्सीजन के बीच एक आयनिक बंध होता है।

कैल्शियम ऑक्साइड की जल से अभिक्रिया-Calcium Oxide reaction

Calcium Oxide जल से अभिक्रिया करके कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड बनता है। अतः चूने के पानी का रासायनिक सूत्र Ca(OH)2 होता है। जब चूने में पानी मिलाया जाता है तो क्विकलाइम व जल की अभिक्रिया इस प्रकार से होती है। यह अभिक्रिया अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती है।

CaO + H2O → Ca(OH)2

कैल्शियम ऑक्साइड और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड में अंतर क्या है?

कैल्शियम ऑक्साइड का रासायनिक सूत्र CaO होता है। यह क्विकलाइम, बर्न लाइम या बिना बुझे हुए चुने के नाम से जाना जाता है। यह जल से अभिक्रिया करके कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड बनाता है। जबकि कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का रासायनिक सूत्र Ca(OH)2 होता है। इसे हाइड्रेटेड लाइम या बुझे हुए चुने के नाम से जाना जाता है। यह कार्बन डाई-ऑक्साइड से अभिक्रिया करके कैल्शियम कार्बोनेट बनाता है।

कैल्शियम ऑक्साइड के गुण-properties of Calcium Oxide or quick lime

यह एक सफेद, कास्टिक, क्षारीय, क्रिस्टलीय ठोस, अकार्बनिक पदार्थ होता है।
इसका रासायनिक सूत्र CaO होता है।
इसका अणुभार 56.0774 g/mol होता है।
इसका गलनांक (Melting point) 2613 °C होता है।
इसका क्वथनांक (Boiling point) 2850 °C होता है।
यह जल से अभिक्रिया करके कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड बनाता है। इस प्रक्रिया को चूने का बुझाना कहते हैं।

CaO+H2O → Ca (OH)2

यह क्षारीय प्रकृति का ऑक्साइड होता है। यह अम्ल से क्रिया करके लवण बनाता है।
यह यौगिक एक घन क्रिस्टल जाली में क्रिस्टलीकृत होता है।
CaO एक अलग खनिज प्रजाति है, जिसका नाम चूना है। यह नम हवा में अस्थिर होता है। यह जल्दी से Ca(OH)2 में बदल जाता है।
यह यौगिक 2400 °C से ऊपर के तापमान पर गर्म होने पर एक तीव्र चमक उत्सर्जित करने करता है।

CaO+H2SO4 → CaSO4+H2O

Calcium Oxide एक बुनियादी ऑक्साइड होता है जो एसिड के साथ क्रिया करके कैल्शियम सल्फेट बनाता है।

CaO + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O

यह सिलिकॉन डाइऑक्साइड और फास्फोरस पेंटोक्साइड जैसे अम्लीय ऑक्साइड के साथ सिलिकेट और फॉस्फेट बनाता है।

CaO + SiO₂ → CaSiO₃ (calcium silicate)

3CaO + P₂O₅ → Ca₃(PO₄)₂ (calcium phosphate)

यह गुण चूने को धातुकर्म में प्रवाह के रूप में उपयोगी बना देता है जो अशुद्धियों को दूर करता है।

कैल्शियम ऑक्साइड बनाने विधि-Manufacturing process of quick lime in hindi

Calcium Oxide आमतौर पर चूने के भट्ठे में खनिज कैल्साइट के थर्मल अपघटन द्वारा बनाया जाता है। कैल्साइट को 825 °C से ऊपर गर्म करके कैल्शियम ऑक्साइड प्राप्त किया जाता है। इस प्रक्रिया को कैल्सीनेशन या लाइम-बर्निंग कहा जाता है। कैल्साइट से कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के एक अणु को मुक्त करने के बाद कैल्शियम ऑक्साइड प्राप्त होता है। इसे बुझा हुआ चूना के नाम से भी जाना जाता है।

CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

बुझा हुआ चूना स्थिर नहीं होता है। जब यह ठंडा होता है, तो हवा से CO2 के साथ स्वतः अभिक्रिया कर लेता है। इसके बाद यह जब तक कैल्शियम कार्बोनेट में परिवर्तित नहीं होता है, जब तक कि चूने के प्लास्टर या चूने के मोर्टार के रूप में सेट होने के लिए पानी नहीं मिलाते है।

क्विकलाइम का वार्षिक विश्वव्यापी उत्पादन लगभग 283 मिलियन टन है। चीन अब तक दुनिया का सबसे बड़ा उत्पादक है, जिसका कुल उत्पादन लगभग 170 मिलियन टन प्रति वर्ष है। लगभग 20 मिलियन टन प्रति वर्ष के साथ संयुक्त राज्य अमेरिका दूसरा सबसे बड़ा उत्पादक है।

कैल्शियम ऑक्साइड का उपयोग-uses of Calcium Oxide or quick lime in hindi

क्विकलाइम का उपयोग बेसिक ऑक्सीजन स्टीलमेकिंग (BOS) प्रक्रिया में होता है। इसका उपयोग लगभग 30 से 50 kg प्रति टन स्टील के बीच होता है। बुझा हुआ चूना अम्लीय ऑक्साइड, SiO2, Al2O3 और Fe2O3 को निष्क्रिय कर एक बुनियादी पिघला हुआ धातुमल बनाता है।Ground quicklime का उपयोग वातित कंक्रीट ब्लॉकों (aerated concrete blocks) के उत्पादन में किया जाता है, जिसमें Ca का घनत्व 0.6–1.0 g/cm3 होता है।
क्विकलाइम और हाइड्रेटेड लाइम (Quicklime and hydrated lime) मिट्टी युक्त मिट्टी की भार वहन क्षमता में काफी वृद्धि कर सकता है। वे कैल्शियम सिलिकेट और एल्यूमिनेट का उत्पादन करने के लिए बारीक विभाजित सिलिका और एल्यूमिना के साथ अभिक्रिया करके ऐसा करते हैं, जिसमें सीमेंटिंग गुण होते हैं।
क्विकलाइम (quicklime) की अल्प मात्रा उपयोग अन्य प्रक्रियाओं में जैसे कांच, कैल्शियम एल्युमिनेट सीमेंट और कार्बनिक रसायनों का उत्पादन करने में किया जाता है।
जब क्विकलाइम से कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का निर्माण किया जाता है, तब तापीय ऊर्जा का उत्सर्जन होता है। CaO(s) + H2O(l) ⇌ Ca(OH)2(aq) (ΔHr = −63.7 kJ/mol CaO का मोल)
जैसे ही क्विकलाइम का हाइड्रेट में परिवर्तन होता है, एक एक्ज़ोथिर्मिक अभिक्रिया शुरू होती है और ठोस फूल जाता है। प्राप्त हाइड्रेटेड लाइम को पुनः गर्म करके पानी को निकालकर क्विकलाइम में बदला जा सकता है। एक लीटर पानी लगभग 3.1 kg क्विकलाइम के साथ मिलकर कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड और 3.54 MJ ऊर्जा देता है।
इस प्रक्रिया का उपयोग गर्मी का एक सुविधाजनक पोर्टेबल स्रोत प्रदान करने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि सेल्फ-हीटिंग कैन में ऑन-द-स्पॉट भोजन को गर्म करना, खाना बनाना और खुली लपटों के बिना पानी गर्म करना। कई कंपनियां इस हीटिंग विधि का उपयोग करके कुकिंग किट बेचती हैं।
इसे FAO के लिए एक अम्लता नियामक (acidity regulator), एक आटा उपचार एजेंट और एक खमीर के रूप में एक खाद्य योज्य के रूप में जाना जाता है।
जब Calcium Oxide को 2400 °C (4350 °F) तक गर्म किया जाता है, तो यह एक तीव्र चमक का उत्सर्जन करता है। इस रोशनी को लाइमलाइट कहा जाता है। इसका व्यापक रूप से विद्युत प्रकाश के आविष्कार से पहले नाट्य प्रस्तुतियों (theatrical productions) में उपयोग किया जाता था।
सीमेंट के उत्पादन में कैल्शियम ऑक्साइड (quick lime) का उपयोग किया जाता है।
वह एक सस्ता और व्यापक रूप से उपलब्ध क्षार है। कुल उत्पादित Calcium Oxide का 50% उपयोग कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के निर्माण में किया जाता है।
कैल्शियम ऑक्साइड (quick lime) और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड दोनों का उपयोग पीने के पानी के उपचार में किया जाता है।
पानी का पता लगाने वाले पेस्ट में कैल्शियम ऑक्साइड और फेनॉफ्थलीन का मिश्रण होता है। जब यह पेस्ट ईंधन भंडारण टैंक में पानी के संपर्क में आता है, तो CaO कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड बनाने के लिए जल के साथ अभिक्रिया करता है। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड में फेनॉफ्थलीन को एक चमकीले बैंगनी-गुलाबी रंग में बदलने के लिए पर्याप्त उच्च pH होता है। इस प्रकार पेट्रोलियम इंडस्ट्री में पानी की उपस्थितिपता करने के लिए इस पेस्ट का उपयोग किया जाता है।
कैल्शियम ऑक्साइड का उपयोग क्राफ्ट पल्प मिलों (Kraft pulp mills) में रासायनिक रिकवरी में सोडियम कार्बोनेट से सोडियम हाइड्रॉक्साइड को पुन: उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।
Calcium Oxide (quick lime) के ठोस स्प्रे या विलयन का उपयोग फ्लू-गैस डिसल्फराइजेशन ( flue-gas desulfurization) नामक प्रक्रिया में निकास धाराओं से सल्फर डाइऑक्साइड को हटाने के लिए किया जा सकता है।
संपीडित चूने के कारतूस का उपयोग चट्टान को तोड़ने के लिए किया जाता है। यह चूने के एक्ज़ोथिर्मिक गुणों का शोषण करता हैं। एक शॉट होल को सामान्य तरीके से चट्टान में ड्रिल किया जाता है और क्विकलाइम (quick lime) का एक सीलबंद कारतूस अंदर रखा जाता है और टैंप किया जाता है। फिर पानी की एक मात्रा को कार्ट्रिज में इंजेक्ट किया जाता है और परिणामस्वरूप भाप की रिहाई, अवशिष्ट हाइड्रेटेड ठोस की अधिक मात्रा के साथ चट्टान को अलग कर देती है। यदि चट्टान कठोर होती है तो यह विधि काम नहीं करती है।

कैल्शियम ऑक्साइड के नुकसान

जब बुझे हुए चुने (quick lime) में जल मिलाया जाता है, तो अत्यधिक ऊष्मा का उत्सर्जन होता है। यह स्किन के संपर्क में आने से गंभीर जलन पैदा करता है। इसकी ऊष्मा की उपस्थिति में साँस लेने से खाँसी, छींकने और सांस लेने में कठिनाई हो सकती है। हालांकि बुझे हुए चूने को आग का खतरा नहीं माना जाता है। लेकिन जल के साथ इसकी अभिक्रिया दहनशील पदार्थों को प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त ऊष्मा उत्पन करती है।

FAQ

Q : कैल्शियम ऑक्साइड कैसे बनता है?
Ans : कैल्साइट को 825 °C से ऊपर गर्म करके कैल्शियम ऑक्साइड प्राप्त किया जाता है। इस प्रक्रिया को कैल्सीनेशन या लाइम-बर्निंग कहा जाता है। कैल्साइट से कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के एक अणु को मुक्त करने के बाद कैल्शियम ऑक्साइड प्राप्त होता है। इसे बुझा हुआ चूना के नाम से भी जाना जाता है।

Q : बिना बुझा चूना का सूत्र क्या होता है?
Ans : CaO

Q : बुझा हुआ चूना का रासायनिक नाम क्या है?
Ans : कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड

Q : क्विकलाइम का रासायनिक नाम क्या है ?
Ans : कैल्शियम ऑक्साइड (CaO)

Q : कैल्शियम ऑक्साइड का अणुभार कितना होता है?
Ans : 56.0774 g/mol
Q : क्या क्विकलाइम और कैल्शियम ऑक्साइड एक ही होते है?
Ans : जी, हाँ कैल्शियम ऑक्साइड को ही क्विकलाइम कहते है।

Q : क्या होता है जब बिना बुझा चूना जल से अभिक्रिया करता है?
Ans : जब बिना बुझा चूना जल से अभिक्रिया करता है, तो कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का निर्माण होता है। और साथ ही अत्यधिक ऊष्मा का उत्सर्जन होता है।
बुझा हुआ चूना और बिना बुझा हुआ चूना में क्या अंतर है?

Q : बुझा हुआ चूना को हाइड्रेटेड लाइम या कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड कहते है। जिसका रासायनिक सूत्र Ca(OH)2 होता है। जबकि बिना बुझा हुआ चूना को कैल्शियम Ans : ऑक्साइड या क्विकलाइम कहते है। जिसका सूत्र CaO होता है। यह जल से क्रिया करके हाइड्रेटेड लाइम बनता है और अत्यधिक ऊष्मा का उत्सर्जन करता है।

Q : कैल्शियम ऑक्साइड को अन्य किस नाम से जाना जाता है ?
Ans : कैल्शियम ऑक्साइड को क्विकलाइम, बर्न लाइम, चुना पत्थर या कली ठिठा कहते है

Q : क्विकलाइम का उपयोग क्या क्या है ?
Ans : क्विक लाइम हाइड्रेटेड लाइम बनाने में, सीमेंट उद्योग, कागज उद्योग, चुना बनाने में स्टील उद्योग आदि में काम आता है।

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Govind Prajapat

मेरा नाम गोविन्द प्रजापत है। मैं talentkiduniya.com का फाउंडर हूँ। मुझे स्कूल के समय से ही हिंदी में लेख लिखने और अपने अनुभव को लोगो से शेयर करने में रूचि रही है। मैं इस ब्लॉग के माध्यम से अपनी नॉलेज को हिंदी में लोगो के साथ शेयर करता हूँ।