उदासिनीकरण

ही संज्ञा निरनिराळ्या शास्त्रांमध्ये वेगवेगळ्या अर्थाने वापरली जाते.

रसायनशास्त्र : विद्रावाची क्षारकता (अम्लाशी विक्रिया झाल्यास लवण तयार होण्याचा गुणधर्म) किंवा अम्लता नाहीशी करणारी रासायनिक प्रक्रिया म्हणजे उदासिनीकरण होय. हायड्रोजन आयन (H+) व हायड्रॉक्सिल आयन (OH-) यांच्यापासून पाणी निर्माण होणे, ही या प्रक्रियेतील मूलभूत विक्रिया आहे (आयन म्हणजे विद्युत् भारित अणू, रेणू किंवा अणुगट). H+   +   OH H2O या मूलभूत विक्रियेची व्युत्क्रमी (उलट सुलट दोन्ही दिशांनी होणारी) विक्रिया म्हणजे जलाचे विगमन (रेणूचे साध्या रेणूंमध्ये वा अणूंमध्ये तात्पुरते रूपांतर होणे) होय.

मूळ विद्राव क्षारकीय असल्यास त्यात अम्ल मिसळून व तो अम्ल असल्यास त्यात क्षारक मिसळून क्षारक व अम्ल यांचे वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म नाहीसे केले जातात, म्हणजेच विद्राव उदासीन होतो. जर ही विक्रिया सजल विद्रावांमध्ये घडून आली, तर तिच्यापासून शेवटी पाणी व लवण ही मिळतात (अम्ल + क्षारक → लवण + पाणी). कारण पाण्यामध्ये अम्लाचे आणि क्षारकाचे आयनीभवन होऊन (आयन सुटे होऊन) धन व ऋण आयन निर्माण होतात (उदा., HCl → H+ + Cl- ; NaOH → Na + + OH-). जेव्हा क्षारक व अम्ल यांच्यात विक्रिया होते तेव्हा क्षारकातील हायड्रॉक्सिल आयन अम्लातील हायड्रोजन आयनाशी संयोग पावून पाणी निर्माण होते(H + + OH- + Na+ + Cl-→ Na+ + Cl- + H2O) आणि राहिलेल्या दोन आयनांपासून लवण (येथे NaCl, सोडियम क्लोराइड किंवा मीठ) तयार होते व ते आयन स्वरूपात विद्रावात राहते. विद्रावाचे बाष्पीभवन करून लवणाचे स्फटिक मिळविता येतात.

प्रथम प्रबल (बहुतांश आयनीभवन होणारे) क्षारक व प्रबल अम्ल यांच्यातील उदासिनीकरणाचा विचार करू. बरोबर एक मोल (मूलद्रव्याच्या वा संयुगाच्या वजनाचे एकक) हायड्रोक्लोरिक अम्ल ज्यात आहे असा सजल विद्राव व बरोबर एक मोल सोडियम हायड्रॉक्साइड ज्यात आहे असा सजल विद्राव यांचे मिश्रण केल्यास, उदासिनीकरणाच्या शेवटी मिळणाऱ्या विद्रावात एक मोल सोडियम क्लोराइड हे लवण व मिश्रणापूर्वी दोन्ही विद्रावांमध्ये असलेले पाणी आणि विक्रियेने निर्माण होणारे एक मोल पाणी ही असतात. येथे प्रबल अम्ल (HCl) व प्रबल क्षारक (NaOH) यांच्यापासून निर्माण होणाऱ्या लवणाचे (NaCl) जलीय विच्छेदन (पाण्यामुळे घटक सुटे होणे) होत नाही व अंतिम विद्रावातील हायड्रॉक्सिल आयनांची व हायड्रोजन आयनांची संहती (प्रती लिटरामधील आयनांचे प्रमाण) सारखीच राहते. त्यामुळे अशा लवणाचा विद्राव तत्त्वतः उदासीन असतो. उलट एक मोल अ‍ॅसिटिक अम्लासारखे दुर्बल (अल्पांशाने आयनीभवन होणारे) अम्ल (CH3COOH) एक मोल सोडियम हायड्रॉक्साइडासारख्या प्रबल क्षारकात मिसळल्यास उदासिनीकरणानंतर मिळणारा अंतिम विद्राव किंचित क्षारकीय असतो. कारण दुर्बल अम्ल व प्रबल क्षारक यांच्यापासून निर्माण होणाऱ्या लवणाच्या विद्रावात, क्षारकाच्या ऋणायनामुळे (म्हणजे विद्रावात विद्युत् प्रवाह सोडल्यास ऋणाग्राकडे आकर्षिल्या जाणाऱ्या आयनामुळे, येथे Na+मुळे) जलीय विच्छेदन होत नाही. परंतु अम्लाच्या धनायनामुळे (CH3COO-) जलीय विच्छेदन ही व्युत्क्रमी विक्रिया घडून येते व हायड्रॉक्सिल आयनांची निर्मिती होते. म्हणून अंतिम विद्राव क्षारकीय असतो (CH3COO- + H2O → CH3COOH + OH-). त्याचप्रमाणे अमोनियम हायड्रॉक्साइड (NH4OH) या दुर्बल क्षारकाचे हायड्रोक्लोरिक अम्लासारख्या प्रबल अम्लाने उदासिनीकरण केल्यास अंतिम विद्राव अम्लधर्मी असतो. कारण प्रबल अम्ल व दुर्बल क्षारक यांच्यापासून तयार होणाऱ्या लवणाच्या विद्रावात अम्लाच्या धनायनामुळे (Cl-) जलीय विच्छेदन होत नाही. परंतु क्षारकाच्या ऋणायनामुळे (NH4+) जलीय विच्छेदन होऊन हायड्रोजन आयन निर्माण होतो. त्यामुळे अंतिम विद्राव अम्लधर्मी असतो (NH4+ + H2O → NH4OH + H+). अम्ल (CH3COOH) व क्षारक (NH4OH) ही दोन्ही दुर्बल असताना उदासिनीकरण केल्यास त्यांच्यापासून मिळणाऱ्या लवणातील धनायन (CH3COO-) व ऋणायन (NH4+) या दोन्हींमुळे जलीय विच्छेदन घडून येते (NH4+ + CH3COO- + H2O → NH4OH + CH3COOH) त्यामुळे अंतिम विद्राव क्षारकीय असेल की अम्लधर्मी असेल, हे क्षारक व अम्ल यांच्या सापेक्ष प्रबलतेवरून निश्चित होईल.

उदासिनीकरणाच्या प्रक्रियेत उष्णता निर्माण होत असते. तिला उदासिनीकरणाची उष्णता म्हणतात. ती कॅलरीमध्ये मोजतात. एकक्षारकीय (ज्यातील एक हायड्रोजन अणू प्रतिष्ठापित होऊ शकेल अशा) प्रबल अम्लांचे एक-अम्लीय (ज्यातील एक हायड्रोजन अणू किंवा एक हायड्रॉक्सिल गट प्रतिष्ठापित होऊ शकेल अशा) प्रबल क्षारकांनी विरल विद्रावामध्ये उदासिनीकरण केल्यास निर्माण होणारी उष्णता नेहमी ठराविकच, म्हणजे सु. १३,७०० कॅलरी इतकी असते (१८० से. तापमानाला H++ OH- → H2O + १३,७०० कॅलरी). एखाद्या क्षारकाबरोबरची अम्लाची उदासिनीकरणाची उष्णता अधिक असल्यास त्या अम्लाची प्रबलताही अधिक असते, असा एकेकाळी समज होता. तथापि अलीकडे असे आढळून आले आहे की, अम्लाची प्रबलता व त्याची उदासिनीकरणाची उष्णता ही सम प्रमाणात नसतात किंवा त्यांच्यात होणारे बदल एकाच दिशेने होणारे असे नसतात.

मानवी शरीरात होणाऱ्या प्रक्रियांमध्ये उदासिनीकरण हीही एक प्रक्रिया असते.

उदासिनीकरण ही रासायनिक विश्लेषणातील एक महत्त्वाची प्रक्रिया आहे. एखाद्या विद्रावात अम्ल किंवा क्षारक किती आहे, हे निश्चित करण्यासाठी उदासिनीकरणाचा अनुमापनामध्ये उपयोग करून घेतला जातो. त्याकरिता दिलेल्या विद्रावाचे प्रमाणित विद्रावाने उदासिनीकरण करतात. उदासिनीकरणासाठी लागलेल्या प्रमाणित विद्रावाचे घनफळ काळजीपूर्वक मोजून त्यावरून गणिताने दिलेल्या विद्रावातील क्षारकाचे किंवा अम्लाचे परिमाण काढतात. अशा अनुमापनाच्या शेवटच्या अवस्थेत pHमूल्यामध्ये [→ पीएच मूल्य] जलद बदल घडून येत असतो. तो बदल ओळखण्यासाठी दर्शकांचा किंवा विद्युत् संवाहकतेचा उपयोग करतात [ दर्शके]. अशा तऱ्हेने विद्रावातील अम्लाची किंवा क्षारकाची संहती काढण्याकरिता व त्यांचे सममूल्यभार (एक भार हायड्रोजनाबरोबर संयोग पावणारे अथवा तितका हायड्रोजन संयुगातून घालवून देणारे मूलद्रव्याचे अथवा मूलकाचे वजन) काढण्यासाठी उदासिनीकरणाचा उपयोग होतो.

उद्योगधंद्याच्या निरनिराळ्या शाखांमध्येही उदासिनीकरणाचा उपयोग करून घेण्यात येतो. पदार्थांमध्ये नैसर्गिकरीत्या असलेली अम्लता प्रमाणशीर करणे किंवा प्रक्रिया करताना वापरलेल्या अम्लाचे उदासिनीकरण करणे या उद्देशाने उदासिनीकारकांचा उद्योगधंद्यात उपयोग केला जातो. विरजलेली मलई, लोणी, दुधाचे इतर पदार्थ, डबाबंद ऑलिव्ह फळे, टोमॅटोचे सूप, मद्ये इ. तयार करताना उदासिनीकारकांचा उपयोग करतात. सोडियम, कॅल्शियम किंवा मॅग्नेशियम याची हायड्रॉक्साइडे किंवा कार्बोनेटे व कॅल्शियम किंवा मॅग्नेशियम याची ऑक्साइडे यांचा उदासिनीकारक म्हणून उपयोग करतात.

वंगण तेलाच्या बाबतीत उदासिनीकरण-मूल्य किंवा अम्ल किंवा क्षारक अंक ठरविणारी चाचणी घेतली जाते. या चाचणीमध्ये वापरलेल्या किंवा वापरावयाच्या वंगण तेलात एकूण किती अम्ल किंवा क्षारक आहे हे निश्चित केले जाते. त्याकरिता मोजून घेतलेल्या नमुना-तेलामध्ये त्यातील अम्लाचे (किंवा क्षारकाचे) पूर्ण उदासिनीकरण होईपर्यंत पोटॅशियम हायड्रॉक्साइड (किंवा हायड्रोक्लोरिक अम्ल) हळूहळू टाकण्यात येते आणि त्यावरून एक ग्रॅम नमुना-तेलातील सर्व अम्लाचे उदासिनीकरण करण्यासाठी किती मिलिग्रॅम पोटॅशियम हायड्रॉक्साइड लागले ते काढण्यात येते. पोटॅशियम हायड्रॉक्साइडाच्या मिलिग्रॅममध्ये येणाऱ्या या आकड्याला ‘अम्ल अंक’म्हणतात. तसेच एक ग्रॅम नमुना–तेलातील सर्व क्षारकीय घटकांचे उदासिनीकरण करण्यासाठी लागणाऱ्या हायड्रोक्लोरिक अम्लाच्या सममूल्याइतके पोटॅशियम हायड्रॉक्साइड मिलिग्रॅममध्ये देणाऱ्या आकड्याला ‘क्षारक अंक’म्हणतात. हे अंक म्हणजे वंगण तेलांमधील, क्षरण (गंजण्याची क्रिया) करणारे अम्ल किंवा क्षारक मोजण्याचे एक मापच होय. वंगण तेलांचे शुद्धीकरण करताना कराव्या लागणाऱ्या प्रक्रियांचे नियंत्रण करण्याच्या उद्देशाने किंवा वापरलेल्या वंगण तेलांची तपासणी करण्यासाठी वरील चाचणीचा किंवा उदासिनीकरण मूल्याचा उपयोग केला जातो. शिवाय अमोनिएटेड सुपर फॉस्फेट, सोडियमाची लवणे, अमोनियम सल्फेट, सोडियम व अमोनियम फॉस्फेटे, अमोनियम नायट्रेट, यूरिया, अ‍ॅल्युमिनियम सल्फेट, आर्सेनाइटे, आर्सेनेटे, मेदाम्लांपासून बनविण्यात येणारा साबण इ. तयार करताना व जलशुद्धीकरणामध्ये उदासिनीकरण ही एक प्रक्रिया वापरली जाते.

प्रोटॉन विक्रिया : एका अम्लाकडून एका क्षारकाकडे एक प्रोटॉन (H+) जाऊन अधिक दुर्बल अम्ल व अधिक दुर्बल क्षारक तयार होणे, या प्रक्रियेलाही उदासिनीकरण म्हणतात.

इलेक्ट्रॉनीय : काही निर्वात नलिका (व्हॉल्व्ह) व ट्रँझिस्टर विवर्धक [ इलेक्ट्रॉनीय विवर्धक]यांच्या मंडलामध्ये दोन विद्युत् अग्रामधील धारकतेच्या (विद्युत् भार धरून ठेवण्याच्या क्षमतेच्या) द्वारे प्रदान मंडलातील (ज्या मंडलांद्वारे विवर्धकातील वा नलिकेतील ऊर्जा बाहेर पडते त्या मंडलातील) काही ऊर्जा आदान मंडलामध्ये (ज्या मंडलाद्वारे विवर्धकाला वा नलिकेला ऊर्जा पुरविण्यात येते त्या मंडलात) परत जाते म्हणजेच ऊर्जेचा पुनःप्रदाय होतो. त्यामुळे नको असलेली दोलने निर्माण होतात. अशावेळी निर्वात नलिकेत पटल जालक बसविणे, हा पुनःप्रदाय आवश्यक तेवढा कमी करण्याचा एक मार्ग आहे [ इलेक्ट्रॉनीय प्रयुक्ती]. दुसरा व्यापक प्रमाणावर वापरला जाणारा उपाय म्हणजे निर्वात नलिकेमध्ये स्वतंत्र मंडल जोडून त्याद्वारे पुनःप्रदाय ऊर्जेचे संतुलन करणे, हा होय. नको असलेल्या पुनःप्रदाय ऊर्जेचे निराकरण करण्याच्या प्रक्रियेला उदासिनीकरण असेच म्हणतात.

इतर : उदासिनीकरण हा शब्द कधीकधी ‘परिणाम नाहीसा करणे’ किंवा ‘पद्धती उदासीन करण्याची प्रक्रिया’ अशा सर्वसामान्य अर्थानेही वापरला जातो. उदा., पुष्कळ रसायनांचे परिणाम किंवा परिस्थितीत बदल झाल्यामुळे होणारे परिणाम, इतर रसायनांचा वापर करून किंवा परिस्थितीत योग्य तो बदल करून, नाहीसे किंवा निष्प्रभ करणे.

विद्युत् भारित वस्तूवरील विद्युत् भार काढून टाकण्याच्या क्रियेस देखील उदासिनीकरण म्हणतात.

लेखक : अ.ना.ठाकूर

स्रोत : मराठी विश्वकोश