Model Answer
0 min readIntroduction
एल्बाइट-ऐनॉर्थाइट प्रणाली, प्लैजिओक्लेस फेल्डस्पार खनिजों का एक महत्वपूर्ण उदाहरण है, जो पृथ्वी की क्रस्ट में व्यापक रूप से पाया जाता है। ये खनिज एल्यूमीनियम सिलिकेट्स हैं जिनमें सोडियम (Na) और कैल्शियम (Ca) की मात्रा भिन्न होती है। 1500°C तापमान पर एक तरल संयोजन से ठंडा होने पर, एल्बाइट (NaAlSi₃O₈) और ऐनॉर्थाइट (CaAl₂Si₂O₈) के बीच एक ठोस घोल बनता है। इस प्रक्रिया में, तरल की संरचना में परिवर्तन होता है और विभिन्न चरणों में क्रिस्टलीकरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप ठोस घोल में संयोजनात्मक परिवर्तन होते हैं। इस प्रश्न में, हम 1 atm दबाव पर इस प्रक्रिया का विस्तृत वर्णन करेंगे।
एल्बाइट-ऐनॉर्थाइट प्रणाली का परिचय
एल्बाइट और ऐनॉर्थाइट एक द्विआधारी ठोस घोल बनाते हैं, जिसका अर्थ है कि वे एक दूसरे में घुलनशील हैं और एक निरंतर श्रृंखला बनाते हैं। एल्बाइट सोडियम युक्त है, जबकि ऐनॉर्थाइट कैल्शियम युक्त है। 1500°C पर, ये खनिज एक तरल के रूप में मौजूद होते हैं। जैसे-जैसे तापमान कम होता है, ये खनिज क्रिस्टलीकृत होने लगते हैं।
ठंडा होने की प्रक्रिया और क्रिस्टलीकरण
1 atm दबाव पर 1500°C से ठंडा होने पर, एल्बाइट-ऐनॉर्थाइट प्रणाली में क्रिस्टलीकरण कई चरणों में होता है:
- चरण 1: अतिशीतलन (Supercooling): जैसे ही तरल ठंडा होता है, यह एक निश्चित तापमान तक अतिशीत हो जाता है, जिस पर क्रिस्टलीकरण शुरू होता है।
- चरण 2: नाभिकीयकरण (Nucleation): अतिशीतलन के बाद, छोटे क्रिस्टल नाभिक बनते हैं। ये नाभिक तरल में मौजूद अशुद्धियों या सतहों पर बन सकते हैं।
- चरण 3: क्रिस्टल वृद्धि (Crystal Growth): नाभिक बनने के बाद, वे तरल से आयनों को अवशोषित करके बढ़ते हैं। क्रिस्टल की वृद्धि तापमान और तरल की संरचना पर निर्भर करती है।
- चरण 4: ठोस घोल का निर्माण: जैसे-जैसे क्रिस्टल बढ़ते हैं, वे एल्बाइट और ऐनॉर्थाइट दोनों के आयनों को शामिल करते हैं, जिससे एक ठोस घोल बनता है। ठोस घोल की संरचना तरल की संरचना पर निर्भर करती है।
संयोजनात्मक परिवर्तन
ठंडा होने की प्रक्रिया के दौरान, तरल की संरचना में परिवर्तन होता है। जैसे-जैसे तापमान कम होता है, तरल में ऐनॉर्थाइट की मात्रा कम होती जाती है, जबकि एल्बाइट की मात्रा बढ़ती जाती है। यह परिवर्तन क्रिस्टलीकरण के दौरान होने वाले संयोजनात्मक परिवर्तनों को प्रभावित करता है।
चरण आरेख (Phase Diagram)
एल्बाइट-ऐनॉर्थाइट प्रणाली के चरण आरेख से क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया को समझने में मदद मिलती है। चरण आरेख तापमान और संरचना के आधार पर विभिन्न चरणों की स्थिरता को दर्शाता है। 1 atm दबाव पर, चरण आरेख दर्शाता है कि 1500°C से ठंडा होने पर, तरल पहले ऐनॉर्थाइट क्रिस्टलीकृत करता है, और फिर एल्बाइट क्रिस्टलीकृत होता है।
ठोस घोल की संरचना
ठोस घोल की संरचना तरल की संरचना पर निर्भर करती है। यदि तरल में ऐनॉर्थाइट की मात्रा अधिक है, तो ठोस घोल में भी ऐनॉर्थाइट की मात्रा अधिक होगी। इसी तरह, यदि तरल में एल्बाइट की मात्रा अधिक है, तो ठोस घोल में भी एल्बाइट की मात्रा अधिक होगी।
उदाहरण
मान लीजिए कि तरल में 50% एल्बाइट और 50% ऐनॉर्थाइट है। 1500°C से ठंडा होने पर, ठोस घोल में भी लगभग 50% एल्बाइट और 50% ऐनॉर्थाइट होगा। हालांकि, क्रिस्टलीकरण के दौरान, ठोस घोल की संरचना में थोड़ा परिवर्तन हो सकता है।
| तापमान (°C) | तरल संरचना | ठोस घोल संरचना |
|---|---|---|
| 1500 | 50% एल्बाइट, 50% ऐनॉर्थाइट | 50% एल्बाइट, 50% ऐनॉर्थाइट (लगभग) |
| 1200 | 30% एल्बाइट, 70% ऐनॉर्थाइट | 35% एल्बाइट, 65% ऐनॉर्थाइट (लगभग) |
| 900 | 10% एल्बाइट, 90% ऐनॉर्थाइट | 15% एल्बाइट, 85% ऐनॉर्थाइट (लगभग) |
Conclusion
संक्षेप में, 1 atm दबाव पर 1500°C से ठंडे हो रहे एल्बाइट-ऐनॉर्थाइट तंत्र में क्रिस्टलीकरण एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें कई चरण शामिल हैं। तरल की संरचना, तापमान और दबाव क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया और ठोस घोल की संरचना को प्रभावित करते हैं। चरण आरेख इस प्रक्रिया को समझने में मदद करता है। यह प्रक्रिया पृथ्वी की क्रस्ट में प्लैजिओक्लेस फेल्डस्पार खनिजों के निर्माण को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.