काठको खरानीबाट पोटास निकाल्ने — हरेक आगोमा लुकेको क्षारीय तत्त्व

पोटासियम (K, तत्त्व १९) आवर्त तालिकाको समूह १ (क्षारीय धातुहरू), आवर्त ४ मा छ। यसको परमाणु भार ३९.०९८ र इलेक्ट्रोन विन्यास [Ar] 4s¹ हो। सबै क्षारीय धातुझैँ यसमा एउटा संयोजी इलेक्ट्रोन हुन्छ जुन यसले सजिलै दिन्छ, त्यसैले यो अत्यन्त क्रियाशील छ। शुद्ध धातु चाँदीजस्तो सेतो हुन्छ, मक्खनको चक्कुले काटिने जति नरम (मोह्स कठोरता ०.४), र यसको घनत्व ०.८६२ ग्राम/सेमी³ हो — लिथियमपछिको दोस्रो सबैभन्दा हलुका धातु। यो ६३.५ °C (१४६ °F) मै पग्लिन्छ।

पोटासियम पानीसँग तीव्र प्रतिक्रिया गर्छ: 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂↑। हाइड्रोजन ग्यास आफैँ बल्छ र विशिष्ट प्याजी-बैजनी ज्वालामा जल्छ। यही प्रतिक्रियाका कारण धातु पोटासियमलाई खनिज तेल वा निष्क्रिय ग्यासमुनि राख्नुपर्छ — प्रकृतिमा यो धातुका रूपमा रहन सक्दैन। पृथ्वीको पपडीमा पोटासियम केवल K⁺ आयनका रूपमा फेल्डस्पार (KAlSi₃O₈), मस्कोभाइट (KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂) र सिल्भाइट (KCl) जस्ता खनिजमा पाइन्छ। बिरुवाले जराबाट माटोको K⁺ सोस्छन्; काठ जल्दा पोटासियम खरानीमा पोटासियम कार्बोनेट (K₂CO₃) का रूपमा रहन्छ।

कडा काठ छान्नुहोस्: ओक (फलाँट), बिच, एल्म, मेपल वा ऐश। युरोप र औपनिवेशिक अमेरिकामा कडा काठ नै पोटासका परम्परागत काठ थिए; सल्ला, स्प्रुस र फर जस्ता नरम काठले कम खरानी छोड्छन्। खरानीमा क्षारको मात्रा रूखको प्रजाति, बोक्रा र मसिना हाँगाको अनुपात, र रूख उम्रेको माटोअनुसार धेरै फरक पर्छ, त्यसैले कुनै एक अङ्कमा सावधानीपूर्वक भर पर्नुहोस् र आफ्नो खरानीलाई चरण ११ र १२ का परीक्षणले जाँच्नुहोस्।

काठ राम्ररी सुकेको हुनुपर्छ (कम्तीमा ६ महिना हावामा सुकाइएको)। काँचो काठले ओस उडाउन ऊर्जा खेर फाल्छ र पूरा जल्दैन, जसले प्रभावकारी निक्षालनका लागि चाहिने फिक्का खरानीको सट्टा कोइला मिसिएको खैरो खरानी छोड्छ।

आगो छोपिएको अग्निकुण्डमा बाल्नुहोस् — वर्षाले घुलनशील पोटासियमलाई तपाईंले जम्मा गर्नुअघि नै बगाइदिन्छ। कडा काठलाई तातो, हावा राम्ररी चल्ने आगोमा जलाउनुहोस्। काठ बिस्तारै थप्नुहोस्, हरेक खेपलाई पूरा जल्न दिएर मात्र अर्को थप्नुहोस्। राम्रो हावा भएको तातो आगोले सेतो वा फिक्का खैरो खरानी दिन्छ; धुवाँउँदो आगोले नजलेको कार्बनले भरिएको कालो खरानी दिन्छ, जुन कम काम लाग्छ।

पर्याप्त मात्रामा खरानी जम्मा नहुन्जेल जलाइरहनुहोस् — उल्लेखनीय उपजका लागि कम्तीमा २०-३० लिटर। आगोलाई पूरा जलेर खरानी हुन दिनुहोस्; पूरा नजलेका कोइलाका ठूला टुक्रा झिक्नुहोस्। काठले आफ्नो तौलको सानो अंश मात्र खरानीका रूपमा छोड्छ, त्यसैले यति मात्राका लागि धेरै दाउरा चाहिन्छ — एक साँझको आगोभन्दा धेरै बढी; धेरै मेकरहरू पूरै मौसमभर चुलो वा अग्निकुण्डको खरानी जम्मा गर्छन्।

खरानीलाई कम्तीमा २४ घण्टा चिसो हुन दिनुहोस्, र सार्नुअघि चलाएर भुङ्ग्रो खोज्नुहोस्: खरानीले धेरै दिनसम्म जीवित भुङ्ग्रो लुकाउन सक्छ। तातो खरानीले गम्भीर पोलाइ गराउन, प्लास्टिक पगाल्न र आगलागी गराउन सक्छ। छुँदा चिसो भएपछि धातुको बेल्चा वा डाडुले सुक्खा धातुको बाल्टिनमा भर्नुहोस्। खरानीलाई सुक्खा राख्नुहोस् — जम्मा गर्नुअघि वर्षाले खरानीको थुप्रो भिजायो भने घुलनशील K₂CO₃ को ठूलो भाग जमिनमा रसाएर हराउँछ।

चिसो खरानीलाई मोटो चाल्नी (५-१० मिमीका प्वाल) बाट पठाउनुहोस् ताकि मसिनो खरानी कोइलाका टुक्रा, किला, ढुङ्गा र नजलेका काठका टुक्राबाट छुट्टियोस्। तल झर्ने मसिनो सेतो वा फिक्का खैरो धुलो नै तपाईंको पोटासले भरिपूर्ण कच्चा पदार्थ हो। चाल्नीमा अड्किएका कोइलाका टुक्रा अन्य काम (इन्धन, पानी छान्न, माटो सुधार्न) का लागि राख्न सकिन्छ, तर तिनमा निकाल्न सकिने पोटासियम निकै कम हुन्छ।

पिँधनजिक प्वाल पारिएको काठको पिपा वा ठूलो बाल्टिन प्रयोग गर्नुहोस्। पिपाको पिँधमा परालको वा सुकेको घाँसको बाक्लो तह (५-८ सेमी) राख्नुहोस् — यसले फिल्टरको काम गर्छ ताकि मसिनो खरानीले निकासको प्वाल नथुनोस् र क्षार-पानीमा नजाओस्। पराल सफा र सुक्खा हुनुपर्छ। प्वालमुनि सङ्कलन बाल्टिन अट्ने गरी पिपालाई अग्लो ठाउँ (ढुङ्गा, इँटा वा काठको स्ट्यान्ड) मा राख्नुहोस्।

काठका पिपा परम्परागत हुन्; क्षार-पानीले एल्मुनियम, जस्ता र टिनलाई क्षति गर्छ, जबकि फलाम र स्टेनलेस स्टिलले यसलाई सहन्छन्। प्लास्टिकको बाल्टिन प्रयोग गर्नुहुन्छ भने त्यो HDPE (पुनःप्रयोग कोड २) को हो भनी निश्चित गर्नुहोस्, जसले क्षारीय घोल सहन्छ।

पिपालाई चालिएको सेतो खरानीले तहतह गरी थिच्दै भर्नुहोस्। हरेक तहलाई हल्का थिच्नुहोस् — धेरै खुकुलो भए पानी नालीबाट बग्छ र धेरै K₂CO₃ घोल्दैन; धेरै कसिलो भए पानी पटक्कै रसाउँदैन। पिपालाई किनाराभन्दा १० सेमी तलसम्म भर्नुहोस्, माथिबाट हाल्ने पानीका लागि ठाउँ छोड्नुहोस्। २५-३० लिटर सुक्खा खरानी भएको पिपा कामका लागि राम्रो मात्रा हो।

थिचिएको खरानीमाथि बिस्तारै मृदु (कम लवण भएको) पानी खन्याउनुहोस्। वर्षाको पानी सबैभन्दा राम्रो हो: यसमा घुलेको क्याल्सियम वा म्याग्नेसियम झन्डै हुँदैन, जसले कार्बोनेटसँग प्रतिक्रिया गरेर पाप्रोजस्तो थिग्रिन्थ्यो। पानी खरानीबाट तलतिर रसाउँदै घुलनशील पोटासियम कार्बोनेट (K₂CO₃) र केही कम मात्रामा पोटासियम सल्फेट (K₂SO₄) र पोटासियम क्लोराइड (KCl) घोल्छ। यस प्रक्रियालाई निक्षालन (lixiviation) भनिन्छ।

थोरै-थोरै खन्याउनुहोस् र सोस्न दिनुहोस्। धेरै छिटो खन्याउनुभयो भने पानी पर्याप्त खरानी नछोई नालीबाट बग्छ। तल चुहिने तरल क्षार-पानी (पोटासको घोल) हो, जुन घुलेका जैविक यौगिकका कारण खैरो हुन्छ।

पिपाबाट निस्कने खैरो तरल तपाईंको कच्चा क्षार-पानी हो — पानीमा पोटासियम कार्बोनेटको क्षारीय घोल। यसलाई सफा बाल्टिनमा जम्मा गर्नुहोस् (काठ, HDPE प्लास्टिक वा फलामको — एल्मुनियम, जस्ता वा टिनको कहिल्यै होइन, जसलाई क्षार-पानीले क्षति गर्छ)। पहिलो धार सबैभन्दा कडा हुन्छ; पछि खन्याएको पानीले क्रमशः कमजोर क्षार-पानी दिन्छ, किनकि खरानीको घुलनशील पोटासियम सकिँदै जान्छ।

सुरक्षा: क्षार-पानीसँग काम गर्दा आँखाको सुरक्षा र पन्जा लगाउनुहोस्। पोटासको क्षार-पानी तीव्र क्षारीय हुन्छ (प्रायः pH ११-१३) र छाला तथा आँखामा रासायनिक पोलाइ गराउँछ। छाला वा आँखामा छिटा पर्‍यो भने तुरुन्तै कम्तीमा १५ मिनेट प्रशस्त सफा बगिरहेको पानीले धुनुहोस्, र आँखामा परेको भए डाक्टरकहाँ जानुहोस्। आँखामा सिर्का वा अन्य अम्ल नहाल्नुहोस्; सफा पानीको एक बाल्टिन नजिकै राख्नुहोस्।

जम्मा गरेको क्षार-पानीलाई उही खरानीको पिपाबाट दोस्रो र तेस्रो पटक पठाउनुहोस्। हरेक पटक पठाउँदा थप K₂CO₃ घुल्छ र सान्द्रता बढ्छ। वा पहिलो पिपाको क्षार-पानीलाई ताजा खरानी भएको दोस्रो पिपाबाट पठाउनुहोस्। पहिलेका पोटास बनाउनेहरूले प्रायः पिपाका भर्‍याङजस्ता लहर चलाउँथे र क्षार-पानीलाई उमाल्नुअघि झन्-झन् ताजा खरानीबाट पठाएर कडा बनाउँथे — यसले इन्धन बचाउँथ्यो, किनकि उमाल्ने काम पहिल्यै कडा भएको क्षार-पानीबाट सुरु हुन्थ्यो।

एउटा प्वाँखको टुप्पो क्षार-पानीमा डुबाउनुहोस्। यो साबुन बनाउनेहरूको परम्परागत परीक्षण हो: साबुन बनाउन पुग्ने कडा क्षार-पानीले प्वाँखका रेसा स्पष्ट रूपमा गलाउँछ, किनकि केराटिन तीव्र क्षारमा टुट्छ। यो मोटामोटी र गुणात्मक परीक्षण हो — क्षार-पानी कडा छ कि छैन भन्छ, कति कडा भन्दैन। प्वाँखमा केही परिवर्तन भएन भने क्षार-पानी धेरै कमजोर छ र उमाल्ने चरणअघि फेरि ताजा खरानीबाट पठाउनु वा अलिकति वाष्पीकरण गर्नुपर्छ।

एउटा ताजा सफा अन्डा बिस्तारै क्षार-पानीमा राख्नुहोस्। यो पनि परम्परागत परीक्षण हो: क्षार-पानी पर्याप्त घना भएपछि अन्डा तैरिन्छ र यसको बोक्राको सिक्का जत्रो भाग सतहमाथि देखिन्छ। अन्डा डुब्यो भने क्षार-पानीलाई अझ गाढा बनाउनुपर्छ — थप खरानीबाट पठाउनुहोस् वा आयतन घटाउन प्रारम्भिक वाष्पीकरण सुरु गर्नुहोस्। अन्डाको घनत्व पुरानो हुँदै जाँदा बदलिन्छ, त्यसैले ताजा अन्डा प्रयोग गर्नुहोस् र नतिजालाई सङ्केत मान्नुहोस्।

गाढा क्षार-पानीलाई ढलौटे फलाम (कास्ट आइरन) को ठूलो भाँडो वा कराहीमा सार्नुहोस्। फलामले पोटासको क्षार-पानी सहन्छ, जबकि एल्मुनियम यसमा छिटो घुल्छ र जस्ता तथा टिन खिइन्छन्, त्यसैले फलाम प्रयोग गर्नुहोस्। फलामका ठूला पोटास कराहीहरू अठारौँ र उन्नाइसौँ शताब्दीको पोटास व्यापारका मानक भाँडा थिए। भाँडाले नै हामीलाई यो शब्द दियो: "pot-ash" यस वाष्पीकरणपछि भाँडामा बाँकी रहने खरानीजस्तो अवशेष हो।

फलामको भाँडोलाई स्थिर आगोमा राखेर क्षार-पानीलाई जोडले उमाल्नुहोस्। आगो एकनास राख्नुहोस् — धेरै चर्को भए क्षार-पानी खतरनाक ढङ्गले छिट्टिन्छ; धेरै मन्द भए वाष्पीकरणमा अत्यधिक समय लाग्छ। पानी उड्दै जाँदा क्षार-पानी गाढा र बाक्लो हुँदै जान्छ। आयतन घट्दै जाँदा भण्डारबाट थप क्षार-पानी हाल्नुहोस् र भाँडोलाई करिब आधा भरिएको राख्नुहोस्। ठूलो खेपका लागि यसमा धेरै घण्टा लगातार उमाल्नुपर्छ।

सुरक्षा: उम्लिरहेको क्षार-पानी छिट्टिन्छ, र यसका छिटा र कुहिरो दाहक हुन्छन्। बाहिर वा धेरै हावा चल्ने ठाउँमा काम गर्नुहोस्। आँखाको सुरक्षा र बाक्ला पन्जा लगाउनुहोस्। उम्लिरहेको क्षार-पानीको भाँडोलाई कहिल्यै निगरानीविना नछोड्नुहोस्।

पानी उड्दै जाँदा तरल बाक्लिएर गाढा खैरो, चासनीजस्तो लेदोमा बदलिन्छ। नडढोस् भनेर आगो मन्द गर्नुहोस्। बेलाबेला फलामको लामो डन्डी वा काठको पतवारले चलाउनुहोस् (पतवार बिस्तारै डढ्छ तर केही बेर काम दिन्छ)। लेदो यति बाक्लो भएपछि कि त्यसबाट तानिएको चम्चाले बिस्तारै भरिने धर्सो छोड्छ, वाष्पीकरण झन्डै सकिएको हुन्छ। यस चरणमा लेदो कच्चा "कालो नुन" हो — जैविक अवशेष, पोटासियम सल्फेट र खरानीका अन्य खनिजसँग K₂CO₃ को मिश्रण।

बाक्लो लेदोलाई फलामको कम गहिरो भाँडामा सार्नुहोस् वा फलामको समतल सतहमा फिँजाउनुहोस्। यसलाई चर्को आगोमा मधुरो रातो चम्किने (करिब ६००-७०० °C) नहुन्जेल तताउनुहोस्। कच्चा नुनलाई गाढा रङ दिने जैविक यौगिकहरू कार्बन डाइअक्साइड र पानीको बाफ बनेर जल्छन्, र खैरो-सेतो कच्चा पोटास बाँकी रहन्छ। ऐतिहासिक रूपमा कराहीमा पगालिएको कालो नुन पोटासका रूपमा बिक्थ्यो, जबकि जैविक पदार्थ जलाउन भट्टीमा पकाइएको कालो नुन अझ सेतो निस्किन्थ्यो र पर्ल एसका रूपमा बिक्थ्यो। तापक्रम एकनास होस् भनेर बेलाबेला चलाउनुहोस्। चम्किलो रातो तापभन्दा तल रहनुहोस्: पोटासियम कार्बोनेट करिब ८९० °C मा पग्लिन्छ, र नुनहरू पग्लिएर एउटा कडा डल्लो बन्छन् जसलाई सम्हाल्न गाह्रो हुन्छ।

भाँडालाई आगोबाट हटाउनुहोस् र पोटासलाई पूरा चिसो हुन दिनुहोस् — शान्त हावामा केही घण्टा। नतिजा कच्चा पोटास हो: पोटासियम सल्फेट (K₂SO₄), पोटासियम क्लोराइड (KCl), सिलिका र सूक्ष्म खनिजजस्ता अशुद्धि भएको पोटासियम कार्बोनेट (K₂CO₃) को खैरो-सेतो धुलो। यो कच्चा पोटास थप शुद्ध नगरी मल, सिसा बनाउने गालक र साबुन बनाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसलाई बन्द, सुक्खा भाँडामा राख्नुहोस् — K₂CO₃ आर्द्रताग्राही हो र हावाबाट ओस तानेर भिजेको टाँसिने थुप्रो बन्छ।

अझ सेतो र शुद्ध पोटासियम कार्बोनेटका लागि कच्चा पोटासलाई तातो पानीमा घोल्नुहोस्, अनि मसिनो कपडाले छानेर अघुलनशील अशुद्धि (सिलिका, क्याल्सियम कार्बोनेट, आइरन अक्साइड) हटाउनुहोस्। छानिएको तरलमा अझै अन्य घुलनशील नुन, मुख्यतः पोटासियम सल्फेट र पोटासियम क्लोराइड, हुन्छन्, त्यसैले यो बढी शुद्ध छ तर शुद्ध K₂CO₃ होइन। घोललाई फलामको भाँडामा बिस्तारै नसुकुन्जेल वाष्पीकरण गर्नुहोस्। प्राप्त सेतो धुलो अठारौँ शताब्दीको व्यापारको पर्ल एसको नजिक हो: शुद्ध पारिएको पोटासियम कार्बोनेट जुन राम्रो सिसा, बेकिङमा फुलाउने पदार्थका रूपमा (बेकिङ सोडाभन्दा पहिले) र रसायनमा प्रयोग हुन्थ्यो। पर्ल एस कच्चा पोटासभन्दा महँगो बिक्थ्यो।

पोटास प्रारम्भिक प्रविधिका लगभग हरेक शाखासँग जोडिएको छ। साबुन: पोटासको क्षार-पानी बोसोसँग उमाल्दा नरम साबुन बन्छ; साबुन बनाउनेहरूले प्रायः क्षार-पानीमा बुझाइएको चुना मिसाउँथे ताकि कार्बोनेटको केही भाग अझ दाहक पोटासियम हाइड्रोक्साइडमा बदलियोस्। कडा साबुन भने बिरुवाको खरानीको सोडाबाट बनाइन्थ्यो। सिसा: पोटासले गालकको काम गर्छ, जसले सिसालाई शुद्ध सिलिकाको पग्लने बिन्दु (करिब १७०० °C) भन्दा निकै कम तापमा पगाल्न दिन्छ। उत्तरी युरोपको "वन-सिसा" (Waldglas) ले काठको खरानीको पोटास प्रयोग गर्थ्यो; भूमध्यसागरीय सिसाले सोडा (Na₂CO₃) प्रयोग गर्थ्यो, प्राचीन कालमा नेट्रनबाट र पछि नुन सहने तटीय बिरुवाको खरानीबाट। बारुद: सोरा (KNO₃) सोराका ड्याङबाट आउँथ्यो, जहाँ कुहिँदै गरेको जैविक पदार्थ र माटोका ब्याक्टेरियाले नाइट्रेट, प्रायः क्याल्सियम नाइट्रेट, बनाउँथे। ड्याङबाट निक्षालित नाइट्रेटयुक्त पानीलाई त्यसपछि काठको खरानीबाट पठाइन्थ्यो वा पोटाससँग मिसाइन्थ्यो, जसले क्याल्सियम नाइट्रेटलाई पोटासियम नाइट्रेटमा बदल्थ्यो र क्याल्सियमलाई कार्बोनेटका रूपमा थिग्र्याउँथ्यो। खेती: पोटासियम N-P-K मल प्रणालीका तीन प्रमुख पोषक तत्त्वमध्ये एक हो। किसानको खेतको हरेक आगोले कारण कसैले बुझ्नुभन्दा धेरै अघिदेखि माटोलाई पोटासियम फर्काइरहेको थियो।

अरबी नाम "अल-क़ली" देखि १८०७ मा हम्फ्री डेभीको खुसीसम्म, पोटासियमको कथा रसायनको इतिहास हुँदै अघि बढ्छ — हजारौँ वर्षदेखि चिनिएको उपयोगी पदार्थ, जसलाई धातुका रूपमा दुई शताब्दीभन्दा अलिकति मात्र अघि छुट्याइयो।