धातु पैटर्न भाग 3 - बाकि सब कुछ
लिथियम के बाद, जो आधुनिक अर्थव्यवस्था में तेजी से उपयोग किया जाता है, और सोडियम और पोटेशियम, जो उद्योग और जीवित दुनिया में सबसे महत्वपूर्ण तत्वों में से हैं, शेष क्षारीय तत्वों का समय आ गया है। हमसे पहले रूबिडियम, सीज़ियम और फ्रैंक हैं।
अंतिम तीन तत्व एक-दूसरे से बहुत मिलते-जुलते हैं, और साथ ही पोटेशियम के साथ समान गुण होते हैं और इसके साथ मिलकर पोटेशियम नामक एक उपसमूह बनाते हैं। चूंकि आप निश्चित रूप से रूबिडियम और सीज़ियम के साथ कोई प्रयोग नहीं कर पाएंगे, इसलिए आपको इस जानकारी से संतुष्ट होना चाहिए कि वे पोटेशियम की तरह प्रतिक्रिया करते हैं और उनके यौगिकों में इसके यौगिकों के समान घुलनशीलता है।
1. स्पेक्ट्रोस्कोपी के जनक: बाईं ओर रॉबर्ट विल्हेम बन्सन (1811-99), दाईं ओर गुस्ताव रॉबर्ट किरचॉफ (1824-87)
स्पेक्ट्रोस्कोपी में प्रारंभिक प्रगति
कुछ तत्वों के यौगिकों के साथ लौ को रंगने की घटना ज्ञात थी और पटाखों के निर्माण में उपयोग की जाती थी, इससे पहले कि वे मुक्त अवस्था में छोड़े जाते। उन्नीसवीं शताब्दी की शुरुआत में, वैज्ञानिकों ने वर्णक्रमीय रेखाओं का अध्ययन किया जो सूर्य के प्रकाश में दिखाई देती हैं और गर्म रासायनिक यौगिकों द्वारा उत्सर्जित होती हैं। 1859 में, दो जर्मन भौतिक विज्ञानी - रॉबर्ट बन्सेन i गुस्ताव किरचॉफ - उत्सर्जित प्रकाश (1) के परीक्षण के लिए एक उपकरण बनाया। पहले स्पेक्ट्रोस्कोप का एक सरल डिजाइन था: इसमें एक प्रिज्म शामिल था जो प्रकाश को वर्णक्रमीय रेखाओं में अलग करता था और लेंस के साथ ऐपिस उनके अवलोकन के लिए (2)। रासायनिक विश्लेषण के लिए स्पेक्ट्रोस्कोप की उपयोगिता तुरंत देखी गई: पदार्थ लौ के उच्च तापमान पर परमाणुओं में टूट जाता है, और ये उत्सर्जित रेखाएं केवल स्वयं की विशेषता होती हैं।
2. जी. किरचॉफ स्पेक्ट्रोस्कोप
3. धात्विक सीज़ियम (http://images-of-elements.com)
बन्सन और किरचॉफ ने अपना शोध शुरू किया और एक साल बाद उन्होंने दुर्खीम में एक झरने से 44 टन खनिज पानी का वाष्पीकरण किया। तलछट स्पेक्ट्रम में रेखाएं दिखाई दीं, जिन्हें उस समय ज्ञात किसी भी तत्व के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता था। बन्सन (वह एक रसायनज्ञ भी थे) ने तलछट से एक नए तत्व के क्लोराइड को अलग किया, और उसमें निहित धातु को नाम दिया। सीईजेड इसके स्पेक्ट्रम में मजबूत नीली रेखाओं के आधार पर (लैटिन = नीला) (3)।
कुछ महीने बाद, पहले से ही 1861 में, वैज्ञानिकों ने नमक जमा के स्पेक्ट्रम की अधिक विस्तार से जांच की और इसमें एक और तत्व की उपस्थिति की खोज की। वे इसके क्लोराइड को अलग करने और इसके परमाणु द्रव्यमान को निर्धारित करने में सक्षम थे। चूंकि स्पेक्ट्रम में लाल रेखाएं स्पष्ट रूप से दिखाई दे रही थीं, इसलिए नई लिथियम धातु का नाम रखा गया रूबिडी (लैटिन से = गहरा लाल) (4)। वर्णक्रमीय विश्लेषण के माध्यम से दो तत्वों की खोज ने रसायनज्ञों और भौतिकविदों को आश्वस्त किया। बाद के वर्षों में, स्पेक्ट्रोस्कोपी मुख्य शोध उपकरणों में से एक बन गया, और खोजों ने कॉर्नुकोपिया की तरह बारिश की।
4. धातु रूबिडियम (http://images-of-elements.com)
माणिक यह अपने खनिजों का निर्माण नहीं करता है, और सीज़ियम केवल एक (5) है। दोनों तत्व। पृथ्वी की सतह परत में 0,029% रूबिडियम (तात्विक बहुतायत की सूची में 17 वां स्थान) और 0,0007% सीज़ियम (39 वां स्थान) है। वे जैव तत्व नहीं हैं, लेकिन कुछ पौधे चुनिंदा रूप से रूबिडियम को स्टोर करते हैं, जैसे तंबाकू और चुकंदर। भौतिक-रासायनिक दृष्टिकोण से, दोनों धातुएं "स्टेरॉयड पर पोटेशियम" हैं: यहां तक कि नरम और फ्यूसिबल, और इससे भी अधिक प्रतिक्रियाशील (उदाहरण के लिए, वे हवा में अनायास प्रज्वलित होते हैं, और यहां तक कि एक विस्फोट के साथ पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं)।
के माध्यम से यह सबसे "धात्विक" तत्व है (रासायनिक में, शब्द के बोलचाल के अर्थ में नहीं)। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, उनके यौगिकों के गुण भी समान पोटेशियम यौगिकों के समान हैं।
5 पोलुसाइट एकमात्र सीज़ियम खनिज (USGS) है
धात्विक रूबिडियम और सीज़ियम निर्वात में मैग्नीशियम या कैल्शियम के साथ उनके यौगिकों को कम करके प्राप्त किया जाता है। चूंकि उन्हें केवल कुछ प्रकार के फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है (घटना प्रकाश आसानी से उनकी सतहों से इलेक्ट्रॉनों को उत्सर्जित करता है), रूबिडियम और सीज़ियम का वार्षिक उत्पादन सैकड़ों किलोग्राम के क्रम में होता है। उनके यौगिकों का भी व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।
पोटेशियम के साथ के रूप में, रूबिडियम के समस्थानिकों में से एक रेडियोधर्मी है. Rb-87 का आधा जीवन 50 अरब वर्ष है, इसलिए विकिरण बहुत कम है। इस आइसोटोप का उपयोग चट्टानों को डेट करने के लिए किया जाता है। सीज़ियम में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले रेडियोधर्मी समस्थानिक नहीं होते हैं, लेकिन सीएस 137 परमाणु रिएक्टरों में यूरेनियम के विखंडन उत्पादों में से एक है। इसे खर्च किए गए ईंधन की छड़ से अलग किया जाता है क्योंकि इस आइसोटोप का उपयोग जी-विकिरण के स्रोत के रूप में किया जाता था, उदाहरण के लिए, कैंसर के ट्यूमर को नष्ट करने के लिए।
फ्रांस के सम्मान में
6. फ्रांसीसी भाषा के खोजकर्ता - मारगुएराइट पेरे (1909-75)
मेंडेलीव ने पहले ही सीज़ियम से भारी लिथियम धातु के अस्तित्व का अनुमान लगा लिया था और इसे एक कार्यशील नाम दिया था। रसायनज्ञों ने अन्य लिथियम खनिजों में इसकी तलाश की है, क्योंकि उनके रिश्तेदार की तरह, यह वहां होना चाहिए। कई बार ऐसा लगता था कि यह खोज लिया गया था, हालांकि काल्पनिक रूप से, लेकिन कभी भी भौतिक नहीं हुआ।
87 की शुरुआत में, यह स्पष्ट हो गया कि तत्व 1914 रेडियोधर्मी था। 227 में, ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी खोज के करीब थे। एस. मेयर, डब्ल्यू. हेस, और एफ. पैनेट ने एक्टिनियम-89 (अधिक मात्रा में स्रावित बीटा कणों के अतिरिक्त) से कमजोर अल्फा विकिरण देखा। चूंकि एक्टिनियम की परमाणु संख्या 87 है, और एक अल्फा कण का उत्सर्जन आवर्त सारणी में दो स्थानों पर तत्व की "कमी" के कारण होता है, परमाणु संख्या 223 और द्रव्यमान संख्या XNUMX के साथ समस्थानिक होना चाहिए था, हालांकि, समान ऊर्जा के अल्फा कण (हवा में कणों की श्रेणी आनुपातिक रूप से उनकी ऊर्जा को मापा जाता है) भी प्रोटैक्टीनियम का एक आइसोटोप भेजता है, अन्य वैज्ञानिकों ने दवा के संदूषण का सुझाव दिया है।
जल्द ही युद्ध छिड़ गया और सब कुछ भुला दिया गया। 30 के दशक में, कण त्वरक डिजाइन किए गए थे और पहले कृत्रिम तत्व प्राप्त किए गए थे, जैसे कि परमाणु संख्या 85 के साथ लंबे समय से प्रतीक्षित एस्टैटियम। तत्व 87 के मामले में, उस समय की तकनीक के स्तर ने आवश्यक मात्रा में प्राप्त करने की अनुमति नहीं दी थी संश्लेषण के लिए सामग्री। फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी अप्रत्याशित रूप से सफल हुए मार्गुराइट पेरे, मारिया स्कोलोडोस्का-क्यूरी (6) की छात्रा। उसने, एक चौथाई सदी पहले ऑस्ट्रियाई लोगों की तरह, एक्टिनियम -227 के क्षय का अध्ययन किया। तकनीकी प्रगति ने एक शुद्ध तैयारी प्राप्त करना संभव बना दिया, और इस बार किसी को कोई संदेह नहीं था कि आखिरकार इसकी पहचान हो गई है। अन्वेषक ने उसका नाम रखा फ्रेंच अपनी मातृभूमि के सम्मान में। तत्व 87 खनिजों में खोजा जाने वाला अंतिम था, बाद के लोगों को कृत्रिम रूप से प्राप्त किया गया था।
Frans यह कम दक्षता वाली प्रक्रिया में, रेडियोधर्मी श्रृंखला की पार्श्व शाखा में बनता है और, इसके अलावा, बहुत अल्पकालिक होता है। श्रीमती पेरे द्वारा खोजे गए सबसे मजबूत आइसोटोप, Fr-223, का आधा जीवन केवल 20 मिनट से अधिक है (अर्थात मूल राशि का केवल 1/8 एक घंटे के बाद रहता है)। यह गणना की गई है कि पूरे ग्लोब में केवल 30 ग्राम फ़्रैंक होता है (क्षयकारी आइसोटोप और नवगठित आइसोटोप के बीच एक संतुलन स्थापित होता है)।
यद्यपि फ्रैंक यौगिकों का दृश्य भाग प्राप्त नहीं किया गया था, इसके गुणों का अध्ययन किया गया था, और यह पाया गया कि यह क्षारीय समूह से संबंधित है। उदाहरण के लिए, जब फ्रैंक और पोटेशियम आयनों वाले घोल में परक्लोरेट मिलाया जाता है, तो अवक्षेप रेडियोधर्मी होगा, न कि घोल। यह व्यवहार साबित करता है कि FrClO4 थोड़ा घुलनशील (KClO . के साथ अवक्षेपित)4), और फ्रैंशियम के गुण पोटेशियम के समान हैं।
फ्रांस, वह कैसा होगा ...
... अगर मुझे इसका एक नमूना नग्न आंखों से दिखाई दे सकता है? बेशक, मोम की तरह नरम, और शायद एक सुनहरे रंग के साथ (इसके ऊपर का सीज़ियम बहुत नरम और पीले रंग का होता है)। यह 20-25 डिग्री सेल्सियस पर पिघल जाएगा और लगभग 650 डिग्री सेल्सियस (पिछले एपिसोड के आंकड़ों के आधार पर अनुमान) वाष्पीकृत हो जाएगा। इसके अलावा, यह बहुत रासायनिक रूप से सक्रिय होगा। इसलिए, इसे ऑक्सीजन और नमी तक पहुंच के बिना और एक कंटेनर में संग्रहीत किया जाना चाहिए जो विकिरण से बचाता है। प्रयोगों के साथ जल्दी करना आवश्यक होगा, क्योंकि कुछ घंटों में व्यावहारिक रूप से कोई फ्रांसीसी नहीं बचा होगा।
मानद लिथियम
पिछले साल के हलोजन चक्र से छद्म-हैलोजन याद रखें? ये ऐसे आयन हैं जो आयनों की तरह व्यवहार करते हैं जैसे Cl- या नहीं-. इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, साइनाइड्स CN- और एससीएन मोल्स-, समूह 17 आयनों के समान घुलनशीलता वाले लवण बनाते हैं।
लिथुआनियाई लोगों का एक अनुयायी भी है, जो अमोनियम आयन NH है। 4 + - पानी में अमोनिया के विघटन का एक उत्पाद (समाधान क्षारीय है, हालांकि क्षार धातु हाइड्रॉक्साइड्स की तुलना में कमजोर है) और एसिड के साथ इसकी प्रतिक्रिया। आयन समान रूप से भारी क्षार धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है, और इसका निकटतम संबंध पोटेशियम से है, उदाहरण के लिए, यह आकार में पोटेशियम केशन के समान है और अक्सर अपने प्राकृतिक यौगिकों में K+ को प्रतिस्थापित करता है। लवण और हाइड्रॉक्साइड के जलीय विलयनों के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त होने के लिए लिथियम धातुएं बहुत प्रतिक्रियाशील हैं। पारा इलेक्ट्रोड का उपयोग करके पारा (अमलगम) में एक धातु समाधान प्राप्त किया जाता है। अमोनियम आयन क्षार धातुओं के समान है कि यह अमलगम भी बनाता है।
एल के विश्लेषण के व्यवस्थित पाठ्यक्रम में।मैग्नीशियम आयन सामग्री खोजे जाने वाले अंतिम हैं। इसका कारण उनके क्लोराइड, सल्फेट्स और सल्फाइड की अच्छी घुलनशीलता है, जिसका अर्थ है कि वे नमूने में भारी धातुओं की उपस्थिति का निर्धारण करने के लिए पहले से जोड़े गए अभिकर्मकों की कार्रवाई के तहत अवक्षेपित नहीं होते हैं। यद्यपि अमोनियम लवण भी अत्यधिक घुलनशील होते हैं, वे विश्लेषण की शुरुआत में ही पाए जाते हैं, क्योंकि वे समाधान के ताप और वाष्पीकरण का सामना नहीं करते हैं (वे अमोनिया की रिहाई के साथ काफी आसानी से विघटित हो जाते हैं)। प्रक्रिया शायद सभी के लिए जानी जाती है: नमूने में एक मजबूत आधार (NaOH या KOH) का घोल मिलाया जाता है, जिससे अमोनिया निकलता है।
सैम अमोनिया इसका पता गंध से या परखनली की गर्दन पर पानी से सिक्त कागज के एक सार्वभौमिक टुकड़े को लगाने से लगाया जाता है। एनएच गैस3 पानी में घुल जाता है और घोल को क्षारीय बनाता है और कागज को नीला कर देता है।
7. अमोनियम आयनों का पता लगाना: बाईं ओर, जारी अमोनिया की क्रिया के तहत परीक्षण पट्टी नीली हो जाती है, दाईं ओर, नेस्लर परीक्षण का एक सकारात्मक परिणाम
गंध की मदद से अमोनिया का पता लगाते समय, आपको प्रयोगशाला में नाक के उपयोग के नियमों को याद रखना चाहिए। इसलिए, प्रतिक्रिया पोत पर झुकें नहीं, अपने हाथ के पंखे की गति के साथ वाष्पों को अपनी ओर निर्देशित करें और हवा को "पूर्ण छाती" में न लें, बल्कि यौगिक की सुगंध को अपनी नाक तक पहुंचने दें।
अमोनियम लवण की घुलनशीलता समान पोटेशियम यौगिकों के समान होती है, इसलिए अमोनियम परक्लोरेट NH तैयार करना आकर्षक हो सकता है।4क्लोरीन मोनोऑक्साइड4 और कोबाल्ट के साथ एक जटिल यौगिक (विवरण के लिए, पिछला एपिसोड देखें)। हालांकि, प्रस्तुत तरीके एक नमूने में अमोनिया और अमोनियम आयनों की बहुत कम मात्रा का पता लगाने के लिए उपयुक्त नहीं हैं। प्रयोगशालाओं में, इस उद्देश्य के लिए नेस्लर के अभिकर्मक का उपयोग किया जाता है, जो NH के निशान की उपस्थिति में भी अवक्षेपित या रंग बदलता है3 (7).
हालांकि, मैं घर पर उपयुक्त परीक्षण करने के खिलाफ दृढ़ता से सलाह देता हूं, क्योंकि जहरीले पारा यौगिकों का उपयोग करना आवश्यक है।
तब तक प्रतीक्षा करें जब तक कि आप किसी सलाहकार की पेशेवर देखरेख में किसी पेशेवर प्रयोगशाला में न हों। रसायन विज्ञान आकर्षक है, लेकिन - जो इसे नहीं जानते या लापरवाह हैं - उनके लिए यह खतरनाक हो सकता है।
इन्हें भी देखें:
