धातु ढाँचा भाग 3 - अरू सबै

लिथियम पछि, जुन आधुनिक अर्थतन्त्रमा बढ्दो रूपमा प्रयोग भइरहेको छ, र सोडियम र पोटासियम, जुन उद्योग र जीवित संसारमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण तत्वहरू हुन्, बाँकी क्षारीय तत्वहरूको लागि समय आएको छ। हाम्रो अगाडि रुबिडियम, सिजियम र फ्रान्क छ।

अन्तिम तीन तत्वहरू एकअर्कासँग धेरै मिल्दोजुल्दो छन्, र एकै समयमा पोटासियमसँग समान गुणहरू छन् र यो सँगसँगै पोटासियम भनिने उपसमूह बनाउँछ। तपाईंले रुबिडियम र सिजियमसँग कुनै पनि प्रयोगहरू गर्न सक्नुहुने छैन, त्यसैले तपाईंले पोटासियम जस्तै प्रतिक्रिया गर्ने र तिनीहरूका यौगिकहरूमा यसको यौगिकहरू जस्तै घुलनशीलता छ भन्ने जानकारीमा आफूलाई सन्तुष्ट हुनुपर्छ।

1. स्पेक्ट्रोस्कोपीका पिता: रोबर्ट विल्हेम बुन्सेन (1811-99) बाँयामा, गुस्ताभ रोबर्ट किर्चोफ (1824-87) दायाँमा

स्पेक्ट्रोस्कोपीमा प्रारम्भिक प्रगति

केही तत्वहरूको यौगिकहरूको साथ ज्वालालाई रंग दिने घटनालाई स्वतन्त्र राज्यमा जारी गर्नु अघि आतिशबाजीको निर्माणमा ज्ञात र प्रयोग गरिएको थियो। उन्नाइसौं शताब्दीको सुरुमा, वैज्ञानिकहरूले सूर्यको प्रकाशमा देखा पर्ने वर्णक्रम रेखाहरू र तातो रासायनिक यौगिकहरूले उत्सर्जित गर्ने अध्ययन गरे। 1859 मा, दुई जर्मन भौतिकशास्त्री - रोबर्ट बुन्सेन i गुस्ताभ किर्चोफ - उत्सर्जित प्रकाश (1) को परीक्षण को लागी एक उपकरण बनाइयो। पहिलो स्पेक्ट्रोस्कोपको सरल डिजाइन थियो: यसमा प्रिज्म समावेश थियो जसले प्रकाशलाई वर्णक्रमीय रेखाहरूमा विभाजित गर्दछ र लेन्स संग eyepiece तिनीहरूको अवलोकनको लागि (2)। रासायनिक विश्लेषणको लागि स्पेक्ट्रोस्कोपको उपयोगिता तुरुन्तै देखियो: पदार्थ ज्वालाको उच्च तापमानमा परमाणुहरूमा टुक्रिन्छ, र यी उत्सर्जन रेखाहरू मात्र आफ्नै विशेषता हुन्।

2. स्पेक्ट्रोस्कोपमा G. Kirchhoff

3. धातु सीजियम (http://images-of-elements.com)

बुन्सेन र किर्चोफले आफ्नो अनुसन्धान सुरु गरे र एक वर्ष पछि उनीहरूले डुर्कहेमको झरनाबाट ४४ टन खनिज पानी वाष्पीकरण गरे। रेखाहरू तलछट स्पेक्ट्रममा देखा पर्‍यो जुन त्यस समयमा ज्ञात कुनै पनि तत्वलाई श्रेय दिन सकिँदैन। बुन्सेन (उनी पनि एक रसायनज्ञ थिए) ले तलछटबाट नयाँ तत्वको क्लोराइड अलग गरे र यसमा रहेको धातुलाई नाम दिए। मार्फत यसको स्पेक्ट्रममा बलियो नीलो रेखाहरूमा आधारित (ल्याटिन = निलो) (3)।

केही महिना पछि, पहिले नै 1861 मा, वैज्ञानिकहरूले थप विवरणमा नुन भण्डारको स्पेक्ट्रम जाँच गरे र यसमा अर्को तत्वको उपस्थिति पत्ता लगाए। तिनीहरूले यसको क्लोराइड अलग गर्न र यसको परमाणु द्रव्यमान निर्धारण गर्न सक्षम थिए। स्पेक्ट्रममा रातो रेखाहरू स्पष्ट रूपमा देखिने भएकोले, नयाँ लिथियम धातुको नाम राखिएको थियो रुबिड (ल्याटिनबाट = गाढा रातो) (4)। वर्णक्रमीय विश्लेषण मार्फत दुई तत्वहरूको खोजले रसायनशास्त्री र भौतिकशास्त्रीहरूलाई विश्वस्त बनायो। त्यसपछिका वर्षहरूमा, स्पेक्ट्रोस्कोपी मुख्य अनुसन्धान उपकरणहरू मध्ये एक बन्यो, र आविष्कारहरू कोर्नुकोपिया जस्तै वर्षा भयो।

४. धातु रुबिडियम (http://images-of-elements.com)

रुबिड यसले आफ्नै खनिजहरू बनाउँदैन, र सिजियम मात्र एक हो (5)। दुवै तत्व। पृथ्वीको सतह तहमा ०.०२९% रुबिडियम (तत्विक प्रचुरताको सूचीमा १७ औं स्थान) र ०.०००७% सिजियम (३९ औं स्थान) हुन्छ। तिनीहरू जैव तत्वहरू होइनन्, तर केही बिरुवाहरूले छनोट गरी रुबिडियम भण्डारण गर्छन्, जस्तै तंबाकू र चिनी बीट। भौतिक रसायनिक दृष्टिकोणबाट, दुबै धातुहरू "स्टेरोइडहरूमा पोटासियम" हुन्: नरम र फ्युजिबल, र अझ बढी प्रतिक्रियाशील (उदाहरणका लागि, तिनीहरू हावामा सहज रूपमा प्रज्वलित हुन्छन्, र विस्फोटको साथ पानीसँग प्रतिक्रिया पनि गर्दछ)।

मार्फत यो सबैभन्दा "धातु" तत्व हो (रासायनिकमा, शब्दको बोलचाल अर्थमा होइन)। माथि उल्लेख गरिए अनुसार, तिनीहरूको यौगिकहरूको गुणहरू पनि समान पोटासियम यौगिकहरू जस्तै छन्।

5 प्रदुषण एक मात्र सिजियम खनिज हो (USGS)

धातु रुबिडियम र सिजियम भ्याकुममा म्याग्नेसियम वा क्याल्सियमसँग तिनीहरूको यौगिकहरू घटाएर प्राप्त गरिन्छ। तिनीहरू केवल फोटोभोल्टिक कोशिकाहरू (घटना प्रकाशले सजिलै तिनीहरूको सतहबाट इलेक्ट्रोनहरू उत्सर्जन गर्दछ) उत्पादन गर्न आवश्यक भएकोले, रुबिडियम र सिजियमको वार्षिक उत्पादन सयौं किलोग्रामको क्रममा छ। तिनीहरूको यौगिकहरू पनि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छैन।

पोटासियम जस्तै, रुबिडियम को आइसोटोप मध्ये एक रेडियोधर्मी छ। Rb-87 को 50 बिलियन वर्षको आधा-जीवन छ, त्यसैले विकिरण धेरै कम छ। यो आइसोटोप मिति चट्टानहरूमा प्रयोग गरिन्छ। सिजियममा प्राकृतिक रूपमा हुने रेडियोएक्टिभ आइसोटोपहरू छैनन्, तर CS-137 आणविक रिएक्टरहरूमा युरेनियमको विखंडन उत्पादनहरू मध्ये एक हो। यसलाई खर्च गरिएको इन्धन रडहरूबाट अलग गरिएको छ किनभने यो आइसोटोप गामा विकिरणको स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिएको छ, उदाहरणका लागि, क्यान्सर ट्यूमरहरू नष्ट गर्न।

फ्रान्स को सम्मान मा

6. फ्रान्सेली भाषा को आविष्कारक - मार्गरेट पेरे (1909-75)

मेन्डेलिभले सिजियम भन्दा भारी लिथियम धातुको अस्तित्व पहिले नै भविष्यवाणी गरेका थिए र यसलाई काम गर्ने नाम दिए। रसायनज्ञहरूले यसलाई अन्य लिथियम खनिजहरूमा खोजेका छन् किनभने तिनीहरूको आफन्त जस्तै, यो त्यहाँ हुनुपर्छ। कयौं पटक यस्तो लाग्थ्यो कि यो पत्ता लगाइएको थियो, यद्यपि काल्पनिक रूपमा, तर कहिल्यै साकार भएन।

प्रारम्भिक 87 मा, यो स्पष्ट भयो कि तत्व 1914 रेडियोधर्मी थियो। 227 मा, अस्ट्रियाका भौतिकशास्त्रीहरू खोजको नजिक थिए। S. Meyer, W. Hess, र F. Panet ले actinium-89 बाट कमजोर अल्फा विकिरण देखे (प्रचुर मात्रामा स्रावित बीटा कणहरूको अतिरिक्त)। एक्टिनियमको आणविक संख्या ८७ भएको हुनाले, र अल्फा कणको उत्सर्जन आवधिक तालिकामा दुई ठाउँमा तत्वको "कम्ति" को कारणले गर्दा, आणविक संख्या 87 र द्रव्यमान संख्या 223 भएको आइसोटोप अल्फा कणहरू हुनुपर्छ। समान ऊर्जा, यद्यपि (हावामा कणहरूको दायरा तिनीहरूको ऊर्जा समानुपातिक मापन गरिन्छ) पनि प्रोटाक्टिनियमको आइसोटोप पठाउँछ, अन्य वैज्ञानिकहरूले औषधिको प्रदूषण सुझाव दिएका छन्।

युद्ध चाँडै भयो र सबै कुरा बिर्सियो। 30 को दशकमा, कण गतिवर्धकहरू डिजाइन गरियो र पहिलो कृत्रिम तत्वहरू प्राप्त गरियो, जस्तै परमाणु संख्या 85 को साथ लामो-प्रतीक्षित एस्टेटियम। एलिमेन्ट 87 को मामलामा, त्यस समयको प्रविधिको स्तरले आवश्यक मात्रा प्राप्त गर्न अनुमति दिएन। संश्लेषणको लागि सामग्री। फ्रान्सेली भौतिकशास्त्री अप्रत्याशित रूपमा सफल भए मार्गुरेट पेरे, मारिया Sklodowska-क्युरी (6) को विद्यार्थी। उनले, एक चौथाई शताब्दी अघि अस्ट्रियालीहरू जस्तै, एक्टिनियम-227 को क्षय अध्ययन गरे। प्राविधिक प्रगतिले शुद्ध तयारी प्राप्त गर्न सम्भव बनायो, र यस पटक कसैलाई पनि शङ्का थिएन कि उसलाई अन्ततः पहिचान गरिएको थियो। अन्वेषकले उनको नाम राखे फ्रेन्च आफ्नो मातृभूमिको सम्मानमा। तत्व 87 खनिजहरूमा पत्ता लगाउने अन्तिम थियो, त्यसपछिका व्यक्तिहरू कृत्रिम रूपमा प्राप्त गरियो।

FRANS यो रेडियोएक्टिभ श्रृंखला को छेउ शाखा मा गठन भएको छ, कम दक्षता संग एक प्रक्रिया मा र, यसबाहेक, धेरै अल्पकालीन छ। श्रीमती पेरे, Fr-223 द्वारा पत्ता लगाएको सबैभन्दा बलियो आइसोटोपको आधा-जीवन मात्र 20 मिनेट भन्दा बढी छ (अर्थात मूल रकमको 1/8 मात्र एक घण्टा पछि रहन्छ)। यो गणना गरिएको छ कि सम्पूर्ण विश्वमा लगभग 30 ग्राम फ्रान्क हुन्छ (क्षय आइसोटोप र नयाँ बनाइएको आइसोटोप बीच एक सन्तुलन स्थापित हुन्छ)।

यद्यपि फ्रान्क यौगिकहरूको दृश्य भाग प्राप्त गरिएको थिएन, यसको गुणहरू अध्ययन गरियो, र यो क्षारीय समूहको हो भनेर पत्ता लाग्यो। उदाहरणका लागि, जब पर्क्लोरेट फ्रान्क र पोटासियम आयनहरू समावेश भएको समाधानमा थपिन्छ, अवक्षेपण रेडियोएक्टिभ हुनेछ, समाधान होइन। यो व्यवहारले प्रमाणित गर्दछ कि FrClO₄ थोरै घुलनशील (KClO को साथ अवक्षेपण₄), र फ्रान्सियम को गुण पोटासियम को समान छन्।

फ्रान्स, उहाँ कस्तो हुनुहुनेछ ...

… यदि मैले नाङ्गो आँखाले देख्न सक्ने यसको नमूना पाउन सक्छु? निस्सन्देह, मोम जस्तो नरम, र सायद सुनौलो रंगको साथ (यसको माथिको सिजियम धेरै नरम र पहेंलो रंगको छ)। यो 20-25°C मा पग्लिनेछ र लगभग 650°C मा वाष्प बन्नेछ (अघिल्लो एपिसोडको डेटामा आधारित अनुमान)। साथै, यो धेरै रासायनिक सक्रिय हुनेछ। त्यसकारण, यसलाई अक्सिजन र आर्द्रताको पहुँच बिना र विकिरणबाट बचाउने कन्टेनरमा भण्डारण गर्नुपर्छ। यो प्रयोगको साथ हतार गर्न आवश्यक हुनेछ, किनकि केही घण्टामा त्यहाँ व्यावहारिक रूपमा कुनै फ्रान्सेली बायाँ हुनेछैन।

मानद लिथियम

गत वर्षको हलोजन चक्रबाट स्यूडो-ह्यालोजनहरू सम्झनुहोस्? यी आयनहरू हुन् जसले एनोनहरू जस्तै व्यवहार गर्छन् जस्तै Cl^- वा होइन^-। यी समावेश छन्, उदाहरणका लागि, cyanides CN^- र SCN moles^-, समूह 17 anions जस्तै घुलनशीलता संग लवण गठन।

लिथुआनियालीहरूको पनि अनुयायी छ, जुन अमोनियम आयन NH हो। ₄ ⁺ - पानीमा अमोनिया को विघटन को एक उत्पादन (समाधान क्षारीय छ, यद्यपि क्षारीय धातु हाइड्रोक्साइड को मामला मा कमजोर) र एसिड संग यसको प्रतिक्रिया। आयनले भारी क्षारीय धातुहरूसँग समान रूपमा प्रतिक्रिया गर्दछ, र यसको सबैभन्दा नजिकको सम्बन्ध पोटासियमसँग हो, उदाहरणका लागि, यो पोटासियम क्यासनको आकारमा समान छ र प्राय: यसको प्राकृतिक यौगिकहरूमा K+ प्रतिस्थापन गर्दछ। लिथियम धातुहरू लवण र हाइड्रोक्साइडको जलीय समाधानहरूको इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त गर्न धेरै प्रतिक्रियाशील छन्। पारा इलेक्ट्रोड प्रयोग गरेर, पारा (अमलगम) मा एक धातु समाधान प्राप्त गरिन्छ। अमोनियम आयन क्षारीय धातुसँग मिल्दोजुल्दो छ कि यसले एक मिश्रण पनि बनाउँछ।

एल को विश्लेषण को व्यवस्थित पाठ्यक्रम मा।म्याग्नेसियम आयन सामाग्री पत्ता लगाउन अन्तिम हो। कारण तिनीहरूको क्लोराइड, सल्फेट र सल्फाइडहरूको राम्रो घुलनशीलता हो, जसको मतलब तिनीहरू नमूनामा भारी धातुहरूको उपस्थिति निर्धारण गर्न प्रयोग गरिएको पहिले थपिएका अभिकर्मकहरूको कार्य अन्तर्गत अवक्षेपण गर्दैनन्। यद्यपि अमोनियम लवणहरू पनि अत्यधिक घुलनशील हुन्छन्, तिनीहरू विश्लेषणको सुरुमै पत्ता लगाइन्छ, किनकि तिनीहरूले तताउने र समाधानहरूको वाष्पीकरणको सामना गर्दैनन् (तिनीहरू अमोनियाको रिलिजसँगै सजिलैसँग विघटन हुन्छन्)। प्रक्रिया सम्भवतः सबैलाई थाहा छ: बलियो आधार (NaOH वा KOH) को समाधान नमूनामा थपिएको छ, जसले अमोनियाको रिलीजको कारण बनाउँछ।

साम अमोनिया यसलाई गन्धद्वारा वा टेस्ट ट्यूबको घाँटीमा पानीले भिजाइएको कागजको विश्वव्यापी टुक्रा लगाएर पत्ता लगाइन्छ। NH ग्यास₃ पानीमा घुल्छ र घोललाई क्षारीय बनाउँछ र कागजलाई नीलो बनाउँछ।

7. अमोनियम आयनहरूको पत्ता लगाउने: बाँयामा, परीक्षण पट्टी जारी अमोनियाको कार्य अन्तर्गत नीलो हुन्छ, दायाँमा, नेस्लर परीक्षणको सकारात्मक परिणाम

गन्धको मद्दतले अमोनिया पत्ता लगाउँदा, तपाईंले प्रयोगशालामा नाक प्रयोग गर्ने नियमहरू सम्झनुपर्छ। त्यसकारण, प्रतिक्रिया पोत माथि झुकाव नगर्नुहोस्, वाष्पहरूलाई आफ्नो हातको फ्यान चालको साथ आफैंतिर निर्देशित गर्नुहोस् र हावा "पूर्ण छाती" लाई सास नदिनुहोस्, तर कम्पाउन्डको सुगन्ध आफैंले तपाईंको नाकमा पुग्न दिनुहोस्।

अमोनियम लवणको घुलनशीलता समान पोटासियम यौगिकहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ, त्यसैले यो अमोनियम पर्क्लोरेट NH तयार गर्न प्रलोभन हुन सक्छ।₄ClO₄ र कोबाल्ट संग एक जटिल कम्पाउन्ड (विवरण को लागी, अघिल्लो एपिसोड हेर्नुहोस्)। यद्यपि, प्रस्तुत विधिहरू नमूनामा अमोनिया र अमोनियम आयनहरूको धेरै सानो मात्रा पत्ता लगाउन उपयुक्त छैनन्। प्रयोगशालाहरूमा, नेस्लरको अभिकर्मक यस उद्देश्यको लागि प्रयोग गरिन्छ, जसले NH को ट्रेसहरूको उपस्थितिमा पनि रङ परिवर्तन गर्दछ।₃ (7)।

यद्यपि, म घरमा उपयुक्त परीक्षण नगर्न कडा सल्लाह दिन्छु, किनकि विषाक्त पारा यौगिकहरू प्रयोग गर्न आवश्यक छ।

तपाईं एक प्रशिक्षकको व्यावसायिक पर्यवेक्षण अन्तर्गत एक पेशेवर प्रयोगशालामा नभएसम्म पर्खनुहोस्। रसायन विज्ञान आकर्षक छ, तर - जो यो थाहा छैन वा लापरवाह छन् - यो खतरनाक हुन सक्छ।

यो पनि हेर्नुहोस्: