సోడియం నీటితో హింసాత్మకంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది. చెక్ రిపబ్లిక్ నుండి శాస్త్రవేత్తలచే ప్రతిచర్య అధ్యయనాలు

అత్యంత ఆసక్తికరమైనది పాఠశాల పాఠాలురసాయన శాస్త్రం క్రియాశీల లోహాల లక్షణాల గురించిన అంశం. మాకు సేవ చేయడమే కాదు సైద్ధాంతిక పదార్థం, కానీ ఆసక్తికరమైన ప్రయోగాలను కూడా ప్రదర్శించారు. ఉపాధ్యాయుడు ఒక చిన్న లోహపు ముక్కను నీటిలోకి ఎలా విసిరాడో బహుశా ప్రతి ఒక్కరూ గుర్తుంచుకుంటారు మరియు అది ద్రవ ఉపరితలం వెంట పరుగెత్తింది మరియు మండింది. ఈ వ్యాసంలో సోడియం మరియు నీటి ప్రతిచర్య ఎలా జరుగుతుందో మరియు మెటల్ ఎందుకు పేలుతుందో అర్థం చేసుకుంటాము.

సోడియం మెటల్ ఒక వెండి పదార్ధం, ఇది సబ్బు లేదా పారాఫిన్ వంటి సాంద్రతతో సమానంగా ఉంటుంది. సోడియం మంచి ఉష్ణ మరియు విద్యుత్ వాహకత ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. అందుకే దీనిని పరిశ్రమలో, ముఖ్యంగా బ్యాటరీల తయారీకి ఉపయోగిస్తారు.

సోడియం ఎక్కువగా ఉంటుంది రసాయన చర్య. తరచుగా ప్రతిచర్యలు పెద్ద మొత్తంలో వేడిని విడుదల చేయడంతో సంభవిస్తాయి. కొన్నిసార్లు ఇది అగ్ని లేదా పేలుడుతో కూడి ఉంటుంది. క్రియాశీల లోహాలతో పనిచేయడానికి మంచి సమాచార శిక్షణ మరియు అనుభవం అవసరం. లోహం త్వరగా గాలిలో ఆక్సీకరణం చెందుతుంది కాబట్టి సోడియం నూనె పొర కింద బాగా మూసివున్న కంటైనర్లలో మాత్రమే నిల్వ చేయబడుతుంది.

సోడియం యొక్క అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన ప్రతిచర్య నీటితో దాని పరస్పర చర్య. సోడియం మరియు నీటి ప్రతిచర్య క్షార మరియు హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

హైడ్రోజన్ గాలి నుండి ఆక్సిజన్ ద్వారా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది మరియు పేలుతుంది, ఇది పాఠశాల ప్రయోగంలో మేము గమనించాము.

చెక్ రిపబ్లిక్ నుండి శాస్త్రవేత్తలచే ప్రతిచర్య అధ్యయనాలు

నీటితో సోడియం యొక్క ప్రతిచర్య అర్థం చేసుకోవడం చాలా సులభం: పదార్ధాల పరస్పర చర్య H2 వాయువు ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది, ఇది గాలిలో O2 ద్వారా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది మరియు మండుతుంది. ఇది సరళంగా అనిపిస్తుంది. కానీ చెక్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ నుండి ప్రొఫెసర్ పావెల్ జంగ్విర్ట్ అలా అనుకోలేదు.

వాస్తవం ఏమిటంటే, ప్రతిచర్య సమయంలో హైడ్రోజన్ మాత్రమే కాకుండా, నీటి ఆవిరి కూడా ఏర్పడుతుంది పెద్ద సంఖ్యలోశక్తి, నీరు వేడెక్కుతుంది మరియు ఆవిరైపోతుంది. సోడియం ఉంది కాబట్టి అల్ప సాంద్రత, ఆవిరి పరిపుష్టి దానిని పైకి నెట్టాలి, దానిని నీటి నుండి వేరుచేయాలి. ప్రతిచర్య తగ్గాలి, కానీ అది జరగదు.

జంగ్‌విర్త్ ఈ ప్రక్రియను వివరంగా అధ్యయనం చేయాలని నిర్ణయించుకున్నాడు మరియు ప్రయోగాన్ని హై-స్పీడ్ కెమెరాతో చిత్రీకరించాడు. ఈ ప్రక్రియ సెకనుకు 10 వేల ఫ్రేమ్‌ల వద్ద చిత్రీకరించబడింది మరియు 400x స్లో మోషన్‌లో వీక్షించబడింది. లోహం, ద్రవంలోకి ప్రవేశించి, స్పైక్‌ల రూపంలో ప్రక్రియలను ఉత్పత్తి చేయడం ప్రారంభిస్తుందని శాస్త్రవేత్తలు గమనించారు. ఇది క్రింది విధంగా వివరించబడింది:

• క్షార లోహాలు, నీటిలో ఒకసారి, ఎలక్ట్రాన్ దాతలుగా పనిచేయడం ప్రారంభిస్తాయి మరియు ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన కణాలను విడుదల చేస్తాయి.
• లోహపు ముక్క సానుకూల చార్జ్‌ని పొందుతుంది.
• ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన ప్రోటాన్లు ఒకదానికొకటి తిప్పికొట్టడం ప్రారంభిస్తాయి, ఇవి లోహ అనుబంధాలను ఏర్పరుస్తాయి.
• వచ్చే చిక్కులు ఆవిరి పరిపుష్టిని గుచ్చుతాయి, ప్రతిస్పందించే పదార్ధాల సంపర్క ఉపరితలం పెరుగుతుంది మరియు ప్రతిచర్య తీవ్రమవుతుంది.

ఒక ప్రయోగాన్ని ఎలా నిర్వహించాలి

హైడ్రోజన్‌తో పాటు, నీరు మరియు సోడియం ప్రతిచర్య సమయంలో క్షారము ఏర్పడుతుంది. దీన్ని తనిఖీ చేయడానికి, మీరు ఏదైనా సూచికను ఉపయోగించవచ్చు: లిట్మస్, ఫినాల్ఫ్తలీన్ లేదా మిథైల్ ఆరెంజ్. ఫినాల్ఫ్తలీన్‌తో పని చేయడం చాలా సులభం, ఎందుకంటే ఇది రంగులేనిది తటస్థ వాతావరణంమరియు ప్రతిచర్యను గమనించడం సులభం అవుతుంది.

ప్రయోగాన్ని నిర్వహించడానికి మీకు ఇది అవసరం:

1. స్ఫటికీకరణలో స్వేదనజలం పోయాలి, తద్వారా అది ఆక్రమిస్తుంది సగం కంటే ఎక్కువఓడ యొక్క వాల్యూమ్.
2. ద్రవానికి సూచిక యొక్క కొన్ని చుక్కలను జోడించండి.
3. సగం బఠానీ పరిమాణంలో సోడియం ముక్కను కత్తిరించండి. దీన్ని చేయడానికి, స్కాల్పెల్ లేదా సన్నని కత్తిని ఉపయోగించండి. ఆక్సీకరణను నివారించడానికి మీరు నూనె నుండి సోడియంను తొలగించకుండా కంటైనర్‌లో లోహాన్ని కత్తిరించాలి.
4. జార్ నుండి సోడియం ముక్కను పట్టకార్లతో తీసివేసి, ఏదైనా నూనెను తొలగించడానికి ఫిల్టర్ పేపర్‌తో బ్లాట్ చేయండి.
5. నీటిలో సోడియంను విసిరి, సురక్షితమైన దూరం నుండి ప్రక్రియను గమనించండి.

ప్రయోగంలో ఉపయోగించే అన్ని సాధనాలు శుభ్రంగా మరియు పొడిగా ఉండాలి.

సోడియం నీటిలో మునిగిపోదని మీరు చూస్తారు, కానీ పదార్ధాల సాంద్రత కారణంగా ఉపరితలంపై ఉంటుంది. సోడియం నీటితో చర్య జరపడం ప్రారంభిస్తుంది, వేడిని విడుదల చేస్తుంది. ఇది లోహం కరిగి చుక్కగా మారుతుంది. ఈ బిందువు నీటి గుండా చురుకుగా కదలడం ప్రారంభిస్తుంది, ఒక లక్షణం హిస్సింగ్ ధ్వనిని విడుదల చేస్తుంది. సోడియం ముక్క చాలా చిన్నది కాకపోతే, అది పసుపు మంటతో వెలిగిపోతుంది. ముక్క చాలా పెద్దదైతే, పేలుడు సంభవించవచ్చు.

నీరు కూడా రంగు మారుతుంది. నీటిలోకి క్షారాన్ని విడుదల చేయడం మరియు దానిలో కరిగిన సూచిక యొక్క రంగు ద్వారా ఇది వివరించబడింది. ఫినాల్ఫ్తలీన్ పింక్, లిట్మస్ బ్లూ మరియు మిథైల్ ఆరెంజ్ పసుపు రంగులోకి మారుతుంది.

ఇది ప్రమాదకరమా

నీటితో సోడియం యొక్క పరస్పర చర్య చాలా ప్రమాదకరమైనది. ప్రయోగం సమయంలో తీవ్రమైన గాయాలు సంభవించవచ్చు. ప్రతిచర్య సమయంలో ఏర్పడే హైడ్రాక్సైడ్, పెరాక్సైడ్ మరియు సోడియం ఆక్సైడ్ చర్మాన్ని క్షీణింపజేస్తాయి. ఆల్కలీ స్ప్లాషింగ్ మీ కళ్ళలోకి ప్రవేశించి తీవ్రమైన కాలిన గాయాలు మరియు అంధత్వానికి కూడా కారణమవుతుంది.

క్షార లోహాలతో పనిచేసిన అనుభవం ఉన్న ప్రయోగశాల సహాయకుని పర్యవేక్షణలో రసాయన ప్రయోగశాలలలో క్రియాశీల లోహాలతో అవకతవకలు జరగాలి.

సోడియం చాలా రియాక్టివ్ మెటల్, ఇది అనేక పదార్ధాలతో చర్య జరుపుతుంది. సోడియంతో కూడిన ప్రతిచర్యలు హింసాత్మకంగా సంభవిస్తాయి మరియు గణనీయమైన వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ సందర్భంలో, జ్వలన మరియు పేలుడు కూడా తరచుగా జరుగుతాయి. సోడియంతో సురక్షితంగా పనిచేయడానికి, దాని భౌతిక మరియు దాని గురించి స్పష్టమైన అవగాహన కలిగి ఉండటం అవసరం రసాయన లక్షణాలుఓహ్.

సోడియం ఒక కాంతి (సాంద్రత 0.97 g/cm3), మృదువైన మరియు ఫ్యూసిబుల్ (కరుగు 97.86 ° C) లోహం. దీని కాఠిన్యం పారాఫిన్ లేదా సబ్బును పోలి ఉంటుంది. గాలిలో, సోడియం చాలా త్వరగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది, ఇది Na2O2 పెరాక్సైడ్ మరియు కార్బోనేట్‌లతో కూడిన బూడిదరంగు ఫిల్మ్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది, కాబట్టి సోడియం అన్‌హైడ్రస్ కిరోసిన్ లేదా నూనె పొర కింద బాగా మూసివున్న జాడిలో నిల్వ చేయబడుతుంది.

సోడియం ముక్క సరైన పరిమాణంకిరోసిన్ నుండి లోహాన్ని తొలగించకుండా కత్తి లేదా స్కాల్పెల్ ఉపయోగించి కత్తిరించండి. పట్టకార్లతో కూజా నుండి సోడియం తొలగించబడుతుంది. అన్ని ఉపకరణాలు పొడిగా ఉండాలి! దీని తరువాత, వడపోత కాగితం ఉపయోగించి కిరోసిన్ అవశేషాల నుండి సోడియం విముక్తి పొందుతుంది. కొన్ని సందర్భాల్లో, పెరాక్సైడ్ పొరను తొలగించడానికి మెటల్ స్కాల్పెల్‌తో శుభ్రం చేయబడుతుంది, ఎందుకంటే తాజా సోడియం ఉపరితలంతో పెరాక్సైడ్ యొక్క పరిచయం పేలుడుకు దారితీస్తుంది. సోడియం చేతితో నిర్వహించకూడదు. సోడియం స్క్రాప్‌లు కిరోసిన్ పొర కింద తక్కువ వేడితో కలుపుతారు.

ఎటువంటి పరిస్థితుల్లోనూ సోడియం ఉన్న వంటలను నీటితో కడగకూడదు - ఇది విషాదకరమైన పరిణామాలతో పేలుడుకు దారి తీస్తుంది. ఆల్కహాల్ జోడించడం ద్వారా సోడియం యొక్క అవశేషాలు తొలగించబడతాయి, అప్పుడు మాత్రమే నీటిని ఉపయోగించవచ్చు.

సోడియంతో పనిచేసేటప్పుడు భద్రతా అద్దాలు ధరించడం అవసరం. మీరు దేనితో వ్యవహరిస్తున్నారో ఎప్పటికీ మర్చిపోకండి - అత్యంత ఊహించని మరియు అనాలోచిత సమయంలో పేలుడు సంభవించవచ్చు మరియు మీరు దీని కోసం సిద్ధంగా ఉండాలి.

నీటితో సోడియం యొక్క ప్రతిచర్య

స్ఫటికాకారాన్ని 3/4 నిండుగా నీటితో నింపి, దానికి కొన్ని చుక్కల ఫినాల్ఫ్తలీన్ జోడించండి. స్ఫటికీకరణలో సగం-బఠానీ-పరిమాణ సోడియం ముక్కను వదలండి. సోడియం నీటి కంటే తేలికగా ఉన్నందున ఉపరితలంపై ఉంటుంది. ముక్క నీటితో చురుకుగా స్పందించడం ప్రారంభమవుతుంది, హైడ్రోజన్‌ను విడుదల చేస్తుంది. ప్రతిచర్య యొక్క వేడి నుండి, మెటల్ కరిగిపోతుంది మరియు నీటి ఉపరితలం వెంట చురుకుగా నడిచే ఒక వెండి బిందువుగా మారుతుంది. అదే సమయంలో, హిస్సింగ్ శబ్దం వినబడుతుంది. కొన్నిసార్లు విడుదలైన హైడ్రోజన్ పసుపు మంటతో వెలిగిపోతుంది. సోడియం ఆవిరి దీనికి ఈ రంగును ఇస్తుంది. జ్వలన జరగకపోతే, హైడ్రోజన్‌ను మండించవచ్చు. అయినప్పటికీ, గోధుమ గింజ కంటే చిన్న సోడియం ముక్కలు ఆరిపోతాయి.

ప్రతిచర్య ఫలితంగా, ఒక క్షారము ఏర్పడుతుంది, ఇది ఫినాల్ఫ్తలీన్‌పై పనిచేస్తుంది, కాబట్టి సోడియం ముక్క కోరిందకాయ కాలిబాటను వదిలివేస్తుంది. ప్రయోగం ముగింపులో, క్రిస్టలైజర్‌లోని దాదాపు మొత్తం నీరు క్రిమ్సన్‌గా మారుతుంది.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

క్రిస్టలైజర్ యొక్క గోడలు తప్పనిసరిగా గ్రీజు మరియు ఇతర కలుషితాలు లేకుండా ఉండాలి. అవసరమైతే, అవి ఆల్కలీ ద్రావణంతో కడుగుతారు, లేకపోతే సోడియం గోడలకు అంటుకుంటుంది మరియు స్ఫటికీకరణ పగుళ్లు రావచ్చు.

రక్షిత ముసుగు లేదా భద్రతా అద్దాలు ధరించి ప్రయోగాన్ని నిర్వహించాలి. ప్రతిచర్య సమయంలో, ఒక నిర్దిష్ట దూరం ఉంచండి మరియు ఎట్టి పరిస్థితుల్లోనూ స్ఫటికీకరణపై మొగ్గు చూపవద్దు. కరిగిన సోడియం లేదా క్షారాలు మీ కళ్లలోకి రావడం వల్ల వాస్తవంగా అంధత్వానికి దారి తీయవచ్చు.

మూలం www.chemistry-chemists.com

మీరు నీటిలో సోడియం ముక్కను ఉంచినట్లయితే, మీరు హింసాత్మకమైన, తరచుగా పేలుడు ప్రతిచర్యకు కారణం కావచ్చు

కొన్నిసార్లు మనం జీవితంలో ప్రారంభంలోనే ఏదైనా నేర్చుకుంటాము మరియు ప్రపంచం ఇలాగే పని చేస్తుందని తేలికగా తీసుకుంటాము. ఉదాహరణకు, మీరు స్వచ్ఛమైన సోడియం ముక్కను నీటిలోకి విసిరితే, మీరు పురాణ పేలుడు ప్రతిచర్యను పొందవచ్చు. ముక్క తడిసిన వెంటనే, ప్రతిచర్య అది హిస్ మరియు వేడెక్కేలా చేస్తుంది, అది నీటి ఉపరితలంపైకి దూకుతుంది మరియు మంట యొక్క నాలుకలను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇది కేవలం కెమిస్ట్రీ, అయితే. అయితే ఇంకేదో జరగడం లేదా? ప్రాథమిక స్థాయి? రష్యాకు చెందిన మా రీడర్ సెమియన్ స్టాప్‌కిన్ తెలుసుకోవాలనుకుంటున్నది ఇదే:

ఏ శక్తులు రసాయన ప్రతిచర్యలను నియంత్రిస్తాయి మరియు ఏమి జరుగుతాయి క్వాంటం స్థాయి? ప్రత్యేకంగా, నీరు సోడియంతో చర్య జరిపినప్పుడు ఏమి జరుగుతుంది?

నీటితో సోడియం యొక్క ప్రతిచర్య ఒక క్లాసిక్ మరియు లోతైన వివరణను కలిగి ఉంటుంది. ప్రతిచర్య యొక్క పురోగతిని అధ్యయనం చేయడం ద్వారా ప్రారంభిద్దాం.

మీరు సోడియం గురించి తెలుసుకోవలసిన మొదటి విషయం పరమాణు స్థాయిఇది జడత్వం కంటే ఒక ప్రోటాన్ మరియు ఒక ఎలక్ట్రాన్ మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది, లేదా నోబుల్ వాయువు, ఆమె కాదు. నోబుల్ వాయువులు దేనితోనూ స్పందించవు మరియు అవన్నీ పూర్తిగా ఎలక్ట్రాన్లతో నిండి ఉండటం దీనికి కారణం. మీరు ఆవర్తన పట్టిక నుండి ఒక మూలకాన్ని మరింత క్రిందికి తరలించినప్పుడు ఈ అల్ట్రా-స్టేబుల్ కాన్ఫిగరేషన్ కుప్పకూలుతుంది మరియు సారూప్య ప్రవర్తనను ప్రదర్శించే అన్ని మూలకాలకు ఇది జరుగుతుంది. హీలియం అల్ట్రా-స్టేబుల్, మరియు లిథియం చాలా రసాయనికంగా చురుకుగా ఉంటుంది. నియాన్ స్థిరంగా ఉంటుంది, కానీ సోడియం చురుకుగా ఉంటుంది. ఆర్గాన్, క్రిప్టాన్ మరియు జినాన్ స్థిరంగా ఉంటాయి, అయితే పొటాషియం, రుబిడియం మరియు సీసియం చురుకుగా ఉంటాయి.

కారణం అదనపు ఎలక్ట్రాన్.

ఆవర్తన పట్టిక ఉచిత మరియు ఆక్రమిత వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ప్రకారం కాలాలు మరియు సమూహాలుగా క్రమబద్ధీకరించబడుతుంది - మరియు ఇది ఒక మూలకం యొక్క రసాయన లక్షణాలను నిర్ణయించడంలో ప్రాథమిక అంశం.

మనం పరమాణువులను అధ్యయనం చేసినప్పుడు, కేంద్రకాన్ని గట్టి, చిన్న, ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన కేంద్రంగా మరియు ఎలక్ట్రాన్లు దాని చుట్టూ కక్ష్యలో ప్రతికూలంగా చార్జ్ చేయబడిన పాయింట్లుగా భావించడం అలవాటు చేసుకుంటాము. కానీ క్వాంటం ఫిజిక్స్‌లో విషయం అక్కడితో ముగియదు. ఎలక్ట్రాన్లు చుక్కల వలె ప్రవర్తించగలవు, ప్రత్యేకించి మీరు వాటిని మరొక అధిక-శక్తి కణం లేదా ఫోటాన్‌తో షూట్ చేస్తే, కానీ ఒంటరిగా ఉంటే అవి విస్తరించి తరంగాల వలె ప్రవర్తిస్తాయి. ఈ తరంగాలు ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో స్వీయ-ట్యూనింగ్ చేయగలవు: గోళాకారంగా (2 ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉన్న s-ఆర్బిటాల్స్‌కు), లంబంగా (6 ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉన్న p-ఆర్బిటాల్స్‌కు), ఇంకా, d-ఆర్బిటాల్స్ (ఒక్కొక్కటి 10 ఎలక్ట్రాన్‌లు), f -కక్ష్యలు (కు 14) మొదలైనవి.

అత్యల్ప శక్తి స్థితిలో ఉన్న పరమాణువుల కక్ష్యలు ఎగువ ఎడమ వైపున ఉంటాయి మరియు మీరు కుడి మరియు క్రిందికి వెళ్లినప్పుడు శక్తులు పెరుగుతాయి. ఈ ప్రాథమిక కాన్ఫిగరేషన్‌లు పరమాణువుల ప్రవర్తనను మరియు అంతర్-అణు పరస్పర చర్యలను నియంత్రిస్తాయి.

ఒకే క్వాంటం స్థితిని ఆక్రమించకుండా రెండు ఒకేలా (ఉదాహరణకు, ఎలక్ట్రాన్లు) నిషేధించే వాస్తవం కారణంగా ఈ షెల్లు నిండి ఉంటాయి. ఒక అణువులో ఉంటే ఎలక్ట్రాన్ కక్ష్యనిండిన తర్వాత, ఎలక్ట్రాన్‌ను ఉంచగలిగే ఏకైక ప్రదేశం తదుపరి ఎత్తైన కక్ష్య. క్లోరిన్ పరమాణువు అదనపు ఎలక్ట్రాన్‌ను సంతోషంగా అంగీకరిస్తుంది, ఎందుకంటే దానిని పూరించడానికి ఒకటి మాత్రమే అవసరం ఎలక్ట్రాన్ షెల్. దీనికి విరుద్ధంగా, సోడియం పరమాణువు దాని చివరి ఎలక్ట్రాన్‌ను సంతోషంగా వదులుకుంటుంది, ఎందుకంటే దానికి అదనపు ఒకటి ఉంది మరియు మిగతావన్నీ షెల్‌లను నింపాయి. అందుకే సోడియం క్లోరిన్ బాగా పని చేస్తుంది: సోడియం క్లోరిన్‌కు ఎలక్ట్రాన్‌ను దానం చేస్తుంది మరియు రెండు పరమాణువులు శక్తివంతంగా ప్రాధాన్యమైన కాన్ఫిగరేషన్‌లో ఉంటాయి.

మొదటి సమూహం యొక్క అంశాలు ఆవర్తన పట్టిక, ముఖ్యంగా లిథియం, సోడియం, పొటాషియం, రుబిడియం మొదలైనవి. వారి మొదటి ఎలక్ట్రాన్‌ను మిగతా వాటి కంటే చాలా సులభంగా కోల్పోతాయి

వాస్తవానికి, ఒక పరమాణువు దాని బాహ్య ఎలక్ట్రాన్ లేదా అయనీకరణ శక్తిని వదులుకోవడానికి అవసరమైన శక్తి మొత్తం ఒక వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌తో ఉన్న లోహాలలో ముఖ్యంగా తక్కువగా కనిపిస్తుంది. సంఖ్యల నుండి మీరు లిథియం, సోడియం, పొటాషియం, రుబిడియం, సీసియం మొదలైన వాటి నుండి ఎలక్ట్రాన్ను తీసుకోవడం చాలా సులభం అని మీరు చూడవచ్చు.

నీటి అణువుల డైనమిక్ ఇంటరాక్షన్‌ను ప్రదర్శించే యానిమేషన్ నుండి ఒక స్టిల్. వ్యక్తిగత H2O అణువులు V- ఆకారంలో ఉంటాయి మరియు ఆక్సిజన్ అణువు (ఎరుపు)తో అనుసంధానించబడిన రెండు హైడ్రోజన్ అణువులను (తెలుపు) కలిగి ఉంటాయి. పొరుగున ఉన్న H 2 O అణువులు క్లుప్తంగా ఒకదానితో ఒకటి ప్రతిస్పందిస్తాయి హైడ్రోజన్ బంధాలు(నీలం మరియు తెలుపు అండాకారాలు)

కాబట్టి నీటి సమక్షంలో ఏమి జరుగుతుంది? మీరు నీటి అణువులను చాలా స్థిరంగా భావించవచ్చు - H 2 O, రెండు హైడ్రోజన్లు ఒక ఆక్సిజన్‌తో బంధించబడ్డాయి. కానీ నీటి అణువు చాలా ధ్రువంగా ఉంటుంది - అంటే, H 2 O అణువు యొక్క ఒక వైపు (రెండు హైడ్రోజన్‌లకు ఎదురుగా ఉన్న వైపు) ఛార్జ్ ప్రతికూలంగా ఉంటుంది మరియు ఎదురుగా అది సానుకూలంగా ఉంటుంది. కొన్ని నీటి అణువులు - అనేక మిలియన్లలో ఒకటి చొప్పున - రెండు అయాన్‌లుగా విడిపోవడానికి ఈ ప్రభావం సరిపోతుంది - ఒక ప్రోటాన్ (H +) మరియు ఒక హైడ్రాక్సిల్ అయాన్ (OH –).

అధిక సంఖ్యలో అత్యంత ధ్రువ నీటి అణువుల సమక్షంలో, అనేక మిలియన్ల అణువులలో ఒకటి హైడ్రాక్సిల్ అయాన్లుగా విడిపోతుంది మరియు ఉచిత ప్రోటాన్లు- ఈ ప్రక్రియ అంటారు

ఆమ్లాలు మరియు స్థావరాలు వంటి వాటికి, ఉప్పు కరగడం మరియు క్రియాశీలత ప్రక్రియల కోసం దీని యొక్క పరిణామాలు చాలా ముఖ్యమైనవి. రసాయన ప్రతిచర్యలు, మరియు మొదలైనవి. కానీ సోడియం జోడించినప్పుడు ఏమి జరుగుతుందో మాకు ఆసక్తి ఉంది. సోడియం, ఒక వదులుగా ఉండే బాహ్య ఎలక్ట్రాన్‌తో ఉన్న తటస్థ అణువు నీటిలో ముగుస్తుంది. మరియు ఇవి కేవలం తటస్థ H 2 O అణువులు కాదు, ఇవి హైడ్రాక్సిల్ అయాన్లు మరియు వ్యక్తిగత ప్రోటాన్లు. అన్నింటిలో మొదటిది, ప్రోటాన్లు మనకు ముఖ్యమైనవి - అవి మనల్ని కీలక ప్రశ్నకు దారితీస్తాయి:

శక్తివంతంగా ఏది ఉత్తమమైనది? ఒకే ప్రోటాన్ H+తో పాటు తటస్థ సోడియం అణువు Na ఉందా లేదా తటస్థ హైడ్రోజన్ అణువు Hతో పాటు ఎలక్ట్రాన్ Na+ని కోల్పోయిన సోడియం అయాన్ ఉందా?

సమాధానం చాలా సులభం: ఏదైనా సందర్భంలో, ఎలక్ట్రాన్ సోడియం అణువు నుండి మొదటి వ్యక్తిగత ప్రోటాన్‌కు దూకుతుంది.

ఎలక్ట్రాన్‌ను కోల్పోయిన తర్వాత, సోడియం అయాన్ ఎలక్ట్రాన్‌ను పొందినప్పుడు క్లోరిన్ అయాన్ లాగానే నీటిలో సంతోషంగా కరిగిపోతుంది. ఎలక్ట్రాన్ హైడ్రోజన్ అయాన్‌తో జత చేయడానికి సోడియం విషయంలో - ఇది మరింత శక్తివంతంగా అనుకూలమైనది.

అందుకే ప్రతిచర్య చాలా త్వరగా మరియు అటువంటి శక్తి ఉత్పత్తితో సంభవిస్తుంది. అయితే అదంతా కాదు. మనకు తటస్థ హైడ్రోజన్ అణువులు ఉన్నాయి మరియు సోడియం వలె కాకుండా, అవి ఒకదానితో ఒకటి బంధించబడిన వ్యక్తిగత అణువుల బ్లాక్‌లో వరుసలో ఉండవు. హైడ్రోజన్ ఒక వాయువు, మరియు ఇది మరింత శక్తివంతంగా ప్రాధాన్యతనిచ్చే స్థితికి వెళుతుంది: ఇది తటస్థ హైడ్రోజన్ అణువు H2ను ఏర్పరుస్తుంది. మరియు ఫలితంగా, చాలా ఉచిత శక్తి ఏర్పడుతుంది, ఇది చుట్టుపక్కల అణువులను వేడి చేస్తుంది, తటస్థ హైడ్రోజన్ వాయువు రూపంలో ఉంటుంది, ఇది ద్రవ ద్రావణాన్ని తటస్థ ఆక్సిజన్ O 2 కలిగిన వాతావరణంలోకి వదిలివేస్తుంది.

టెస్ట్ రన్ సమయంలో షటిల్ యొక్క ప్రధాన ఇంజిన్ యొక్క క్లోజ్-అప్ ఫుటేజీని రిమోట్ కెమెరా క్యాప్చర్ చేస్తుంది అంతరిక్ష కేంద్రంజాన్ స్టెనిస్ పేరు పెట్టారు. హైడ్రోజన్ దాని తక్కువ పరమాణు బరువు మరియు వాతావరణంలో ఆక్సిజన్ సమృద్ధిగా ఉండటం వలన రాకెట్లకు ఎంపిక చేసుకునే ఇంధనం.

మీరు తగినంత శక్తిని కూడబెట్టుకుంటే, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ కూడా ప్రతిస్పందిస్తాయి! ఈ ఉగ్ర దహనం నీటి ఆవిరిని మరియు అపారమైన శక్తిని విడుదల చేస్తుంది. అందువల్ల, సోడియం ముక్క (లేదా ఆవర్తన పట్టికలోని మొదటి సమూహంలోని ఏదైనా మూలకం) నీటిలోకి ప్రవేశించినప్పుడు, శక్తి యొక్క పేలుడు విడుదల జరుగుతుంది. ఇదంతా ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ నియంత్రణ వల్ల జరుగుతుంది క్వాంటం చట్టాలువిశ్వం, మరియు విద్యుదయస్కాంత లక్షణాలుఅణువులు మరియు అయాన్లను తయారు చేసే చార్జ్డ్ కణాలు.

శక్తి స్థాయిలు మరియు వేవ్ విధులుసంబంధిత ఎలక్ట్రాన్లు వివిధ పరిస్థితులుహైడ్రోజన్ అణువు - అన్ని పరమాణువులలో దాదాపు ఒకే విధమైన ఆకృతీకరణలు అంతర్లీనంగా ఉన్నప్పటికీ. శక్తి స్థాయిలు గుణకాలలో లెక్కించబడతాయి ప్లాంక్ స్థిరంగా ఉంటుంది, కానీ కనీస శక్తి, గ్రౌండ్ స్టేట్, ఎలక్ట్రాన్ మరియు ప్రోటాన్ స్పిన్‌ల నిష్పత్తిని బట్టి రెండు సాధ్యమైన కాన్ఫిగరేషన్‌లను కలిగి ఉంటుంది.

కాబట్టి సోడియం ముక్క నీటిలో పడినప్పుడు ఏమి జరుగుతుందో పునశ్చరణ చేద్దాం:

• సోడియం వెంటనే నీటికి బయటి ఎలక్ట్రాన్‌ను దానం చేస్తుంది,
• ఇక్కడ అది హైడ్రోజన్ అయాన్ ద్వారా గ్రహించబడుతుంది మరియు తటస్థ హైడ్రోజన్‌ను ఏర్పరుస్తుంది,
• ఈ ప్రతిచర్య పెద్ద మొత్తంలో శక్తిని విడుదల చేస్తుంది మరియు చుట్టుపక్కల ఉన్న అణువులను వేడి చేస్తుంది,
• తటస్థ హైడ్రోజన్ పరమాణు హైడ్రోజన్ వాయువుగా మారుతుంది మరియు ద్రవం నుండి పైకి లేస్తుంది,
• చివరకు, తగినంత శక్తితో, వాతావరణ హైడ్రోజన్ హైడ్రోజన్ వాయువుతో దహన ప్రతిచర్యలోకి ప్రవేశిస్తుంది.

సోడియం మెటల్

కెమిస్ట్రీ నియమాలను ఉపయోగించి ఇవన్నీ సరళంగా మరియు సొగసైనవిగా వివరించబడతాయి మరియు ఇది తరచుగా జరుగుతుంది. అయినప్పటికీ, అన్ని రసాయన ప్రతిచర్యల ప్రవర్తనను నియంత్రించే నియమాలు మరింత ప్రాథమిక చట్టాల నుండి వచ్చాయి: చట్టాలు పరిమాణ భౌతిక శాస్త్రం(అణువులలో ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవర్తనను నియంత్రించే పౌలీ మినహాయింపు సూత్రం వంటివి) మరియు విద్యుదయస్కాంతత్వం (ఇది చార్జ్డ్ కణాల పరస్పర చర్యను నియంత్రిస్తుంది). ఈ చట్టాలు మరియు శక్తులు లేకుండా రసాయన శాస్త్రం ఉండదు! మరియు వారికి ధన్యవాదాలు, మీరు నీటిలో సోడియంను వదలిన ప్రతిసారీ, మీరు ఏమి ఆశించాలో మీకు తెలుసు. మీరు దీన్ని ఇంకా గుర్తించకపోతే, మీరు రక్షణను ధరించాలి, మీ చేతులతో సోడియంను తాకవద్దు మరియు ప్రతిచర్య ప్రారంభమైనప్పుడు దూరంగా వెళ్లండి!

రసాయన ప్రయోగాలు వాటి లోతు, సంక్లిష్టత మరియు ప్రభావంలో బహుముఖంగా ఉంటాయి. ఎక్కువగా గుర్తుపెట్టుకుంటున్నారు అందమైన ప్రతిచర్యలు, "ఫారో పాము" లేదా మానవ రక్తంతో పాము విషం యొక్క పరస్పర చర్యను విస్మరించడం అసాధ్యం. అయినప్పటికీ, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు మరింత ప్రమాదకరమైన ప్రయోగాలకు శ్రద్ధ వహిస్తారు, వాటిలో ఒకటి నీరు మరియు సోడియం యొక్క ప్రతిచర్య.

సోడియం కోసం సంభావ్యత

సోడియం - అధికంగా క్రియాశీల మెటల్, చాలా మందితో సంభాషించడం తెలిసిన పదార్థాలు. సోడియంతో ప్రతిచర్య తరచుగా హింసాత్మకంగా కొనసాగుతుంది, గణనీయమైన ఉష్ణ విడుదల, వాపు మరియు కొన్నిసార్లు కూడా ఉంటుంది. ఒక పదార్ధంతో సురక్షితంగా పనిచేయడానికి దాని భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలపై స్పష్టమైన అవగాహన అవసరం.

సోడియం నిర్మాణంలో చాలా కష్టం కాదు. ఇది క్రింది లక్షణాలను కలిగి ఉంది:

• తక్కువ సాంద్రత (0.97 g/cm³);
• మృదుత్వం;
• తక్కువ ఫ్యూసిబిలిటీ (కరుగు 97.81 °C).

గాలిలో, మెటల్ త్వరగా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది, కాబట్టి అది వాసెలిన్ లేదా కిరోసిన్ పొర కింద మూసి ఉన్న కంటైనర్లలో ఉంచాలి. నీటితో ప్రయోగాలు చేసే ముందు, మీరు ఒక సన్నని స్కాల్పెల్‌తో సోడియం ముక్కను కత్తిరించాలి, పట్టకార్లతో కంటైనర్ నుండి తీసివేసి, ఫిల్టర్ పేపర్‌తో కిరోసిన్ అవశేషాలను పూర్తిగా శుభ్రం చేయాలి.

ముఖ్యమైనది! అన్ని ఉపకరణాలు పొడిగా ఉండాలి!

మెటల్తో పని చేస్తున్నప్పుడు, ప్రత్యేక అద్దాలు ధరించడం అవసరం, ఎందుకంటే స్వల్పంగానైనా అజాగ్రత్త దశ పేలుడుకు దారి తీస్తుంది.

పేలుడు పరిశోధన చరిత్ర

మొదటిసారిగా, పావెల్ జంగ్విర్ట్ నేతృత్వంలోని చెక్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ శాస్త్రవేత్తలు నీరు మరియు సోడియం యొక్క ప్రతిచర్యను అధ్యయనం చేయవలసిన అవసరాన్ని ఎదుర్కొన్నారు. నీటిలో సోడియం విస్ఫోటనం ద్వారా, నుండి తెలిసిన XIX శతాబ్దం, జాగ్రత్తగా విశ్లేషించబడింది మరియు వివరించబడింది.

నీటితో సోడియం యొక్క ప్రతిచర్య సాధారణ నీటిలో లోహపు ముక్కను ముంచడం మరియు అస్పష్టంగా ఉంటుంది: కొన్నిసార్లు ఆవిర్లు సంభవించాయి, కొన్నిసార్లు కాదు. తరువాత, కారణాన్ని స్థాపించడం సాధ్యమైంది: ఉపయోగించిన సోడియం ముక్క యొక్క పరిమాణం మరియు ఆకారం ద్వారా అస్థిరత వివరించబడింది.

లోహం యొక్క పెద్ద కొలతలు, సోడియం మరియు నీటి మధ్య ప్రతిచర్య బలంగా మరియు మరింత ప్రమాదకరంగా మారింది.

రియాక్షన్ యొక్క టైమ్-లాప్స్ ఫుటేజ్ నీటిలో మునిగిపోయిన ఐదు మిల్లీసెకన్లలో, మెటల్ "" వందల కొద్దీ "సూదులను" విడుదల చేసింది. లోహ ఎలక్ట్రాన్లు తక్షణమే నీటిలోకి పారిపోవడం వల్ల చేరడం జరుగుతుంది సానుకూల ఛార్జ్: సానుకూల కణాల వికర్షణ లోహాన్ని చింపివేస్తుంది, అందుకే "సూదులు" కనిపిస్తాయి. అదే సమయంలో, లోహం యొక్క ప్రాంతం పెరుగుతుంది, ఇది అటువంటి హింసాత్మక ప్రతిచర్యకు కారణమవుతుంది.

ప్రతిచర్య సమయంలో, ఒక క్షారము ఏర్పడుతుంది, ఇది సోడియం ముక్క వెనుక కోరిందకాయ కాలిబాటను వదిలివేస్తుంది. ప్రయోగం ముగింపులో, క్రిస్టలైజర్‌లోని దాదాపు మొత్తం నీరు క్రిమ్సన్‌గా మారుతుంది.

అటువంటి ప్రతిచర్యకు పరిశోధకుడు భద్రతా చర్యలను పూర్తిగా పాటించాల్సిన అవసరం ఉంది: స్ఫటికీకరణ నుండి వీలైనంత దూరంగా ఉండటానికి ప్రయత్నించి, భద్రతా అద్దాలు ధరించి ప్రయోగాన్ని నిర్వహించండి. అంతమయినట్లుగా చూపబడని లోపాలు కూడా పేలుడుకు దారితీయవచ్చు. కొట్టుట అతి చిన్న కణంకళ్లలో సోడియం లేదా ఆల్కలీ ప్రమాదకరం.

శ్రద్ధ! ఈ ప్రయోగాలను మీరే పునరావృతం చేయడానికి ప్రయత్నించవద్దు!