साइंस का जादू या अमोनिया का कमाल? 1 जीत और 2 हार का रहस्य!
मैं विज्ञान प्रशिक्षक (Science Trainer) कुवाको केन हूँ। हर दिन एक प्रयोग है।
फ्लास्क के अंदर से एक लाल फव्वारा फूटता है… क्या आप “अमोनिया फाउंटेन प्रयोग” के बारे में जानते हैं, जो किसी जादू से कम नहीं है? हो सकता है कि आप में से कई लोगों ने इसे विज्ञान की कक्षाओं में देखा हो। यह खूबसूरत घटना वास्तव में अमोनिया गैस के एक “अप्रत्याशित गुण” का उपयोग करके किया गया प्रयोग है, जो विज्ञान के रोमांच से भरपूर है।
इस बार, मैं अमोनिया फाउंटेन प्रयोग को करने के मेरे रोमांचक, नाटकीय परिणाम और इसकी सुंदरता के पीछे छिपे वैज्ञानिक रहस्यों को विस्तार से बताऊंगा!
अमोनिया फाउंटेन प्रयोग की चुनौती! 1 जीत और 2 हार का नाटकीय नतीजा क्या है?
नमस्कार दोस्तों! इस बार, मैंने विज्ञान के सबसे लोकप्रिय प्रयोगों में से एक, “अमोनिया फाउंटेन प्रयोग” को करने की कोशिश की!
प्रयोग की तैयारी सरल है। अमोनियम क्लोराइड और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड नामक दो सफेद पाउडर को मिलाकर गर्म किया जाता है, जिससे अमोनिया गैस बनती है। रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ ⟶ 2NH₃ + CaCl₂ + 2H₂O
इस प्रतिक्रिया में अमोनियम क्लोराइड और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड में से प्रत्येक का लगभग 3 ग्राम उपयोग करने पर, सैद्धांतिक रूप से लगभग 1.3 लीटर अमोनिया गैस बननी चाहिए। मुझे लगा कि इतने से तो काम बन ही जाएगा! …और मैं पूरी तैयारी के साथ जुट गया। नीचे प्रतिक्रिया में शामिल पदार्थों की रासायनिक संरचना दिखाई गई है।
प्रयोग विधि और सफलता के लिए “गुप्त रहस्य”
अमोनिया फाउंटेन प्रयोग को सफल बनाने के लिए कुछ महत्वपूर्ण बातें हैं।
1. रसायनों को मिलाएं (Mix the Chemicals)
अमोनियम क्लोराइड और कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड को 3-3 ग्राम लें और अच्छी तरह मिलाएं। इस दौरान, सुरक्षा चश्मा (Safety Goggles) अवश्य पहनें।
2. अमोनिया उत्पन्न करें और इकट्ठा करें (Generate and Collect Ammonia)
मिश्रित रसायनों को एक टेस्ट ट्यूब में रखें और गैस बर्नर से धीरे-धीरे गर्म करें। उत्पन्न अमोनिया गैस को एक सूखे गोल पेंदे वाले फ्लास्क में इकट्ठा करें। यहाँ तीन मुख्य बातें हैं!
- पर्याप्त वेंटिलेशन (Ventilation) रखें: अमोनिया में तेज गंध होती है, और उच्च सांद्रता में इसे सूंघना खतरनाक हो सकता है।
- टेस्ट ट्यूब के मुंह को थोड़ा नीचे रखें: इस रासायनिक प्रतिक्रिया में पानी (H
2
O) भी बनता है। यदि टेस्ट ट्यूब का मुंह नीचे नहीं रखा जाता है, तो बना हुआ पानी गर्म हिस्से में वापस बह सकता है, जिससे टेस्ट ट्यूब के टूटने का खतरा रहता है। - अमोनिया को सही ढंग से इकट्ठा करें: अमोनिया हवा से हल्की गैस है। इसलिए, फ्लास्क के मुंह को नीचे की ओर करके इसे निचले विस्थापन विधि (Downward Displacement Method) से इकट्ठा किया जाता है। फ्लास्क के अंदर की हवा को बाहर धकेलते हुए, ग्लास ट्यूब को फ्लास्क में गहराई तक डालकर गैस इकट्ठा करना, असफलता से बचने की एक तरकीब है।
एक और टिप यह है कि गैस इकट्ठा करते समय ट्यूब के सिरे को गोल पेंदे वाले फ्लास्क के ऊपरी हिस्से तक लाएं। इसे ऊपर से नीचे की ओर भरने की कल्पना करें। साथ ही, जितना बड़ा फ्लास्क इस्तेमाल करेंगे, सफलता की संभावना उतनी ही बढ़ जाती है!
3. तेज गंध से सावधान! (Beware of Pungent Odor!)
अमोनिया की गंध को सूंघते समय, टेस्ट ट्यूब से अपना चेहरा दूर रखें और हाथ से हवा को अपनी ओर करके सूंघें। इसे सीधे कभी न सूंघें।
मुकाबले का नतीजा… नाटकीय 1 जीत और 2 हार!
मैंने प्री-टेस्ट में दो बार सफलतापूर्वक यह प्रयोग किया था और पूरे आत्मविश्वास से सोचा, “वाह, यह तो पक्का हो जाएगा!” लेकिन जब मैंने इसे असल कक्षा में करके देखा… तो नतीजा था 1 जीत और 2 हार! यह एक बेहद नाटकीय स्थिति थी, जिसमें दो बार असफलता मिली और केवल एक बार सफलता। मैंने छात्रों के साथ मिलकर इस बात का अफ़सोस किया कि “प्रयोग हमेशा पाठ्यपुस्तक के अनुसार नहीं होते…”, लेकिन उसी वजह से, सफल होने के क्षण की खुशी दोगुनी हो गई! पूरे कमरे में “वाह!” की जोरदार तालियाँ गूंज उठीं।
सफलता का क्षण! खूबसूरत लाल फव्वारे का रहस्य
यह वह दृश्य है जब प्रयोग शानदार ढंग से सफल हुआ!
फ्लास्क के अंदर खींचे गए पानी का एक सुंदर गुलाबी फव्वारा बनकर फैलना, जितनी बार देखो उतनी बार प्रभावित करता है। लेकिन क्या आपको यहाँ कुछ अजीब नहीं लगता?
“सादा पानी गुलाबी क्यों हो जाता है?”
“और पानी अपने आप ऊपर क्यों खिंच जाता है?”
इसका रहस्य अमोनिया के आश्चर्यजनक गुण में छिपा है। दरअसल, अमोनिया में यह खासियत होती है कि यह “पानी में बहुत आसानी से घुल जाता है।” जब आप फ्लास्क के मुंह पर लगे ड्रॉपर से थोड़ा सा पानी डालते हैं (इसे “ट्रिगर वॉटर” कहते हैं), तो फ्लास्क के अंदर की अमोनिया गैस तेजी से उस पानी में घुल जाती है। परिणामस्वरूप, गैस के तरल में घुलने से फ्लास्क के अंदर का दबाव (Pressure) अचानक गिर जाता है। चूंकि बाहर का दबाव (वायुमंडलीय दबाव/Atmospheric Pressure) समान रहता है, इसलिए फ्लास्क के अंदर और बाहर एक बड़ा दबाव अंतर पैदा होता है। इस दबाव अंतर को खत्म करने के लिए, बीकर का पानी वायुमंडलीय दबाव से धकेला जाता है और तेजी से फ्लास्क के अंदर खींच लिया जाता है। यही “फव्वारा” बनने का कारण है।
और गुलाबी रंग का रहस्य। ऐसा इसलिए है क्योंकि हमने पहले से ही बीकर के पानी में “फेनोल्फथेलिन घोल” नामक एक संकेतक (Indicator) मिला दिया था। फेनोल्फथेलिन में यह गुण होता है कि यह क्षारीय (Alkaline) तरल पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करके चमकीले गुलाबी रंग में बदल जाता है। चूंकि अमोनिया घुला हुआ पानी “अमोनिया पानी” (Ammonia Water) बन जाता है और क्षारीय प्रकृति दिखाता है, इसलिए ऊपर खींचा गया पानी एक सुंदर गुलाबी रंग में रंग जाता है।
वैसे, फव्वारे का बीच में रुक जाना इसलिए होता है क्योंकि फ्लास्क के पानी से भर जाने पर अंदर और बाहर का दबाव अंतर कम हो जाता है। यह भी वैज्ञानिक नियमों के काम करने का प्रमाण है।
प्रयोग का मज़ा “अप्रत्याशित नाटक” में है!
इस बार के प्रयोग में असफलता के कारण थे: पहली बार, अमोनिया की मात्रा कम थी, और दूसरी बार, जब हमने अमोनिया पानी को सीधे गर्म करने का प्रयास किया तो आग बहुत तेज थी। जाहिर है, हर चीज के लिए सावधानीपूर्वक तैयारी महत्वपूर्ण है। लेकिन, चाहे सफलता मिले या असफलता, यह सब सीखने की ओर ले जाता है। “यह काम क्यों नहीं किया?” और “अगली बार मैं कैसे सफल हो सकता हूँ?” – यह सोचने की प्रक्रिया ही शायद विज्ञान का सबसे दिलचस्प हिस्सा है। इस 1 जीत और 2 हार ने हमें सचमुच विज्ञान का अप्रत्याशित नाटक दिखाया।
और जानना चाहते हैं? अमोनिया फाउंटेन का उन्नत अनुप्रयोग
छात्रों को दिखाने के लिए, यह वीडियो भी बहुत आसानी से समझ आने वाला है।
मुझे एक और मजेदार प्रयोग वीडियो मिला। सामान्य फाउंटेन प्रयोगों में ट्रिगर वॉटर के लिए एक ड्रॉपर होता है, लेकिन इस वीडियो में वह नहीं है। केवल ट्यूब को पानी में डुबोए रखने से, अमोनिया धीरे-धीरे पानी में घुल जाती है, और जल्द ही फव्वारा अपने आप शुरू हो जाता है। अगर आप इसे डेमो के रूप में दिखाएंगे, तो लोग निश्चित रूप से हैरान रह जाएंगे!
इस प्रयोग में इस्तेमाल किया गया अमोनियम क्लोराइड, अगली यूनिट “पुनः क्रिस्टलीकरण” (Recrystallization) के प्रयोग में भी सुंदर क्रिस्टल दिखाता है। यह जानना कि एक ही पदार्थ विभिन्न वैज्ञानिक घटनाओं में शामिल है, रसायन विज्ञान के मज़ेदार पहलुओं में से एक है।
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