मैंने ज्वालामुखी बनाया – और यह धमाकेदार मज़ेदार निकला! पूरा प्रयोग नुस्ख़ा (प्लास्टर और बेकिंग सोडा से ज्वालामुखी मॉडल)

नमस्ते, मैं साइंस ट्रेनर कुवाको केन हूँ। मेरे लिए हर दिन एक प्रयोग है।

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विज्ञान की कक्षा में, ‘खुद करके देखना’ सबसे मजेदार होता है। जब छात्र-छात्राओं की आँखों में चमक और “समझ आ गया!” की आवाज सुनाई देती है, तो हम शिक्षकों को भी बहुत खुशी होती है। कुछ दिन पहले, मैं इंटर्नशिप कर रहे एच. सेंसई के साथ “ज्वालामुखी” पर एक क्लास ले रहा था, और हमने जो ज्वालामुखी विस्फोट का प्रयोग किया, वह सचमुच जिज्ञासा को जगाने वाला था।

“मैग्मा की चिपचिपाहट का ज्वालामुखी के आकार से क्या लेना-देना है?”

सिर्फ किताबों से ज्ञान रटने के बजाय, विज्ञान का मजा तो ‘देखने, छूने और महसूस करने’ में है। इसलिए, हमने सोचा क्यों न आसपास मिलने वाली चीजों से ही ज्वालामुखी विस्फोट का मॉडल बनाया जाए! यह प्रयोग जितना आसान दिखता है, उतना ही गहरा भी है।

इसके लिए हमें चाहिए सिर्फ चार चीजें: प्लास्टर ऑफ पेरिस, बेकिंग सोडा, कपड़े धोने वाला गोंद, और पानी। इन चार चीजों के अनुपात को थोड़ा सा बदल कर ही आप मैग्मा के बहाव और चिपचिपाहट में फर्क देख सकते हैं। यह अनुभव ऐसा लगता है मानो आप सचमुच ज्वालामुखी की गतिविधि को देख रहे हों।

सबसे दिलचस्प बात तब होती है जब प्लास्टर ऑफ पेरिस (कैल्शियम सल्फेट: CaSO4), बेकिंग सोडा (सोडियम बाइकार्बोनेट: NaHCO3), और पानी को मिलाया जाता है। आप जानते हैं कि इससे क्या होता है? जी हाँ, कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) गैस निकलती है! इस गैस के कारण, हमारा मिश्रण धीरे-धीरे फूलने लगता है, बिल्कुल वैसे ही जैसे असली ज्वालामुखी विस्फोट से पहले फूलता है। यह एहसास कि कैसे एक छोटा सा केमिकल रिएक्शन एक विशाल प्राकृतिक घटना से जुड़ा है, यही तो विज्ञान शिक्षा का असली मजा है, है न?

एच. सेंसई के साथ हमने कई बार अनुपात बदलकर प्रयोग किए और तब जाकर हमें वह सटीक “रेसिपी” मिली, जिसमें हमें लगा “हाँ, यह काम करेगा!”। इसमें काफी समय लगा, लेकिन जब यह सफल हुआ तो उसकी खुशी और संतुष्टि का कोई ठिकाना नहीं था। यही तो है विज्ञान की असली खोज! आज, मैं आपके साथ हमारे प्रयोगों के बाद मिली सफलता की कहानी और ज्वालामुखी विस्फोट के लिए सही सामग्री के अनुपात के बारे में विस्तार से बताऊंगा।

सामान की लिस्ट

・प्लास्टिक कंटेनर
・प्लास्टर ऑफ पेरिस 10g x 2 ← जिप लॉक बैग में रखें
・बेकिंग सोडा 5g x 2 ← इवेपोरेटिंग डिश में रखें
・कपड़े धोने वाला गोंद (PVA)
・पानी
・चम्मच
・ग्लास रॉड
・ट्रे

प्लास्टिक कंटेनर के लिए, हमने डायसो में मिलने वाले इस कंटेनर का इस्तेमाल किया। इसका आकार बहुत महत्वपूर्ण है, इसलिए अगर आप भी इसी तरीके से प्रयोग कर रहे हैं, तो यही वाला लें।

डायसो 70 मिलीलीटर 4P गोल मिनी पैक

इस प्लास्टिक कंटेनर के नीचे छेद करने के लिए कील का उपयोग करें और पहले से ही उस पर टेप लगा दें।

और सबसे जरूरी, अनुपात:

कम चिपचिपा मैग्मा: PVA गोंद 1 मिलीलीटर + पानी 30 मिलीलीटर
ज्यादा चिपचिपा मैग्मा: PVA गोंद 10 मिलीलीटर + पानी 15 मिलीलीटर

इन मिश्रणों को पहले से ही अलग-अलग पैकेट में तैयार करके रखें।

【प्रयोग के चरण】

① PVA गोंद और पानी वाले प्लास्टिक कंटेनर को ग्लास रॉड से अच्छी तरह मिलाएं।
② अब उस कंटेनर में 10g प्लास्टर ऑफ पेरिस (जिप लॉक बैग वाला) डालें।
③ कंटेनर में मौजूद प्लास्टर ऑफ पेरिस, PVA गोंद और पानी को ग्लास रॉड से अच्छी तरह मिलाएं।
④ जब ये अच्छी तरह मिल जाएं, तो 5g बेकिंग सोडा मिलाएं, और जल्दी से पूरे मिश्रण को ग्लास रॉड से मिला दें।

सबसे महत्वपूर्ण बात है, जल्दी से मिलाना और ढक्कन लगाना।
※ बेकिंग सोडा जमा हुआ हो सकता है, इसलिए चम्मच से उसे पहले ही तोड़कर बारीक कर लें!

⑤ प्लास्टिक कंटेनर का ढक्कन बंद करें, ट्रे पर उसे उल्टा रखें और तुरंत उस पर लगी टेप हटा दें।
⑥ लावा मॉडल को ऊपर से देखें और घोल (लावा) के फैलने का ध्यानपूर्वक निरीक्षण करें।

※ प्रयोग करने वाला व्यक्ति पॉलीथीन दस्ताने जरूर पहने! और सभी को लैब कोट और सुरक्षा चश्मा पहनना चाहिए!

इस प्रयोग को कम और ज्यादा चिपचिपी अवस्था, दोनों के लिए करें।

जब हमने यह किया तो ऐसा दिखा:

जब मैग्मा गाढ़ा था

ऊपर से देखने पर,

जब मैग्मा पतला था

एच. सेंसई की सूझबूझ से, हमने दोनों को एक काली ट्रे पर रखकर देखा।

चार लोगों के एक सेट के साथ, यह प्रयोग बहुत मजेदार रहा। अनुपात बहुत बढ़िया था। एच. सेंसई, आपका बहुत-बहुत धन्यवाद।

【इस अनुपात से विस्फोट क्यों होता है?】

इस प्रयोग की सफलता का राज, प्लास्टर ऑफ पेरिस, बेकिंग सोडा, और पानी के बीच होने वाले रासायनिक रिएक्शन में छिपा है।

बेकिंग सोडा के टूटने से कार्बन डाइऑक्साइड का बनना: बेकिंग सोडा (सोडियम बाइकार्बोनेट: NaHCO3) पानी में घुलने पर कुछ हिस्सा टूटकर कार्बोनेट आयन (CO3
2−) और बाइकार्बोनेट आयन (HCO3−) बनाता है, और फिर कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और पानी बनता है।

2NaHCO3​⇌Na2​CO3​+H2​O+CO2​↑

प्लास्टर ऑफ पेरिस और बेकिंग सोडा की प्रतिक्रिया से कार्बन डाइऑक्साइड का बनना: प्लास्टर ऑफ पेरिस (कैल्शियम सल्फेट: CaSO4) पानी में घुलने पर कैल्शियम आयन (Ca2+) बनाता है, जो बेकिंग सोडा से बनने वाले बाइकार्बोनेट आयन (HCO3−) के साथ प्रतिक्रिया करता है। इससे कैल्शियम कार्बोनेट (CaCO3) बनता है और साथ ही कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और पानी भी निकलते हैं।

कपड़े धोने वाला गोंद (PVA) का काम: कपड़े धोने वाले गोंद में पॉलीविनाइल अल्कोहल (PVA) होता है, जो पानी में घुलने पर लंबे अणुओं को आपस में फंसाकर गाढ़ापन बढ़ा देता है। यह PVA ही बनने वाले कार्बन डाइऑक्साइड के बुलबुलों को रोककर रखता है, जिससे बुलबुले एक साथ बाहर नहीं निकलते, बल्कि धीरे-धीरे फूलते और फिर फटते हैं, जिससे ‘चिपचिपा विस्फोट’ होता है। यदि PVA की मात्रा कम हो, तो बुलबुले तुरंत निकल जाते हैं और लावा पतला बहता है (हवाई जैसे शील्ड ज्वालामुखी की तरह), और अगर मात्रा ज्यादा हो, तो लावा बहुत गाढ़ा होकर गुंबद की तरह उभरता है (जैसे शोवाशिंज़ान)।

इस प्रयोग से छात्र न केवल ज्वालामुखी के आकार बनने की प्रक्रिया देखते हैं, बल्कि इसके पीछे के रासायनिक प्रतिक्रियाओं और सामग्री के भौतिक गुणों को भी समझते हैं, जो ज्वालामुखी जैसे प्राकृतिक घटना को प्रभावित करते हैं।

थोड़ी सी कोशिश और बार-बार प्रयोग करने पर, यह ज्वालामुखी विस्फोट प्रयोग छात्रों की जिज्ञासा को बहुत बढ़ा सकता है और इसे एक दिलचस्प क्लास बना सकता है। अगली क्लास में इसे जरूर आजमाकर देखें!

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