यही है विज्ञान! तांबे की प्लेट और चॉपस्टिक से तांबे को फिर जीवित करना — ऑक्सीकरण और अपचयन का नाटकीय प्रयोग

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

क्या आप कल्पना कर सकते हैं कि बिल्कुल काला पड़ चुका कोई धातु पलक झपकते ही अपनी पुरानी चमक वापस पा ले? विज्ञान की प्रयोगशाला में हम जिस तांबे (Copper) से परिचित हैं, वह असल में एक बेहतरीन अभिनेता की तरह है जो बार-बार अपना रूप बदलता है। आज हम ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के बीच चलने वाले “ऑक्सीकरण (Oxidation) और अपचयन (Reduction)” के उस रोमांचक नाटक को देखेंगे, जो किसी जादू से कम नहीं लगता।

ऑक्सीकरण: जब सुंदर तांबा पड़ गया “बिल्कुल काला”!

यह प्रयोग एक स्कूल की क्लास में छात्र खुद कर रहे थे, और उनके चेहरे की हैरानी देखकर मैं भी अपनी खुशी नहीं रोक पाया।

प्रयोग का तरीका बहुत ही सरल है। सबसे पहले, एक सिक्के जैसे चमकदार लाल-भूरे रंग की तांबे की प्लेट (Copper plate) लें और उसे गैस बर्नर पर गर्म करें। देखते ही देखते वह सुंदर चमक गायब हो जाएगी और तांबा बिल्कुल काला पड़ जाएगा। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि गर्मी के कारण तांबा हवा की ऑक्सीजन के साथ तेजी से जुड़ जाता है और एक नया पदार्थ बना लेता है जिसे कॉपर ऑक्साइड (CuO) कहते हैं। विज्ञान की भाषा में इसे ऑक्सीकरण (Oxidation) कहा जाता है।

इसे रासायनिक सूत्र (Chemical Formula) में इस तरह लिखा जाता है:

अपचयन भाग 1: लकड़ी की तीली से “इंद्रधनुषी वापसी”

असली जादू तो अब शुरू होता है। इस काले पड़ चुके कॉपर ऑक्साइड पर हम लकड़ी की एक साधारण तीली (Chopstick) रखते हैं।

फिर क्या होता है? लकड़ी की तीली के संपर्क में आते ही तांबा अपनी वही लाल-भूनी चमक दिखाने लगता है!

ऐसा इसलिए होता है क्योंकि लकड़ी में मौजूद कार्बन, कॉपर ऑक्साइड से ऑक्सीजन को अपनी ओर खींच लेता है। सबसे हैरान करने वाली बात तो तब होती है जब हम तीली हटाते हैं। एक पल के लिए वह इंद्रधनुष की तरह चमकता है और फिर से हवा की ऑक्सीजन से क्रिया करके काला पड़ने लगता है। रंगों का यह बदलता हुआ खेल देखकर पूरी क्लास तालियों से गूंज उठी।

इसका रासायनिक सूत्र कुछ इस प्रकार है:

2CuO + C → 2Cu + CO₂

अपचयन भाग 2: हाइड्रोजन के साथ “पल भर का जादू”

अगला प्रयोग हाइड्रोजन के साथ है। नीचे दिए गए वीडियो में दिखाई गई महिला की प्रतिक्रिया इतनी मजेदार है कि आप भी विज्ञान के इस जादू के कायल हो जाएंगे।

इस प्रयोग में, तांबे (Cu) के एक तार को गर्म करके काला किया जाता है और फिर उसे हाइड्रोजन गैस (H₂) से भरी एक परखनली (Test tube) में डाला जाता है।

और फिर… जैसे किसी ने जादुई छड़ी घुमा दी हो, वह काला तांबा एक ही सेकंड में अपने असली सुंदर लाल रंग में वापस आ जाता है!

ऑक्सीजन के लिए “छीना-झपटी की जंग”

रंग इतनी जल्दी वापस कैसे आ गया? असल में यह ऑक्सीजन को पाने की एक होड़ है।

हाइड्रोजन और कार्बन जैसे तत्वों में ऑक्सीजन से जुड़ने की इच्छा तांबे की तुलना में बहुत अधिक होती है। जब ये काले कॉपर ऑक्साइड के करीब आते हैं, तो वे उससे ऑक्सीजन छीन लेते हैं और खुद पानी (H₂O) या कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) बन जाते हैं। इस तरह, ऑक्सीजन छिन जाने के बाद तांबा फिर से शुद्ध और चमकता हुआ बन जाता है। किसी पदार्थ से ऑक्सीजन निकालने की इस प्रक्रिया को अपचयन (Reduction) कहते हैं।

इसका रासायनिक सूत्र इस तरह दिखता है:

हमारे जीवन को सहारा देती “अपचयन” की शक्ति

शायद आपको जानकर हैरानी हो, लेकिन यह अपचयन की प्रक्रिया आधुनिक दुनिया को चलाने वाली सबसे महत्वपूर्ण तकनीकों में से एक है।

उदाहरण के लिए लोहा, जिससे बड़ी इमारतें और गाड़ियाँ बनती हैं। प्राकृतिक रूप से लोहा “आयरन ऑक्साइड” के रूप में मिट्टी में पाया जाता है। इसमें कार्बन मिलाकर ऑक्सीजन को निकाला जाता है (यानी अपचयन किया जाता है), तभी हमें वह मजबूत लोहा मिलता है जिसे हम इस्तेमाल करते हैं। स्कूल की लैब के छोटे से प्रयोग से लेकर विशाल स्टील प्लांट तक, विज्ञान के ये तार आपस में जुड़े हुए हैं।

असली प्रयोग: खुद के कोयले से करें अपचयन!

स्कूलों में हम लकड़ी के कोयले (Charcoal) का इस्तेमाल करते हैं। आप बाजार से खरीदा कोयला भी ले सकते हैं, लेकिन लकड़ी की तीली (Chopstick) से अपना कोयला खुद बनाना और भी मजेदार है!

成功のコツは混ぜ方にあり！大豆サイズの銅が！（酸化銅の還元実験）

खास बात यह है कि घर के बने कोयले से रिएक्शन बहुत अच्छा होता है और तांबा बहुत चमकता है। इसे बनाना आसान है:

एक स्टील के डिब्बे में लकड़ी की तीलियों को तोड़कर ठूस-ठूस कर भर दें। फिर इसे गैस बर्नर पर गर्म करें। स्टील का डिब्बा गर्मी झेल सकता है, इसलिए यह सबसे अच्छा रहता है।

ध्यान रहे कि तीलियाँ सीधी न जलें, बल्कि अंदर ही अंदर पकें। इसमें से धुआं निकलेगा, इसलिए इसे खुली जगह या वेंटिलेशन में करें। बीच में “वुड गैस” (Wood gas) निकलेगी जो जल सकती है, बस यह ध्यान रखें कि तीलियाँ पूरी तरह राख न बन जाएं।

करीब 35 मिनट बाद डिब्बा ठंडा होने पर निकालें, आपका बेहतरीन कोयला तैयार है! इसे पीसकर पाउडर बना लें और कॉपर ऑक्साइड के साथ मिलाकर प्रयोग करें।

छात्रों ने जब यह किया, तो उन्हें इतना शानदार तांबा मिला कि सब दंग रह गए!

यह वाकई में दिल जीत लेने वाला अनुभव है!

अगली बार जब आप अपने आसपास कोई धातु देखें, तो सोचिएगा—”क्या यह ऑक्सीकृत है या अपचयन से बना है?” ऑक्सीजन का यह नाटक हर जगह चल रहा है!

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