बिजली कहाँ चली गई? तटस्थीकरण अभिक्रिया से बना भावनात्मक “V-आकार ग्राफ” का रहस्य! (बेरियम हाइड्रॉक्साइड और सल्फ्यूरिक एसिड प्रयोग)

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

इस बार, मैं आपके लिए विज्ञान के सबसे रोमांचक प्रयोगों में से एक लेकर आया हूँ: “बेरियम हाइड्रोक्साइड और सल्फ्यूरिक एसिड के बीच न्यूट्रलाइजेशन रिएक्शन”। यह प्रयोग केवल एक रासायनिक अभिक्रिया नहीं है, बल्कि एक जादुई अनुभव है। जैसे-जैसे अभिक्रिया होती है, घोल से आयन गायब होने लगते हैं और इसे आप एमीटर की सुई में साफ़ देख सकते हैं। जब आप इस डेटा का ग्राफ बनाते हैं, तो यह एक बेहद खूबसूरत V-आकार का कर्व बनाता है। विज्ञान की मिठास से भरे इस प्रयोग की तैयारी से लेकर इसके शानदार अंत तक, आइए विस्तार से समझते हैं!

तैयारी: सफलता का राज “साफ़ घोल” में है!

सबसे पहले तैयारी से शुरुआत करते हैं। सटीक तैयारी ही सुरक्षित और सफल प्रयोग की पहली सीढ़ी है।

1. बेरियम हाइड्रोक्साइड घोल कैसे बनाएं

प्रयोग के दिन से कुछ दिन पहले, पानी में पर्याप्त बेरियम हाइड्रोक्साइड घोलें और इसे कुछ दिनों के लिए बिना हिलाए छोड़ दें। हमें केवल ऊपर के उस साफ़ घोल (supernatant liquid) का उपयोग करना है। चूंकि बेरियम हाइड्रोक्साइड एक शक्तिशाली क्षार (strong alkali) है, इसलिए सुरक्षा चश्मा (safety goggles) पहनना न भूलें। हवा की कार्बन डाइऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके यह सफेद परत (बेरियम कार्बोनेट) बना लेता है, इसलिए इसे पहले से बनाकर न रखें, हर प्रयोग के लिए ताज़ा तैयार करें। बीकर को रैप से ढंक कर रखें।

मात्रा का अनुमान (4 क्लास के लिए): 220mL पानी में लगभग 10g बेरियम हाइड्रोक्साइड ऑक्टाहाइड्रेट मिलाने से सैचुरेटेड घोल बन जाएगा। उदाहरण के लिए, 8 समूहों के लिए 5mL प्रति समूह के हिसाब से 40mL पर्याप्त है, यानी 4 क्लास के लिए 160mL काफी होगा।

बाएं वाला ताजा बना घोल है, और दाएं वाला एक सप्ताह पुराना। यह पारदर्शी हो जाता है और ऊपर एक परत बन जाती है।

2. सल्फ्यूरिक एसिड तैयार करना (पतला करने का नियम!)

अब सल्फ्यूरिक एसिड तैयार करें। यहाँ एक बेहद जरूरी नियम है जिसे कभी नहीं भूलना चाहिए: “सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड में कभी भी पानी न डालें।” ऐसा करने से बहुत अधिक गर्मी पैदा होती है और एसिड छलक कर गिर सकता है, जो खतरनाक है। हमेशा “पानी में धीरे-धीरे सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड डालें”।

पतला करने का अनुमान (4 क्लास के लिए): 51mL पानी में सावधानी से 3mL सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड डालें, और फिर इसे 10 गुना पतला करके कुल 540mL (लगभग 0.1mol/L) बनाएं।

टेस्ट ट्यूब में 15mL भरकर पिपेट के साथ रखें ताकि छात्र आसानी से नाप सकें। साथ ही, हर ग्रुप के लिए बीकर में 5mL बेरियम हाइड्रोक्साइड का घोल तैयार रखें।

तैयारी पूरी होने के बाद, चलिए प्रयोग शुरू करते हैं।

सर्किट कुछ इस तरह दिखेगा। यहाँ Petit-X मिनी पावर सप्लाई का उपयोग किया गया है, लेकिन कोई भी सामान्य पावर सप्लाई काम करेगी।

स्विच ऑन! वोल्टेज सेट करें

पावर सप्लाई कनेक्ट करें और वोल्टेज को 5V पर सेट करके बिजली चालू करें। इस समय घोल में बहुत सारे आयन होते हैं, इसलिए करंट अच्छी तरह प्रवाहित होगा।

करंट नापने के लिए हमने Petit Meter का उपयोग किया। यह बहुत सुविधाजनक है।

सल्फ्यूरिक एसिड की बूंद-बूंद डालें

अब असली मजा शुरू होता है। सल्फ्यूरिक एसिड को 1mL करके डालें और हर बार एमीटर की रीडिंग नोट करें।

रोमांचक V-ग्राफ! बिजली गायब क्यों हुई?

जब आप डेटा का ग्राफ बनाएंगे, तो परिणाम हैरान कर देने वाला होगा।

सल्फ्यूरिक एसिड डालने के साथ करंट लगातार कम होता जाता है और एक बिंदु पर लगभग शून्य हो जाता है। लेकिन जैसे ही आप उस बिंदु से आगे बढ़ते हैं, करंट फिर से बढ़ने लगता है!

आखिर यह शानदार V-आकार क्यों बनता है? इसका राज है अभिक्रिया से बनने वाला “अघुलनशील नमक (insoluble salt)”। जब बेरियम हाइड्रोक्साइड और सल्फ्यूरिक एसिड मिलते हैं, तो “बेरियम सल्फेट” बनता है जो पानी में नहीं घुलता और सफेद तलछट (precipitate) के रूप में नीचे बैठ जाता है।

चूंकि बिजली ले जाने वाले आयन आपस में मिलकर ठोस बन जाते हैं, इसलिए बिजली को ले जाने वाला कोई नहीं बचता और करंट रुक जाता है। फिर जब और एसिड डाला जाता है, तो अतिरिक्त सल्फ्यूरिक एसिड के आयन बढ़ जाते हैं और करंट फिर से बहने लगता है। ध्यान रहे कि हाइड्रोक्लोरिक एसिड और सोडियम हाइड्रोक्साइड के मामले में बनने वाला नमक (NaCl) पानी में घुल जाता है, इसलिए वहां ऐसा नहीं होता। यानी, इस प्रयोग का असली हीरो “अघुलनशीलता” है।

निष्कर्ष: विज्ञान का असली आनंद “बदलाव” में है

करंट को शून्य की ओर गिरते हुए देखना हर बार एक अनोखा अनुभव होता है। केवल किताबों में “आयन कम हो रहे हैं” पढ़ने के बजाय, अपनी आँखों से एमीटर की सुई को रुकते हुए देखना यह अहसास कराता है कि “सूक्ष्म दुनिया में वाकई कुछ बड़ा हो रहा है!” यह प्रयोग दृश्य और डेटा के माध्यम से रसायन विज्ञान की सुंदरता को दर्शाता है। आप भी इस V-आकार के पीछे छिपे विज्ञान के रोमांच को जरूर आजमाएं!

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