एक लैमिनेटेड शीट में एसिड और बेस के गुण! कम रसायन में होने वाला आसान “अल्ट्रा-माइक्रोप्लेट” प्रयोग
मैं हूँ साइंस ट्रेनर केन कुवाको। हर दिन एक नया प्रयोग!
जैसे ही हाइड्रोक्लोरिक अम्ल की एक बूंद गिरती है, मैग्नीशियम तैरने लगता है! और इसी एक प्रयोग से अम्ल और क्षार दोनों के गुण आसानी से समझ में आ जाते हैं।
इस बार मैं आपको कक्षा 9 (जापान की मिडिल स्कूल तीसरी कक्षा) में कराया गया “अम्ल और क्षार के गुणों का अवलोकन प्रयोग” दिखाने जा रहा हूँ। इसमें हमने छोटी-छोटी प्लास्टिक की बोतलों से केवल एक-एक बूंद अभिकर्मक डालने की सरल विधि अपनाई। BTB घोल, फिनॉल्फ्थेलीन, लिटमस पेपर और मजेदार प्रतिक्रिया देने वाली मैग्नीशियम रिबन की मदद से पूरी कक्षा में हर तरफ बस एक ही सवाल सुनाई दे रहा था—”ऐसा क्यों हुआ?”
बहुत कम रसायन, सफाई भी बेहद आसान — विज्ञान प्रयोगशाला सहायक द्वारा तैयार की गई शानदार शीट
हर समूह को एक लैमिनेटेड शीट दी जाती है, जिस पर छोटी बोतलों से बूंद-बूंद घोल डालकर प्रयोग किया जाता है। इसमें रसायनों की मात्रा बहुत कम लगती है, अपशिष्ट भी लगभग नहीं बनता और प्रयोग के बाद सफाई भी बेहद आसान होती है। यानी यह प्रयोग हर मायने में बेहतरीन है। इसे माइक्रोप्लेट प्रयोग का और भी छोटा रूप कह सकते हैं—यानी एक तरह का सुपर माइक्रोप्लेट प्रयोग।
शीट कुछ इस तरह दिखती है (डाउनलोड करके उपयोग करें)।
अम्ल और क्षार प्रयोग शीट (लैमिनेशन हेतु PDF) Word डाउनलोड
इसे कागज़ पर प्रिंट करके लैमिनेट कर दें और प्रयोग के लिए सब तैयार हो जाएगा। मूल विचार मुझे हमारी विज्ञान प्रयोगशाला की सहायक A-सान द्वारा हाथ से बनाई गई एक शीट देखकर मिला था। बाद में उसमें सुधार करके अब हम यही संस्करण इस्तेमाल करते हैं।
सबसे पहले, संकेतक (इंडिकेटर) इस तरह व्यवस्थित किए जाते हैं।
मैग्नीशियम रिबन आखिर घोल में “तैरता” क्यों है?
अब हाइड्रोक्लोरिक अम्ल, सल्फ्यूरिक अम्ल आदि को ऊपर से नीचे की दिशा में बूंद-बूंद डालते हैं। रंगों का बदलना और अलग-अलग प्रतिक्रियाएँ देखकर छात्र बेहद उत्साहित हो जाते हैं। लेकिन सबसे अधिक ध्यान खींचता है वह क्षण, जब मैग्नीशियम रिबन घोल के भीतर किसी जीव की तरह तैरता हुआ दिखाई देता है।
असल में यह पूरी तरह रासायनिक अभिक्रिया का परिणाम है। जब मैग्नीशियम हाइड्रोक्लोरिक अम्ल से अभिक्रिया करता है, तो हाइड्रोजन गैस बनती है। रिबन की सतह पर असंख्य सूक्ष्म बुलबुले चिपक जाते हैं। यही बुलबुले उछाल (Buoyancy) पैदा करते हैं, जिससे रिबन कभी ऊपर उठता है, फिर बुलबुले फूटते ही नीचे डूब जाता है। यह क्रम लगातार चलता रहता है और ऐसा लगता है मानो वह सचमुच तैर रहा हो।
जो चीज़ आँखों से दिखाई देती है, उसके पीछे अक्सर कोई अदृश्य प्रक्रिया काम कर रही होती है। यही तो रसायन विज्ञान की सबसे रोमांचक बात है।
यह बीच की अवस्था की तस्वीर है, जहाँ तक नमक के घोल (सोडियम क्लोराइड) का प्रयोग किया जा चुका है। यहाँ एक महत्वपूर्ण बात याद रखें।
अमोनिया का घोल हमेशा सबसे अंत में ही डालें।
ऐसा करने पर एक बेहद रोचक घटना देखने को मिलती है।
छुए बिना रंग कैसे बदल गया? पड़ोसी रासायनिक अभिक्रिया का रहस्य
यह अंतिम परिणाम है।
इस प्रयोग की सबसे दिलचस्प घटना अमोनिया के साथ हुई। जैसे ही अंत में अमोनिया का घोल डाला गया, उसके बगल में रखे साधारण नमक के घोल का रंग भी बदल गया। यह देखकर पूरी कक्षा हैरान रह गई।
ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि अमोनिया वाष्प बनकर हवा में फैल गया और पास रखे नमक के घोल तक पहुँच गया। शुरुआत में जो घोल उदासीन (Neutral) था, वह अमोनिया के प्रभाव से क्षारीय (Alkaline) हो गया। सचमुच, यह “पड़ोसी रासायनिक अभिक्रिया” का शानदार उदाहरण था।
इस घटना का मूल कारण यह है कि अमोनिया सामान्य तापमान पर भी आसानी से गैस बन जाता है। अमोनिया के घोल से निकलने वाले अणु हवा में फैलते हैं और पास के नमक के घोल में घुल जाते हैं, जिससे उसका pH बदल जाता है। यानी दोनों द्रव एक-दूसरे को छुए बिना भी गैस के माध्यम से एक-दूसरे को प्रभावित कर सकते हैं।
ठीक यही सिद्धांत तब भी काम करता है, जब किसी कमरे में इत्र की खुशबू धीरे-धीरे फैल जाती है या बिना वेंटिलेशन वाले कमरे में तेज़ गंध हर तरफ भर जाती है। इस छोटे-से प्रयोग क्षेत्र में वास्तव में “गैस का प्रसार” (Diffusion) हो रहा था।
ऐसे अप्रत्याशित परिणाम ही विज्ञान प्रयोगों को रोमांचक बनाते हैं। पूरी कक्षा में लगातार “क्यों?” और “ऐसा कैसे?” जैसे सवाल गूंजते रहे। यदि आपके पास भी अवसर हो, तो घर या विद्यालय में उपलब्ध साधारण सामग्री से अम्ल और क्षार का यह प्रयोग ज़रूर आज़माइए। हो सकता है, आपको भी कोई नया और आश्चर्यजनक अवलोकन देखने को मिल जाए।
अभिकर्मकों की तैयारी
・3% हाइड्रोक्लोरिक अम्ल → पहले 10% हाइड्रोक्लोरिक अम्ल का घोल तैयार करके रखें, फिर उससे आवश्यक मात्रा में पतला करना सुविधाजनक रहता है। पतला करने की विधि के लिए नीचे दिए गए लेख को देखें।
・2% सोडियम हाइड्रॉक्साइड → 2g सोडियम हाइड्रॉक्साइड में पानी मिलाकर कुल 100g घोल तैयार करें।
・1% अमोनिया घोल → बाज़ार में मिलने वाले 25% अमोनिया घोल के 3mL में पानी मिलाकर कुल 100mL घोल बनाएँ।
・5% नमक का घोल → 5g खाने का नमक लेकर पानी मिलाकर कुल 100g घोल तैयार करें। संतृप्त नमक का घोल भी उपयोग किया जा सकता है।
・2.5% सल्फ्यूरिक अम्ल → सघन सल्फ्यूरिक अम्ल (लगभग 95%, घनत्व 1.85g/cm3) के 1.5mL को 100mL पानी में धीरे-धीरे मिलाएँ। कभी भी इसका उल्टा न करें, अर्थात् सघन सल्फ्यूरिक अम्ल में पानी न डालें।
सभी तैयार घोल यदि Petit Bottle (Narika) में रखे जाएँ तो प्रयोग करना बहुत सुविधाजनक हो जाता है। चूँकि इस प्रयोग में केवल रंग परिवर्तन का अवलोकन करना होता है, इसलिए घोलों को सीधे लैमिनेटेड शीट पर टपकाया जा सकता है। प्रयोग समाप्त होने के बाद बस पानी से धोकर एक बार कपड़े से पोंछ दें, शीट फिर से बिल्कुल नई जैसी हो जाती है।
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