डिल्डिना जूलिया

लौ का एक अलग रंग हो सकता है, यह सब केवल धातु के नमक पर निर्भर करता है जो इसमें डाला जाता है।

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MAOU माध्यमिक विद्यालय संख्या 40

विषय

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तरीकों में से एक के रूप में लौ का रंग।

डिल्डिना यूडिया,

9g कक्षा।, MAOU माध्यमिक विद्यालय संख्या 40

पर्यवेक्षक:

गुरकिना स्वेतलाना मिखाइलोव्ना,

जीव विज्ञान और रसायन शास्त्र के शिक्षक।

पर्म, 2015

1. परिचय।
2. अध्याय 1 विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान।
3. अध्याय 2 विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तरीके।
4. अध्याय 3 ज्वाला रंग प्रतिक्रियाएँ।
5. निष्कर्ष।

परिचय।

मैं बचपन से ही केमिस्टों के काम पर मोहित था। वे जादूगर प्रतीत होते थे, जिन्होंने प्रकृति के कुछ छिपे हुए नियमों को सीखकर अज्ञात का निर्माण किया। इन जादूगरों के हाथों में, पदार्थ रंग बदलते हैं, प्रज्वलित होते हैं, गर्म होते हैं या ठंडा होते हैं, फट जाते हैं। जब मैं केमिस्ट्री की क्लास में आया तो पर्दा उठने लगा और मुझे समझ आने लगा कि केमिकल प्रोसेस कैसे होते हैं। पूरा केमिस्ट्री कोर्स मेरे लिए काफी नहीं था, इसलिए मैंने इस प्रोजेक्ट पर काम करने का फैसला किया। मैं चाहता था कि जिस विषय पर मैं काम कर रहा हूं वह सार्थक हो, मुझे रसायन विज्ञान की परीक्षा के लिए बेहतर तैयारी करने में मदद मिले, और सुंदर और विशद प्रतिक्रियाओं के लिए मेरी लालसा को पूरा किया।

जब हम क्षार धातुओं का अध्ययन करते हैं तो रसायन विज्ञान के पाठों में हम विभिन्न रंगों में धातु आयनों के साथ लौ के रंग का अध्ययन करते हैं। जब मुझे इस विषय में दिलचस्पी हुई, तो पता चला कि इस मामले में, इसका पूरी तरह से खुलासा नहीं किया गया था। मैंने इसका और अधिक विस्तार से अध्ययन करने का निर्णय लिया।

लक्ष्य: इस काम की मदद से, मैं सीखना चाहता हूं कि कुछ लवणों की गुणात्मक संरचना का निर्धारण कैसे किया जाता है।

कार्य:

1. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान को जानें।
2. विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के तरीकों को जानें और मेरे काम के लिए सबसे उपयुक्त चुनें।
3. प्रयोग का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए कि कौन सी धातु नमक का हिस्सा है।

अध्याय 1।

विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्र।

विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्र -रसायन विज्ञान की शाखा जो अध्ययन करती है रासायनिक संरचनाऔर आंशिक रूप से पदार्थों की संरचना।

इस विज्ञान का उद्देश्य पदार्थों को बनाने वाले रासायनिक तत्वों या तत्वों के समूह का निर्धारण करना है।

इसके अध्ययन का विषय मौजूदा में सुधार और विश्लेषण के नए तरीकों का विकास, उनके लिए अवसरों की खोज है व्यावहारिक आवेदन, विश्लेषणात्मक तरीकों की सैद्धांतिक नींव का अध्ययन।

विधियों के कार्य के आधार पर, गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण को प्रतिष्ठित किया जाता है।

1. गुणात्मक विश्लेषण - तत्वों, मूलकों और यौगिकों का पता लगाने के लिए उपयोग किए जाने वाले रासायनिक, भौतिक-रासायनिक और भौतिक तरीकों का एक सेट जो विश्लेषण किए गए पदार्थ या पदार्थों के मिश्रण को बनाते हैं। गुणात्मक विश्लेषण में, कोई आसानी से व्यवहार्य, विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग कर सकता है, जिसमें रंग की उपस्थिति या गायब होना, एक अवक्षेप की रिहाई या विघटन, गैस का गठन आदि मनाया जाता है। ऐसी प्रतिक्रियाओं को गुणात्मक कहा जाता है और इसके साथ इनकी सहायता से किसी पदार्थ के संघटन की आसानी से जांच की जा सकती है।

गुणात्मक विश्लेषण अक्सर जलीय घोलों में किया जाता है। यह आधारित है आयनिक प्रतिक्रियाएंऔर आपको वहां मौजूद पदार्थों के धनायनों या आयनों का पता लगाने की अनुमति देता है। रॉबर्ट बॉयल को इस विश्लेषण का संस्थापक माना जाता है। उन्होंने . की इस धारणा को पेश किया रासायनिक तत्वजटिल पदार्थों के गैर-अपघट्य मूल भागों के रूप में, जिसके बाद उन्होंने अपने समय में ज्ञात सभी गुणात्मक प्रतिक्रियाओं को व्यवस्थित किया।

1. मात्रात्मक विश्लेषण - बनाने वाले घटकों के अनुपात को निर्धारित करने के लिए रासायनिक, भौतिक-रासायनिक और भौतिक तरीकों का एक सेट

विश्लेषण इसके परिणामों के आधार पर, कोई संतुलन स्थिरांक, घुलनशीलता उत्पाद, आणविक और परमाणु द्रव्यमान निर्धारित कर सकता है। ऐसा विश्लेषण करना अधिक कठिन है, क्योंकि इसके लिए सावधानीपूर्वक और अधिक श्रमसाध्य दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है, अन्यथा परिणाम उच्च त्रुटियां दे सकते हैं और कार्य शून्य हो जाएगा।

मात्रात्मक विश्लेषण आमतौर पर गुणात्मक विश्लेषण से पहले होता है।

अध्याय दो

रासायनिक विश्लेषण के तरीके।

रासायनिक विश्लेषण के तरीकों को 3 समूहों में बांटा गया है।

1. रासायनिक तरीकेरासायनिक प्रतिक्रियाओं के आधार पर।

इस मामले में, केवल ऐसी प्रतिक्रियाओं का उपयोग विश्लेषण के लिए किया जा सकता है जो एक दृश्य बाहरी प्रभाव के साथ होते हैं, उदाहरण के लिए, समाधान के रंग में परिवर्तन, गैसों का विकास, अवक्षेपण या अवक्षेप का विघटन, आदि। ये बाहरी प्रभाव काम करेंगे इस मामले में विश्लेषणात्मक संकेतों के रूप में। रासायनिक परिवर्तन जो होते हैं उन्हें विश्लेषणात्मक प्रतिक्रिया कहा जाता है, और वे पदार्थ जो इन प्रतिक्रियाओं का कारण बनते हैं उन्हें रासायनिक अभिकर्मक कहा जाता है।

सभी रासायनिक विधियों को दो समूहों में बांटा गया है:

1. प्रतिक्रिया समाधान में की जाती है, तथाकथित "गीला मार्ग"।
2. सॉल्वैंट्स के उपयोग के बिना ठोस पदार्थों के साथ विश्लेषण करने की एक विधि, ऐसी विधि को "शुष्क पथ" कहा जाता है। इसे पाइरोकेमिकल विश्लेषण और ट्रिट्यूरेशन विश्लेषण में विभाजित किया गया है। परपायरोकेमिकल विश्लेषण औरजांच के तहत पदार्थ को गैस बर्नर की लौ में गर्म किया जाता है। इस मामले में, कई धातुओं के वाष्पशील लवण (क्लोराइड, नाइट्रेट, कार्बोनेट) लौ को एक निश्चित रंग देते हैं। आतिशबाज़ी विश्लेषण का एक अन्य तरीका रंगीन मोती (चश्मा) का उत्पादन है। मोती प्राप्त करने के लिए, धातु के लवण और ऑक्साइड को सोडियम टेट्राबोरेट (Na2 B4O7 "10H2O) या सोडियम अमोनियम हाइड्रोफॉस्फेट (NaNH4HP04 4H20) के साथ मिश्रित किया जाता है और परिणामी चश्मे (मोती) का रंग देखा जाता है।
3. रगड़ने की विधिमें प्रस्तावित किया गया था 1898 एफ। एम। फ्लेवित्स्की। एक ठोस परीक्षण पदार्थ को एक ठोस अभिकर्मक के साथ ट्रिट्यूरेट किया जाता है, और एक बाहरी प्रभाव देखा जाता है। उदाहरण के लिए, अमोनियम थायोसाइनेट के साथ कोबाल्ट लवण नीला रंग दे सकता है।

1. भौतिक विधियों द्वारा विश्लेषण करते समयपढाई भौतिक गुणरासायनिक प्रतिक्रियाओं का सहारा लिए बिना, उपकरणों की मदद से पदार्थ। भौतिक विधियों में वर्णक्रमीय विश्लेषण, ल्यूमिनसेंट, एक्स-रे विवर्तन और विश्लेषण के अन्य तरीके शामिल हैं।
2. भौतिक-रासायनिक विधियों की सहायता सेरासायनिक प्रतिक्रियाओं में होने वाली भौतिक घटनाओं का अध्ययन करें। उदाहरण के लिए, वर्णमिति विधि में, रंग की तीव्रता को किसी पदार्थ की सांद्रता के आधार पर मापा जाता है, कंडक्टोमेट्रिक विश्लेषण में, समाधानों की विद्युत चालकता में परिवर्तन को मापा जाता है।

अध्याय 3

प्रयोगशाला कार्य।

ज्वाला रंग प्रतिक्रियाएं।

लक्ष्य: धातु आयनों के साथ अल्कोहल लैंप की लौ के धुंधलापन का अध्ययन करना।

अपने काम में, मैंने धातु आयनों के साथ लौ धुंधला होने के आतिशबाज़ी विश्लेषण की विधि का उपयोग करने का निर्णय लिया।

परीक्षण पदार्थ:धातु लवण (सोडियम फ्लोराइड, लिथियम क्लोराइड, कॉपर सल्फेट, बेरियम क्लोराइड, कैल्शियम क्लोराइड, स्ट्रोंटियम सल्फेट, मैग्नीशियम क्लोराइड, लेड सल्फेट)।

उपकरण: चीनी मिट्टी के बरतन कप, एथिल अल्कोहल, कांच की छड़, केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड।

काम को अंजाम देने के लिए, मैंने नमक का घोल बनाया एथिल अल्कोहोलऔर फिर आग लगा दी। मैंने अपना अनुभव कई बार बिताया, अंतिम चरण में सबसे अच्छे नमूने चुने गए, जिस क्षेत्र का हमने वीडियो बनाया।

निष्कर्ष:

कई धातुओं के वाष्पशील लवण इन धातुओं की विशेषता वाले विभिन्न रंगों में लौ को रंगते हैं। रंग मुक्त धातुओं के गरमागरम वाष्पों पर निर्भर करता है, जो लवण के थर्मल अपघटन के परिणामस्वरूप प्राप्त होते हैं जब उन्हें बर्नर की लौ में पेश किया जाता है। मेरे मामले में, इन लवणों में सोडियम फ्लोराइड और लिथियम क्लोराइड शामिल थे, उन्होंने चमकीले संतृप्त रंग दिए।

निष्कर्ष।

एक व्यक्ति द्वारा रासायनिक विश्लेषण का उपयोग बहुत से क्षेत्रों में किया जाता है, जबकि रसायन विज्ञान के पाठों में हम इस जटिल विज्ञान के केवल एक छोटे से क्षेत्र से परिचित होते हैं। पाइरोकेमिकल विश्लेषण में उपयोग की जाने वाली तकनीकों का उपयोग गुणात्मक विश्लेषण में ठोस मिश्रण के विश्लेषण में प्रारंभिक परीक्षण के रूप में या सत्यापन प्रतिक्रियाओं के रूप में किया जाता है। प्रतिक्रिया के गुणात्मक विश्लेषण में, "सूखा" तरीका केवल एक सहायक भूमिका निभाता है, वे आमतौर पर प्राथमिक परीक्षण और सत्यापन प्रतिक्रियाओं के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

इसके अलावा, इन प्रतिक्रियाओं का उपयोग मनुष्यों द्वारा अन्य उद्योगों में किया जाता है, उदाहरण के लिए, आतिशबाजी में। जैसा कि हम जानते हैं, आतिशबाजी विभिन्न रंगों और आकृतियों की सजावटी रोशनी होती है, जो आतिशबाज़ी की रचनाओं को जलाने से प्राप्त होती है। तो, आतिशबाज़ी बनाने की विद्या में विभिन्न प्रकार के ज्वलनशील पदार्थ मिलाए जाते हैं, जिनमें गैर-धातु तत्वों (सिलिकॉन, बोरॉन, सल्फर) का व्यापक रूप से प्रतिनिधित्व किया जाता है। बोरॉन और सिलिकॉन के ऑक्सीकरण के दौरान, एक बड़ी संख्या कीऊर्जा, लेकिन गैस उत्पाद नहीं बनते हैं, इसलिए इन पदार्थों का उपयोग विलंबित फ़्यूज़ (एक निश्चित समय पर अन्य यौगिकों को प्रज्वलित करने के लिए) करने के लिए किया जाता है। कई मिश्रणों में कार्बनिक कार्बनयुक्त पदार्थ शामिल हैं। उदाहरण के लिए, चारकोल (में प्रयुक्त) काला पाउडर, आतिशबाजी के गोले) या चीनी (धुआं हथगोले)। प्रतिक्रियाशील धातुओं (एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, मैग्नीशियम) का उपयोग किया जाता है, जिन्हें उच्च तापमान पर जलाने से तेज रोशनी मिलती है। उनकी इस संपत्ति का उपयोग आतिशबाजी शुरू करने के लिए किया जाने लगा।

काम की प्रक्रिया में, मैंने महसूस किया कि पदार्थों के साथ काम करना कितना कठिन और महत्वपूर्ण है, सब कुछ पूरी तरह से सफल नहीं था, जैसा कि मैं चाहूंगा। एक नियम के रूप में, रसायन विज्ञान के पाठों में पर्याप्त अभ्यास कार्य नहीं होता है, जिसके लिए सैद्धांतिक कौशल पर काम किया जाता है। परियोजना ने मुझे इस कौशल को विकसित करने में मदद की। इसके अलावा, यह बहुत खुशी की बात थी कि मैंने अपने सहपाठियों को अपने काम के परिणामों से परिचित कराया। इससे उन्हें अपने सैद्धांतिक ज्ञान को मजबूत करने में मदद मिली।

एल्युमिनियम -ज्वलनशील धातु, परमाणु भार 26.98; घनत्व 2700 किग्रा / मी 3, गलनांक 660.1 ° C; क्वथनांक 2486 डिग्री सेल्सियस; दहन की गर्मी -31087 kJ/kg। एल्युमीनियम की छीलन और धूल कम कैलोरी वाले इग्निशन स्रोतों (मैच की लपटों, चिंगारियों, आदि) की स्थानीय कार्रवाई के तहत प्रज्वलित हो सकती है। जब एल्यूमीनियम पाउडर, छीलन, पन्नी नमी के साथ बातचीत करते हैं, तो एल्यूमीनियम ऑक्साइड बनता है और बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है, जिससे ढेर में जमा होने पर उनका सहज दहन होता है। तेल के साथ इन सामग्रियों के संदूषण से इस प्रक्रिया को सुगम बनाया गया है। नमी के साथ एल्यूमीनियम धूल की बातचीत के दौरान मुक्त हाइड्रोजन की रिहाई इसके विस्फोट की सुविधा प्रदान करती है। 27 माइक्रोन के फैलाव के साथ एल्यूमीनियम धूल के नमूने के स्व-प्रज्वलन का तापमान 520 डिग्री सेल्सियस है; सुलगनेवाला तापमान 410 डिग्री सेल्सियस; लौ प्रसार की कम सांद्रता सीमा 40 g/m 3; अधिकतम विस्फोट दबाव 1.3 एमपीए; दबाव वृद्धि दर: औसत 24.1 एमपीए/एस, अधिकतम 68.6 एमपीए/एस। सीमित ऑक्सीजन सांद्रता जिस पर विद्युत स्पार्क द्वारा वायु निलंबन के प्रज्वलन को बाहर रखा जाता है, मात्रा का 3%। जमी हुई धूल आग का खतरा है। स्व-इग्निशन तापमान 320 डिग्री सेल्सियस। एल्युमिनियम आसानी से किसके साथ इंटरैक्ट करता है कमरे का तापमानहाइड्रोजन के विकास के साथ क्षार और अमोनिया के जलीय घोल के साथ। एल्युमिनियम पाउडर को क्षारीय के साथ मिलाना जलीय घोलविस्फोट का कारण बन सकता है। अनेक उपधातुओं के साथ तीव्रता से अभिक्रिया करता है। एल्युमिनियम की छीलन जलती है, उदाहरण के लिए, ब्रोमीन में, एल्युमिनियम ब्रोमाइड बनाती है। क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ एल्यूमीनियम की बातचीत कमरे के तापमान पर होती है, आयोडीन के साथ - गर्म होने पर। गर्म होने पर, एल्यूमीनियम सल्फर के साथ जुड़ जाता है। यदि एल्युमिनियम पाउडर को उबलते हुए सल्फर वाष्प में डाला जाता है, तो एल्युमिनियम प्रज्वलित होता है। हैलोजनेटेड हाइड्रोकार्बन के साथ भारी जमीन एल्यूमीनियम प्रतिक्रिया करता है; एल्यूमीनियम क्लोराइड की एक छोटी मात्रा (इस प्रतिक्रिया के दौरान गठित) उत्प्रेरक के रूप में कार्य करती है, प्रतिक्रिया को तेज करती है, कुछ मामलों में विस्फोट की ओर ले जाती है। यह घटना तब देखी जाती है जब एल्यूमीनियम पाउडर को मिथाइल क्लोराइड, कार्बन टेट्राक्लोराइड, क्लोरोफॉर्म और कार्बन टेट्राक्लोराइड के मिश्रण से लगभग 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म किया जाता है।

एक कॉम्पैक्ट सामग्री के रूप में एल्यूमीनियम कार्बन टेट्राक्लोराइड के साथ बातचीत नहीं करता है। कुछ क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन और अल्कोहल के साथ एल्यूमीनियम धूल मिलाने से मिश्रण स्वतः ही प्रज्वलित हो जाता है। कॉपर ऑक्साइड, सिल्वर ऑक्साइड, लेड ऑक्साइड और विशेष रूप से लेड डाइऑक्साइड के साथ एल्यूमीनियम पाउडर का मिश्रण एक विस्फोट के साथ जलता है। कोयले या नाइट्रो यौगिकों के साथ अमोनियम नाइट्रेट, एल्यूमीनियम पाउडर का मिश्रण एक विस्फोटक है। बुझाने वाला माध्यम: सूखी रेत, एल्यूमिना, मैग्नेसाइट पाउडर, एस्बेस्टस कंबल। पानी और अग्निशामक यंत्रों का उपयोग प्रतिबंधित है।

वी शुद्ध फ़ॉर्मएल्यूमीनियम प्रकृति में नहीं होता है, क्योंकि यह वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा मजबूत ऑक्साइड फिल्मों के निर्माण के साथ बहुत जल्दी ऑक्सीकृत हो जाता है जो सतह को आगे की बातचीत से बचाते हैं।

एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में, आमतौर पर शुद्ध एल्यूमीनियम का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन इसके आधार पर विभिन्न मिश्र धातु, जो संतोषजनक ताकत, अच्छी लचीलापन, बहुत अच्छी वेल्डेबिलिटी और संक्षारण प्रतिरोध के संयोजन द्वारा विशेषता है। इसके अलावा, इन मिश्र धातुओं को उच्च कंपन प्रतिरोध की विशेषता है।

जलता हुआ एल्युमिनियम

एल्युमिनियम को हवा में जलाना

मैग्नीशियम के विपरीत, एल्यूमीनियम के एकल कण हवा या जल वाष्प में 2100 K तक गर्म करने पर प्रज्वलित नहीं होते हैं। एल्यूमीनियम को प्रज्वलित करने के लिए मैग्नीशियम के जलने वाले कणों का उपयोग किया जाता था। उत्तरार्द्ध को हीटिंग तत्व की सतह पर रखा गया था, और एल्यूमीनियम कणों को सुई की नोक पर पूर्व के ऊपर 10-4 मीटर की दूरी पर रखा गया था।

इसके प्रज्वलन के दौरान एल्यूमीनियम कणों का प्रज्वलन वाष्प चरण में होता है, और कण के चारों ओर दिखाई देने वाले चमक क्षेत्र की तीव्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है। स्थिर दहन एक चमक क्षेत्र के अस्तित्व की विशेषता है, जो तब तक अपना आकार नहीं बदलता है जब तक कि धातु लगभग पूरी तरह से जल न जाए। चमक क्षेत्र और कण के आकार का अनुपात 1.6-1.9 है। ग्लो जोन में ऑक्साइड की छोटी-छोटी बूंदें बनती हैं, जो टकराने पर आपस में मिल जाती हैं।

कण के दहन के बाद अवशेष एक खोखला खोल होता है जिसमें अंदर धातु नहीं होती है। एक कण के जलने के समय की उसके आकार पर निर्भरता सूत्र द्वारा व्यक्त की जाती है (दहन सममित है)।

जलवाष्प में एल्युमिनियम का दहन

जल वाष्प में एल्यूमीनियम का प्रज्वलन विषम रूप से होता है। प्रतिक्रिया के दौरान जारी हाइड्रोजन ऑक्साइड फिल्म के विनाश में योगदान देता है; जबकि तरल एल्यूमीनियम ऑक्साइड (या हाइड्रॉक्साइड) को बूंदों के रूप में 10-15 माइक्रोन तक के व्यास के साथ छिड़का जाता है। ऑक्साइड शेल का ऐसा विनाश समय-समय पर दोहराया जाता है। यह इंगित करता है कि धातु का एक महत्वपूर्ण अंश कण की सतह पर जलता है।

दहन की शुरुआत में, अनुपात r /आर 0 1.6-1.7 के बराबर है। दहन के दौरान, कण आकार कम हो जाता है, और अनुपात gsw/?o बढ़कर 2.0-3.0 हो जाता है। जलवाष्प में एक एल्युमिनियम के कण के जलने की दर हवा की तुलना में लगभग 5 गुना अधिक होती है।

एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का दहन

हवा में एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का दहन

हवा में परिवर्तनशील संरचना के एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के कणों का प्रज्वलन, ऑक्सीजन-आर्गन मिश्रण, जल वाष्प और कार्बन डाइऑक्साइड, एक नियम के रूप में, मैग्नीशियम कणों के प्रज्वलन के समान होता है। प्रज्वलन की शुरुआत सतह पर होने वाली ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाओं से पहले होती है।

एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का दहन एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम दोनों के दहन से काफी भिन्न होता है और मिश्र धातु में घटकों के अनुपात और ऑक्सीकरण माध्यम के मापदंडों पर दृढ़ता से निर्भर करता है। सबसे महत्वपूर्ण विशेषतामिश्रधातु के कणों का दहन दो चरणों वाली प्रक्रिया है (चित्र 2.6)। पहले चरण में, कण मशालों के एक सेट से घिरा होता है, जो प्रतिक्रिया उत्पादों का एक अमानवीय चमक क्षेत्र बनाता है। दहन के पहले चरण के दौरान मिश्र धातु कण के आसपास के चमकदार क्षेत्र की प्रकृति और आकार की तुलना जलते हुए मैग्नीशियम कण के आसपास के चमकदार क्षेत्र की प्रकृति और आकार के साथ करते हैं (चित्र 2.4 देखें), हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि इस स्तर पर यह मुख्य रूप से है मैग्नीशियम जो कण से बाहर जलता है।

चावल। 2.6. 15% O वाले मिश्रण में सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर मिश्र धातु कण 30% A1 + 70% Mg का दहन 2और 85% एआर:

1, 2 – मैग्नीशियम बर्नआउट; 3-6 – एल्युमिनियम बर्नआउट

मिश्र धातु दहन के पहले चरण की एक विशेषता कण आकार और ज्वाला क्षेत्र की स्थिरता है। इसका मतलब है कि मिश्र धातु की तरल बूंद एक ठोस ऑक्साइड खोल के भीतर संलग्न है। ऑक्साइड फिल्म में मैग्नीशियम ऑक्साइड की प्रधानता होती है। मैग्नीशियम फिल्म दोषों के माध्यम से बाहर निकलता है और वाष्प-चरण प्रसार लौ में जलता है।

पहले चरण के अंत में, विषम प्रतिक्रियाओं का कोर्स बढ़ जाता है, जैसा कि कण की सतह पर उज्ज्वल चमक के केंद्रों की उपस्थिति से प्रमाणित होता है। विषम प्रतिक्रियाओं के दौरान जारी गर्मी ऑक्साइड के गलनांक और दहन के दूसरे चरण की शुरुआत के लिए कण के ताप में योगदान करती है।

दहन के दूसरे चरण में, कण एक सजातीय, उज्जवल चमक क्षेत्र से घिरा होता है, जो धातु के जलने के साथ कम हो जाता है। ज्वाला क्षेत्र की एकरूपता और गोलाकारता दर्शाती है कि कण की सतह पर ऑक्साइड फिल्म पिघल जाती है। फिल्म के माध्यम से धातु का प्रसार तरल ऑक्साइड के कम प्रसार प्रतिरोध द्वारा प्रदान किया जाता है। ज्वाला क्षेत्र का आकार कण के आकार से काफी अधिक है, जो वाष्प चरण में धातु के दहन को इंगित करता है। एल्यूमीनियम दहन के ज्ञात पैटर्न के साथ दहन के दूसरे चरण की प्रकृति की तुलना एक महान समानता को इंगित करती है, शायद, प्रक्रिया के इस चरण में एल्यूमीनियम जलता है। जैसे ही यह जलता है, लौ का आकार कम हो जाता है, और परिणामस्वरूप, जलती हुई बूंद का आकार। जले हुए कण लंबे समय तक चमकते हैं।

वर्णित तंत्र के अनुसार जलने वाले कण के चमक क्षेत्र का आकार बदलना जटिल है (चित्र। 2.7)। प्रज्वलन के बाद, मूल्य आरअनुसूचित जनजाति। /आर 0 जल्दी (-0.1 एमएस में) अपने अधिकतम मूल्य (अनुभाग .) तक पहुँच जाता है अब) इसके अलावा, दहन के पहले चरण के मुख्य समय में, अनुपात आरएसवी/ आर 0 स्थिर रहता है (खंड बीवी) जब मैग्नीशियम बर्नआउट समाप्त हो जाता है, आरसीवी/ आर 0 को न्यूनतम कर दिया गया है (बिंदु जी),और फिर, एल्यूमीनियम के दहन की शुरुआत के साथ, यह बढ़ जाता है (अनुभाग .) कहाँ पे) अंतिम लेकिन कम से कम एल्यूमीनियम बर्नआउट नहीं आरअनुसूचित जनजाति। /आर 0 नीरस रूप से घटता है (अनुभाग डे) गठित ऑक्साइड के आकार के अनुरूप अंतिम मान तक।

चावल। 2.7.:

1 - मिश्र धातु 30% अल + 70% मिलीग्राम, वायु; 2 - मिश्र धातु 30% A1 + 70% Mg, मिश्रण 15% O2 + 85% Ar; 3 - मिश्र धातु 50% A1 + 50% Mg, वायु

एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं की दहन प्रक्रिया का तंत्र और पैरामीटर मिश्र धातु की संरचना पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करता है। मिश्र धातु में मैग्नीशियम सामग्री में कमी के साथ, दहन के पहले चरण के दौरान चमक क्षेत्र का आकार और इस चरण की अवधि कम हो जाती है। जब मिश्र धातु में मैग्नीशियम की मात्रा 30% से कम होती है, तो प्रक्रिया दो चरणों में रहती है, लेकिन बंद हो जाती है। पहले चरण के अंत में, चमक क्षेत्र कण के आकार में ही कम हो जाता है, दहन प्रक्रिया बंद हो जाती है, और कण फिर से प्रज्वलित होने के बाद ही एल्यूमीनियम जलता है। कण जो पुन: प्रज्वलित नहीं होते हैं वे खोखले झरझरा ऑक्साइड के गोले होते हैं जिनमें असंक्रमित एल्यूमीनियम की बूंदें होती हैं।

उनके प्रारंभिक व्यास पर कणों के जलने के समय की निर्भरता निम्नलिखित अनुभवजन्य सूत्रों द्वारा व्यक्त की जाती है:

आर्गन के साथ ऑक्सीजन के मिश्रण में, जल वाष्प में और कार्बन डाइऑक्साइड में एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का दहन।

ऑक्सीजन-आर्गन मिश्रण में एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के कणों के दहन की प्रकृति हवा के समान ही होती है। ऑक्सीजन सामग्री में कमी के साथ, मैग्नीशियम बर्नआउट के दौरान चमक क्षेत्र का आकार काफी कम हो जाता है। मिश्र धातु के कणों के जलने के समय की निर्भरता 50% A1 + 50% Mg कण आकार पर और मात्रा प्रतिशत में मिश्रण में ऑक्सीजन सामग्री सूत्र द्वारा व्यक्त की जाती है

जल वाष्प में मिश्र धातुओं का दहन काफी भिन्न होता है (चित्र 2.8)। पहले चरण के दौरान बनने वाली ऑक्साइड फिल्म हाइड्रोजन द्वारा नष्ट हो जाती है, और कण एक मूंगा का रूप ले लेता है। कोरल में बचा हुआ एल्युमिनियम पहले चरण की समाप्ति के बाद केवल 1-10 एमएस में ही प्रज्वलित होता है। प्रक्रिया की ऐसी निरंतरता किसी भी रचना के मिश्र धातुओं के लिए विशिष्ट है।

चावल। 2.8. एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातु के दहन कण (50:50) गोलाकार(ए) और गलत(बी) सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर जल वाष्प के माध्यम में बनता है:

1 - प्रारंभिक कण; 2 - प्रज्वलन से पहले कण; 3 - मैग्नीशियम का बर्नआउट; 4 - एल्यूमीनियम बर्नआउट; 5 - कण के बाद बना मूंगा

कार्बन डाइऑक्साइड में एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के दहन के दौरान, कण से केवल मैग्नीशियम जलता है, जिसके बाद दहन प्रक्रिया बंद हो जाती है।

उच्च तापमान वाली लौ में एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का दहन

उच्च तापमान पर धातु के कणों के दहन की प्रक्रिया का अध्ययन करने के लिए, एक सुई की नोक पर लगाए गए एक कण के नीचे, 2500, 2700 और 3100 K के दहन तापमान की गणना करते हुए, अमोनियम परक्लोरेट और यूरोट्रोपिन के मिश्रण से एक दबाया हुआ टैबलेट जला दिया गया था।

इन शर्तों के तहत एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के कणों का दहन, एक नियम के रूप में, एक विस्फोट के साथ होता है। विस्फोट की उपस्थिति सभी रचनाओं के कणों की विशेषता है। विस्फोट के परिणामस्वरूप, ल्यूमिनेसिसेंस का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र बनता है, जो वाष्प-चरण दहन की प्रबलता का संकेत है। दहन की शुरुआत में एक जलते हुए कण की तस्वीरें (चित्र। 2.9, ए) दिखाएँ कि ऑक्साइड शेल की पूरी सतह पर विषम अभिक्रियाएँ होती हैं। विषमांगी अभिक्रियाओं की ऊष्मा के कारण धातु का तेजी से वाष्पीकरण होता है (चित्र 2.9)। बी), ऑक्साइड खोल के टूटने और अवाष्पीकृत बूंद के छींटे में योगदान (चित्र। 2.9, वी).

चावल। 2.9. 95% अल मिश्र धातु कणों का दहनऑक्सीकरण लौ में 5% Mg के साथ (तापमान 2700 K):

ए – आरंभिक चरणजलता हुआ; बी- स्थिर दहन; वी- विभाजित होना

बीजी लाराबे, एसई सालिबेकोव और यू वी लेनिन्स्की के अनुसार, एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के कणों का कुचलना मैग्नीशियम और एल्यूमीनियम के क्वथनांक में बहुत बड़े अंतर के कारण होता है, जिसके परिणामस्वरूप मैग्नीशियम का उबलना कण उच्च तापमान क्षेत्र में विस्फोटक है और शेष एल्यूमीनियम को कुचलने की ओर जाता है। विस्फोटक दहन की घटना के लिए 2500 K का तापमान पहले से ही पर्याप्त है, जो काफी स्वाभाविक है, क्योंकि यह तापमान दोनों घटकों के क्वथनांक से अधिक है।

• अरेबी बी.जी., सालिबेकोव एस.ई., लेविंस्की यू.वी.धातु की धूल के प्रज्वलन और दहन की कुछ विशेषताएं // पाउडर धातु विज्ञान। 1964. नंबर 3. एस। 109-118।

आइए दृश्य से परे देखें

चल रही प्रक्रियाओं के पैटर्न तैयार करने के लिए, हम खुद को धनायनों पर विचार करने तक सीमित कर सकते हैं, और आयनों को बाहर कर सकते हैं, क्योंकि वे स्वयं प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं। (हालांकि, आयनों का प्रकार बयान की दर को प्रभावित करता है।) यदि, सादगी के लिए, हम मानते हैं कि मुक्त और भंग दोनों धातुएं द्विसंयोजक हैं, तो हम लिख सकते हैं:

मैं 1 + मैं 2 2+ => मैं 1 2+ + मैं 2

इसके अलावा, पहले प्रयोग के लिए Me 1 = Fe, Me 2 = u। तो, प्रक्रिया में दोनों धातुओं के परमाणुओं और आयनों के बीच आवेशों (इलेक्ट्रॉनों) का आदान-प्रदान होता है। यदि हम अलग से (मध्यवर्ती प्रतिक्रियाओं के रूप में) लोहे के विघटन या तांबे के अवक्षेपण पर विचार करें, तो हम प्राप्त करते हैं:

फ़े => फ़े 2+ + 2ई -
Cu 2+ + 2e - => Cu

अब उस मामले पर विचार करें जब धातु को पानी में या नमक के घोल में डुबोया जाता है, जिसके धनायन के साथ वोल्टेज की श्रृंखला में इसकी स्थिति के कारण विनिमय असंभव है। इसके बावजूद, धातु आयन के रूप में विलयन में चली जाती है। इस मामले में, धातु परमाणु दो इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देता है (यदि धातु द्विसंयोजक है), समाधान में डूबी हुई धातु की सतह को समाधान के संबंध में नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, और इंटरफ़ेस पर एक दोहरी विद्युत परत बनती है। यह संभावित अंतर धातु के और अधिक विघटन को रोकता है, जिससे कि प्रक्रिया जल्द ही बंद हो जाती है। यदि दो अलग-अलग धातुओं को एक घोल में डुबोया जाता है, तो वे दोनों चार्ज हो जाएंगे, लेकिन कम सक्रिय एक कुछ कमजोर है, इस तथ्य के कारण कि इसके परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के विभाजित होने की संभावना कम होती है। दोनों धातुओं को एक चालक से जोड़िए। संभावित अंतर के कारण, इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह अधिक सक्रिय धातु से कम सक्रिय धातु में प्रवाहित होगा, जो तत्व का सकारात्मक ध्रुव बनाता है। एक प्रक्रिया होती है जिसमें अधिक सक्रिय धातु विलयन में चली जाती है, और विलयन से धनायन अधिक उत्कृष्ट धातु पर निकल जाते हैं।

गैल्वेनिक सेल का सार

आइए अब हम कुछ प्रयोगों के साथ उपरोक्त कुछ हद तक अमूर्त तर्क (जो, इसके अलावा, एक स्थूल सरलीकरण है) को स्पष्ट करते हैं।

सबसे पहले, एक बीकर को 250 मिली की क्षमता के बीच में सल्फ्यूरिक एसिड के 10% घोल से भरें और उसमें जस्ता और तांबे के बहुत छोटे टुकड़े न डालें। हम दोनों इलेक्ट्रोडों को एक तांबे के तार में मिलाप या रिवेट करते हैं, जिसके सिरे घोल को नहीं छूना चाहिए।

जब तक तार के सिरे एक दूसरे से जुड़े नहीं हैं, हम जस्ता के विघटन का निरीक्षण करेंगे, जिसके साथ हाइड्रोजन भी निकलता है। जस्ता, वोल्टेज श्रृंखला से निम्नानुसार है, हाइड्रोजन की तुलना में अधिक सक्रिय है, इसलिए धातु आयनिक अवस्था से हाइड्रोजन को विस्थापित कर सकती है। दोनों धातुएं एक विद्युत दोहरी परत बनाती हैं। वोल्टमीटर से इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर का पता लगाना सबसे आसान है। सर्किट में डिवाइस को चालू करने के तुरंत बाद, तीर लगभग 1 वी का संकेत देगा, लेकिन फिर वोल्टेज जल्दी से गिर जाएगा। यदि आप एक छोटे से प्रकाश बल्ब को उस तत्व से जोड़ते हैं जो 1 वी के वोल्टेज की खपत करता है, तो यह प्रकाश करेगा - पहले तो काफी मजबूती से, और फिर चमक कमजोर हो जाएगी।

डिवाइस के टर्मिनलों की ध्रुवीयता से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि कॉपर इलेक्ट्रोड एक सकारात्मक ध्रुव है। यह प्रक्रिया के इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री पर विचार करके डिवाइस के बिना भी साबित किया जा सकता है। आइए हम एक छोटे बीकर में या एक परखनली में टेबल सॉल्ट का एक संतृप्त घोल तैयार करें, फिनोलफथेलिन संकेतक के अल्कोहल घोल का लगभग 0.5 मिली मिलाएं और घोल में एक तार से बंद दोनों इलेक्ट्रोड को डुबो दें। ऋणात्मक ध्रुव के पास, हल्का लाल रंग दिखाई देगा, जो कैथोड पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड के बनने के कारण होता है।

अन्य प्रयोगों में, सेल में धातुओं के विभिन्न जोड़े रख सकते हैं और परिणामी वोल्टेज निर्धारित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, वोल्टेज की एक श्रृंखला में उनके बीच महत्वपूर्ण दूरी के कारण मैग्नीशियम और चांदी एक विशेष रूप से बड़ा संभावित अंतर देंगे, जबकि इसके विपरीत जस्ता और लोहा, वोल्ट के दसवें हिस्से से भी कम एक बहुत छोटा देंगे। एल्युमिनियम के प्रयोग से हमें निष्क्रियता के कारण व्यावहारिक रूप से कोई धारा नहीं मिलेगी।

इन सभी तत्वों, या, जैसा कि इलेक्ट्रोकेमिस्ट कहते हैं, सर्किट में नुकसान होता है कि जब करंट लिया जाता है, तो उन पर वोल्टेज बहुत जल्दी गिर जाता है। इसलिए, इलेक्ट्रोकेमिस्ट हमेशा विधि का उपयोग करके डी-एनर्जेटिक अवस्था में वोल्टेज के सही मूल्य को मापते हैं वोल्टेज मुआवजा, अर्थात्, इसकी तुलना किसी अन्य वर्तमान स्रोत के वोल्टेज से करना।

आइए हम तांबा-जस्ता तत्व में प्रक्रियाओं पर अधिक विस्तार से विचार करें। कैथोड पर, जस्ता निम्नलिखित समीकरण के अनुसार घोल में जाता है:

Zn => Zn 2+ + 2е -

कॉपर एनोड पर सल्फ्यूरिक एसिड हाइड्रोजन आयन डिस्चार्ज होते हैं। वे जस्ता कैथोड से तार के माध्यम से आने वाले इलेक्ट्रॉनों को जोड़ते हैं और परिणामस्वरूप हाइड्रोजन बुलबुले बनते हैं:

2H + + 2e - \u003d\u003e एच 2

थोड़े समय के बाद, तांबे को हाइड्रोजन बुलबुले की एक पतली परत से ढक दिया जाएगा। इस मामले में, कॉपर इलेक्ट्रोड हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड में बदल जाएगा, और संभावित अंतर कम हो जाएगा। इस प्रक्रिया को कहा जाता है ध्रुवीकरणइलेक्ट्रोड। वोल्टेज ड्रॉप के बाद सेल में थोड़ा पोटेशियम बाइक्रोमेट घोल मिला कर कॉपर इलेक्ट्रोड के ध्रुवीकरण को समाप्त किया जा सकता है। उसके बाद, वोल्टेज फिर से बढ़ जाएगा, क्योंकि पोटेशियम डाइक्रोमेट हाइड्रोजन को पानी में ऑक्सीकृत कर देगा। इस मामले में पोटेशियम डाइक्रोमेट कार्य करता है विध्रुवक।

व्यवहार में, गैल्वेनिक सर्किट का उपयोग किया जाता है, जिनमें से इलेक्ट्रोड ध्रुवीकृत नहीं होते हैं, या सर्किट, जिनमें से ध्रुवीकरण को डीओलराइज़र जोड़कर समाप्त किया जा सकता है।

एक गैर-ध्रुवीय तत्व के उदाहरण के रूप में, डेनियल तत्व पर विचार करें, जिसे अक्सर अतीत में वर्तमान स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता था। यह भी एक तांबा-जस्ता तत्व है, लेकिन दोनों धातुओं को अलग-अलग घोल में डुबोया जाता है। जिंक इलेक्ट्रोड को तनु (लगभग 20%) सल्फ्यूरिक एसिड से भरे एक झरझरा क्ले सेल में रखा जाता है। क्ले सेल को कॉपर सल्फेट के सांद्र विलयन वाले एक बड़े बीकर में लटकाया जाता है, और नीचे कॉपर सल्फेट क्रिस्टल की एक परत होती है। इस बर्तन में दूसरा इलेक्ट्रोड तांबे की शीट का एक सिलेंडर है।

यह तत्व एक कांच के जार, एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध मिट्टी के सेल (अत्यधिक मामलों में, एक फूल के बर्तन का उपयोग करें, नीचे के छेद को बंद करके) और उपयुक्त आकार के दो इलेक्ट्रोड से बनाया जा सकता है।

तत्व के संचालन के दौरान, जिंक सल्फेट के निर्माण के साथ जिंक घुल जाता है, और कॉपर इलेक्ट्रोड पर धात्विक तांबा निकलता है। लेकिन एक ही समय में, कॉपर इलेक्ट्रोड ध्रुवीकृत नहीं होता है और तत्व लगभग 1 V का वोल्टेज देता है। वास्तव में, सैद्धांतिक रूप से, टर्मिनलों पर वोल्टेज 1.10 V है, लेकिन करंट लेते समय, हम थोड़ा कम मान मापते हैं, क्योंकि सेल के विद्युत प्रतिरोध के लिए।

यदि हम सेल से करंट नहीं हटाते हैं, तो हमें सल्फ्यूरिक एसिड के घोल से जिंक इलेक्ट्रोड को हटाना होगा, क्योंकि अन्यथा यह हाइड्रोजन बनाने के लिए घुल जाएगा।

एक साधारण सेल का आरेख, जिसमें छिद्रपूर्ण विभाजन की आवश्यकता नहीं होती है, चित्र में दिखाया गया है। जिंक इलेक्ट्रोड सबसे ऊपर कांच के जार में स्थित होता है, और कॉपर इलेक्ट्रोड नीचे के पास स्थित होता है। पूरी सेल एक संतृप्त सोडियम क्लोराइड समाधान से भर जाती है। जार के तल पर हम मुट्ठी भर कॉपर सल्फेट क्रिस्टल डालते हैं। कॉपर सल्फेट का परिणामी सांद्र विलयन सामान्य नमक के घोल के साथ बहुत धीरे-धीरे मिश्रित होगा। इसलिए, सेल के संचालन के दौरान, कॉपर इलेक्ट्रोड पर कॉपर निकल जाएगा, और सेल के ऊपरी हिस्से में सल्फेट या क्लोराइड के रूप में जिंक घुल जाएगा।

अब बैटरियों का उपयोग लगभग अनन्य रूप से किया जाता है शुष्क तत्वजो उपयोग करने के लिए अधिक सुविधाजनक हैं। उनके पूर्वज लेक्लेंचेट तत्व हैं। इलेक्ट्रोड एक जस्ता सिलेंडर और एक कार्बन रॉड हैं। इलेक्ट्रोलाइट एक पेस्ट है जिसमें मुख्य रूप से अमोनियम क्लोराइड होता है। पेस्ट में जिंक घुल जाता है और कोयले पर हाइड्रोजन निकलता है। ध्रुवीकरण से बचने के लिए, कार्बन रॉड को कोयले के पाउडर और पाइरोलुसाइट के मिश्रण के साथ एक लिनन बैग में उतारा जाता है। कार्बन पाउडर इलेक्ट्रोड की सतह को बढ़ाता है, और पाइरोलुसाइट एक विध्रुवक के रूप में कार्य करता है, धीरे-धीरे हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण करता है। सच है, पाइरोलुसाइट की विध्रुवण क्षमता पहले बताए गए पोटेशियम डाइक्रोमेट की तुलना में कमजोर है। इसलिए, जब शुष्क कोशिकाओं में करंट प्राप्त होता है, तो वोल्टेज तेजी से गिरता है, वे ध्रुवीकरण के कारण "थक जाते हैं"। पाइरोलुसाइट द्वारा हाइड्रोजन का ऑक्सीकरण कुछ समय बाद ही होता है। इस प्रकार, यदि कुछ समय के लिए कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है, तो तत्व "आराम" करते हैं। आइए इसे एक टॉर्च बैटरी पर जांचें, जिससे हम एक लाइट बल्ब कनेक्ट करेंगे। दीपक के समानांतर, यानी सीधे टर्मिनलों से, हम एक वाल्टमीटर कनेक्ट करते हैं। सबसे पहले, वोल्टेज लगभग 4.5 वी होगा। (अक्सर, ऐसी बैटरी में तीन सेल श्रृंखला में जुड़े होते हैं, प्रत्येक 1.48 वी के सैद्धांतिक वोल्टेज के साथ।) थोड़ी देर के बाद, वोल्टेज गिर जाएगा, प्रकाश बल्ब कमजोर हो जाएगा। वाल्टमीटर को पढ़कर हम अंदाजा लगा सकते हैं कि बैटरी को कितने समय तक आराम करने की जरूरत है।

पुनर्योजी तत्वों द्वारा एक विशेष स्थान पर कब्जा कर लिया जाता है, जिसे बैटरी के रूप में जाना जाता है। उनमें प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएं होती हैं, और बाहरी डीसी स्रोत से जुड़कर सेल के डिस्चार्ज होने के बाद उन्हें रिचार्ज किया जा सकता है।

वर्तमान में, लीड-एसिड बैटरी सबसे आम हैं; उनमें इलेक्ट्रोलाइट पतला सल्फ्यूरिक एसिड होता है, जिसमें दो लेड प्लेट्स डूबी होती हैं। सकारात्मक इलेक्ट्रोड लेड पेरोक्साइड PbO 2 (आधुनिक नाम लेड डाइऑक्साइड है) के साथ लेपित है, नकारात्मक एक धात्विक सीसा है। टर्मिनलों पर वोल्टेज लगभग 2.1 V है। डिस्चार्ज के दौरान, दोनों प्लेटों पर लेड सल्फेट बनता है, जो चार्ज करने के दौरान फिर से धात्विक लेड और लेड पेरोक्साइड में बदल जाता है।

लौ विभिन्न रंगों में आती है। चिमनी में देखो। लट्ठों पर पीली, नारंगी, लाल, सफेद और नीली लपटें नृत्य करती हैं। इसका रंग दहन तापमान और दहनशील सामग्री पर निर्भर करता है। इसकी कल्पना करने के लिए, एक इलेक्ट्रिक स्टोव के सर्पिल की कल्पना करें। यदि टाइल बंद कर दी जाती है, तो सर्पिल के कुंडल ठंडे और काले होते हैं। मान लीजिए कि आप सूप को गर्म करने और स्टोव चालू करने का निर्णय लेते हैं। सबसे पहले, सर्पिल गहरा लाल हो जाता है। जितना अधिक तापमान बढ़ता है, सर्पिल का लाल रंग उतना ही चमकीला होता है। जब टाइल अपने अधिकतम तापमान तक पहुँच जाती है, तो सर्पिल नारंगी-लाल हो जाता है।

स्वाभाविक रूप से, सर्पिल जलता नहीं है। आप लौ नहीं देखते हैं। वह अभी बहुत हॉट है। अगर आप इसे और गर्म करते हैं, तो रंग भी बदल जाएगा। सबसे पहले, सर्पिल का रंग पीला, फिर सफेद हो जाएगा, और जब यह और भी गर्म हो जाएगा, तो इसमें से एक नीली चमक निकलेगी।

कुछ ऐसा ही आग के साथ भी होता है। आइए एक उदाहरण के रूप में एक मोमबत्ती लें। मोमबत्ती की लौ के विभिन्न हिस्सों में अलग-अलग तापमान होते हैं। आग को ऑक्सीजन की जरूरत होती है। अगर मोमबत्ती को कांच के जार से ढक दिया जाए तो आग बुझ जाएगी। बत्ती से सटे मोमबत्ती की लौ का मध्य क्षेत्र कम ऑक्सीजन की खपत करता है और अंधेरा दिखता है। लौ के ऊपर और किनारों को अधिक ऑक्सीजन मिलती है, इसलिए ये क्षेत्र उज्जवल होते हैं। जैसे-जैसे लौ बाती से आगे बढ़ती है, मोम पिघलता है और फटता है, कार्बन के छोटे-छोटे कणों में टूट जाता है। (कोयला भी कार्बन का बना होता है।) इन कणों को ज्वाला द्वारा ऊपर की ओर ले जाया जाता है और जला दिया जाता है। वे बहुत गर्म होते हैं और आपकी टाइल के सर्पिल की तरह चमकते हैं। लेकिन कार्बन के कण सबसे गर्म टाइल के हेलिक्स की तुलना में बहुत अधिक गर्म होते हैं (कार्बन का दहन तापमान लगभग 1,400 डिग्री सेल्सियस होता है)। इसलिए, उनकी चमक का रंग पीला होता है। जलती हुई बाती के पास, लौ और भी गर्म होती है और नीली चमकती है।

चिमनी या आग की लौ ज्यादातर मोटली होती है।लकड़ी मोमबत्ती की बाती की तुलना में कम तापमान पर जलती है, इसलिए आग का मुख्य रंग पीले के बजाय नारंगी होता है। आग की लौ में कार्बन के कुछ कणों का तापमान काफी अधिक होता है। उनमें से बहुत से नहीं हैं, लेकिन वे लौ में एक पीले रंग का रंग जोड़ते हैं। गर्म कार्बन के ठन्डे कण कालिख होते हैं जो कि पर बस जाते हैं चिमनियां. लकड़ी के जलने का तापमान मोमबत्ती के जलने के तापमान से कम होता है। कैल्शियम, सोडियम और तांबा, उच्च तापमान पर गर्म, चमकते हैं अलग - अलग रंग. उत्सव की आतिशबाजी की रोशनी को रंगने के लिए उन्हें रॉकेट के बारूद में मिलाया जाता है।

लौ का रंग और रासायनिक संरचना

लट्ठों या अन्य ज्वलनशील पदार्थों में निहित रासायनिक अशुद्धियों के आधार पर लौ का रंग बदल सकता है। उदाहरण के लिए, लौ में सोडियम का मिश्रण हो सकता है।

प्राचीन काल में भी, वैज्ञानिकों और कीमियागरों ने यह समझने की कोशिश की कि आग के रंग के आधार पर किस तरह के पदार्थ आग में जलते हैं।

• सोडियम टेबल नमक का एक घटक है। सोडियम को गर्म करने पर यह चमकीले पीले रंग का हो जाता है।
• कैल्शियम आग में मिल सकता है। हम सभी जानते हैं कि दूध में कैल्शियम की भरपूर मात्रा होती है। यह धातु है। गर्म कैल्शियम चमकीला लाल हो जाता है।
• अगर फास्फोरस आग में जलता है, तो लौ हरी हो जाएगी। ये सभी तत्व या तो वृक्ष में समाहित हैं, या अन्य पदार्थों के साथ अग्नि में प्रवेश करते हैं।
• लगभग हर घर में गैस स्टोवया स्तंभ, वह ज्वाला जिसमें नीले रंग का रंग होता है। यह दहनशील कार्बन, कार्बन मोनोऑक्साइड के कारण होता है, जो यह छाया देता है।

लौ के रंगों को मिलाकर, इंद्रधनुष के रंगों को मिलाने जैसा दे सकता है सफेद रंगइसलिए, आग या चिमनी की लौ में सफेद क्षेत्र दिखाई देते हैं।

कुछ पदार्थों के दहन के दौरान ज्वाला का तापमान:

एक समान लौ का रंग कैसे प्राप्त करें?

खनिजों का अध्ययन और उनकी संरचना का निर्धारण करने के लिए, लेम्प बर्नर, जो एक समान, रंगहीन ज्वाला रंग देता है जो प्रयोग के दौरान हस्तक्षेप नहीं करता है, जिसे 19वीं शताब्दी के मध्य में बन्सन द्वारा आविष्कार किया गया था।

बन्सन अग्नि तत्व के प्रबल प्रशंसक थे, जो अक्सर लौ के साथ खिलवाड़ करते थे। उनका जुनून कांच उड़ाने वाला था। विभिन्न चालाक डिजाइनों और तंत्रों को कांच से बाहर उड़ाते हुए, बन्सन दर्द को नोटिस नहीं कर सके। हुआ यूँ कि उसकी सख्त उँगलियाँ गरम नरम गिलास से धुँआ निकलने लगीं, लेकिन उसने इस ओर ध्यान नहीं दिया। यदि दर्द पहले से ही संवेदनशीलता की दहलीज से आगे निकल गया, तो वह अपनी विधि से बच गया - उसने अपनी उंगलियों से अपने कान के लोब को जोर से दबाया, एक दर्द को दूसरे के साथ बाधित किया।

यह वह था जो लौ के रंग से किसी पदार्थ की संरचना का निर्धारण करने की विधि के संस्थापक थे। बेशक, उनसे पहले भी, वैज्ञानिकों ने इस तरह के प्रयोग करने की कोशिश की थी, लेकिन उनके पास एक रंगहीन लौ के साथ बन्सन बर्नर नहीं था जो प्रयोग में हस्तक्षेप नहीं करता था। उन्होंने प्लेटिनम तार पर विभिन्न तत्वों को बर्नर की लौ में पेश किया, क्योंकि प्लैटिनम लौ के रंग को प्रभावित नहीं करता है और इसे रंग नहीं देता है।

ऐसा लगता है कि विधि अच्छी है, किसी जटिल रासायनिक विश्लेषण की आवश्यकता नहीं है, मैं तत्व को लौ में लाया - और इसकी संरचना तुरंत दिखाई देती है। लेकिन यह वहां नहीं था। बहुत कम ही, प्रकृति में पदार्थ अपने शुद्ध रूप में पाए जाते हैं, आमतौर पर उनमें रंग बदलने वाली विभिन्न अशुद्धियों का एक बड़ा समूह होता है।

बन्सन ने रंगों और उनके रंगों को अलग करने के विभिन्न तरीके आजमाए। उदाहरण के लिए, उसने रंगीन चश्मे से देखने की कोशिश की। उदाहरण के लिए, नीला कांच पीले रंग को बुझा देता है जो सबसे आम सोडियम लवण देता है, और कोई भी मूल तत्व के लाल या बैंगनी रंग को अलग कर सकता है। लेकिन इन तरकीबों की मदद से भी, एक जटिल खनिज की संरचना को सौ में से केवल एक बार निर्धारित करना संभव था।

यह दिलचस्प है!एक निश्चित रंग के प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए परमाणुओं और अणुओं की संपत्ति के कारण, पदार्थों की संरचना को निर्धारित करने के लिए एक विधि विकसित की गई, जिसे कहा जाता है वर्णक्रमीय विश्लेषण. वैज्ञानिक उस स्पेक्ट्रम का अध्ययन करते हैं जो एक पदार्थ उत्सर्जित करता है, उदाहरण के लिए, दहन के दौरान, इसकी तुलना ज्ञात तत्वों के स्पेक्ट्रा से करते हैं, और इस प्रकार इसकी संरचना का निर्धारण करते हैं।