मेटल पॅटर्न भाग 3 - बाकी सर्व काही

आधुनिक अर्थव्यवस्थेत वाढत्या प्रमाणात वापरल्या जाणार्‍या लिथियम आणि उद्योग आणि जिवंत जगामध्ये सर्वात महत्वाचे घटक असलेल्या सोडियम आणि पोटॅशियम नंतर, उर्वरित अल्कधर्मी घटकांची वेळ आली आहे. आमच्या आधी रुबिडियम, सीझियम आणि फ्रँक आहे.

शेवटचे तीन घटक एकमेकांशी खूप साम्य आहेत आणि त्याच वेळी पोटॅशियमसह समान गुणधर्म आहेत आणि त्यांच्यासह पोटॅशियम नावाचा उपसमूह तयार होतो. रुबिडियम आणि सीझियमवर तुम्ही जवळजवळ नक्कीच कोणतेही प्रयोग करू शकणार नसल्यामुळे, ते पोटॅशियम प्रमाणे प्रतिक्रिया देतात आणि त्यांच्या संयुगांमध्ये त्यांच्या संयुगे सारखीच विद्राव्यता असते या माहितीमध्ये तुम्ही समाधानी असले पाहिजे.

1. स्पेक्ट्रोस्कोपीचे जनक: रॉबर्ट विल्हेल्म बनसेन (1811-99) डावीकडे, गुस्ताव रॉबर्ट किर्चॉफ (1824-87) उजवीकडे

स्पेक्ट्रोस्कोपीमध्ये प्रारंभिक प्रगती

विशिष्ट घटकांच्या संयुगांनी ज्वाला रंगवण्याची घटना त्यांना मुक्त अवस्थेत सोडण्याच्या खूप आधीपासून ज्ञात होती आणि फटाके तयार करण्यासाठी वापरली जात होती. एकोणिसाव्या शतकाच्या सुरुवातीस, शास्त्रज्ञांनी सूर्याच्या प्रकाशात दिसणार्‍या आणि तापलेल्या रासायनिक संयुगांनी उत्सर्जित होणाऱ्या वर्णक्रमीय रेषांचा अभ्यास केला. 1859 मध्ये, दोन जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ - रॉबर्ट बनसेन i गुस्ताव किर्चॉफ - उत्सर्जित प्रकाशाची चाचणी करण्यासाठी एक उपकरण तयार केले (1). पहिल्या स्पेक्ट्रोस्कोपमध्ये एक साधी रचना होती: त्यात प्रिझमचा समावेश होता जो प्रकाशाला वर्णक्रमीय रेषांमध्ये विभक्त करतो आणि लेन्स सह eyepiece त्यांच्या निरीक्षणासाठी (2). रासायनिक विश्लेषणासाठी स्पेक्ट्रोस्कोपची उपयुक्तता ताबडतोब लक्षात आली: ज्वालाच्या उच्च तपमानावर पदार्थ अणूंमध्ये विभाजित होतो आणि या ओळी केवळ स्वतःचे वैशिष्ट्यपूर्ण उत्सर्जित करतात.

2. जी. किर्चहॉफ स्पेक्ट्रोस्कोपवर

3. मेटॅलिक सीझियम (http://images-of-elements.com)

बुनसेन आणि किर्चहॉफ यांनी त्यांचे संशोधन सुरू केले आणि एका वर्षानंतर त्यांनी डर्कहेममधील झऱ्यातून 44 टन खनिज पाण्याचे बाष्पीभवन केले. रेषा गाळाच्या स्पेक्ट्रममध्ये दिसू लागल्या ज्याचे श्रेय त्या वेळी ज्ञात असलेल्या कोणत्याही घटकाला दिले जाऊ शकत नाही. बुन्सेन (तो एक रसायनशास्त्रज्ञ देखील होता) याने गाळापासून नवीन मूलद्रव्याचे क्लोराईड वेगळे केले आणि त्यात असलेल्या धातूला हे नाव दिले. द्वारे त्याच्या स्पेक्ट्रममधील मजबूत निळ्या रेषांवर आधारित (लॅटिन = निळा) (3).

काही महिन्यांनंतर, आधीच 1861 मध्ये, शास्त्रज्ञांनी मीठ ठेवीच्या स्पेक्ट्रमची अधिक तपशीलवार तपासणी केली आणि त्यात आणखी एका घटकाची उपस्थिती शोधली. ते त्याचे क्लोराईड वेगळे करण्यात आणि त्याचे अणू वस्तुमान निर्धारित करण्यात सक्षम होते. स्पेक्ट्रममध्ये लाल रेषा स्पष्टपणे दिसत असल्याने, नवीन लिथियम धातूला नाव देण्यात आले रुबिड (लॅटिनमधून = गडद लाल) (4). वर्णक्रमीय विश्लेषणाद्वारे दोन घटकांच्या शोधामुळे रसायनशास्त्रज्ञ आणि भौतिकशास्त्रज्ञांना खात्री पटली. त्यानंतरच्या वर्षांमध्ये, स्पेक्ट्रोस्कोपी हे मुख्य संशोधन साधनांपैकी एक बनले आणि शोधांचा वर्षाव कॉर्न्युकोपियासारखा झाला.

४. मेटल रुबिडियम (http://images-of-elements.com)

रुबीड ते स्वतःचे खनिज तयार करत नाही आणि सीझियम फक्त एक आहे (5). दोन्ही घटक. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या थरामध्ये 0,029% रुबिडियम (मूलभूत विपुलतेच्या यादीत 17 वे स्थान) आणि 0,0007% सीझियम (39 वे स्थान) आहे. ते जैव घटक नाहीत, परंतु काही वनस्पती निवडकपणे रुबिडियम साठवतात, जसे की तंबाखू आणि साखर बीट. भौतिक-रासायनिक दृष्टिकोनातून, दोन्ही धातू "स्टेरॉइड्सवर पोटॅशियम" आहेत: अगदी मऊ आणि फ्यूजिबल आणि त्याहूनही अधिक प्रतिक्रियाशील (उदाहरणार्थ, ते हवेत उत्स्फूर्तपणे प्रज्वलित करतात आणि स्फोटाने पाण्यावर प्रतिक्रिया देतात).

माध्यमातून हा सर्वात "धातूचा" घटक आहे (रासायनिक भाषेत, शब्दाच्या बोलचालच्या अर्थाने नाही). वर नमूद केल्याप्रमाणे, त्यांच्या संयुगांचे गुणधर्म देखील समान पोटॅशियम संयुगांसारखेच आहेत.

5 प्रदुषण हे एकमेव सिझियम खनिज आहे (USGS)

धातूचा रुबिडियम आणि व्हॅक्यूममध्ये मॅग्नेशियम किंवा कॅल्शियमसह त्यांची संयुगे कमी करून सीझियम मिळवले जाते. त्यांना केवळ विशिष्ट प्रकारच्या फोटोव्होल्टेइक पेशींच्या निर्मितीसाठी आवश्यक असल्याने (घटना प्रकाश त्यांच्या पृष्ठभागावरून सहजपणे इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करतो), रुबिडियम आणि सीझियमचे वार्षिक उत्पादन शेकडो किलोग्रॅमच्या क्रमाने आहे. त्यांची संयुगे देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरली जात नाहीत.

पोटॅशियम प्रमाणे, रुबिडियमच्या समस्थानिकांपैकी एक किरणोत्सर्गी आहे. Rb-87 चे अर्ध-आयुष्य 50 अब्ज वर्षे आहे, त्यामुळे रेडिएशन खूप कमी आहे. हा समस्थानिक खडकांच्या तारखेसाठी वापरला जातो. सीझियममध्ये नैसर्गिकरित्या रेडिओएक्टिव्ह समस्थानिक नसतात, परंतु CS-137 आण्विक अणुभट्ट्यांमध्ये युरेनियमच्या विखंडन उत्पादनांपैकी एक आहे. हे खर्च केलेल्या इंधन रॉड्सपासून वेगळे केले जाते कारण हा समस्थानिक गॅमा रेडिएशनचा स्त्रोत म्हणून वापरला गेला आहे, उदाहरणार्थ, कर्करोगाच्या ट्यूमर नष्ट करण्यासाठी.

फ्रान्सच्या सन्मानार्थ

6. फ्रेंच भाषेचा शोधकर्ता - मार्गुराइट पेरे (1909-75)

मेंडेलीव्हने सीझियमपेक्षा जड लिथियम धातूच्या अस्तित्वाची आधीच कल्पना केली होती आणि त्याला कार्यरत नाव दिले. रसायनशास्त्रज्ञांनी ते इतर लिथियम खनिजांमध्ये शोधले कारण, त्यांच्या नातेवाईकांप्रमाणे, ते तेथे असावे. अनेक वेळा असे वाटले की ते शोधले गेले, जरी काल्पनिक रीतीने, परंतु कधीच प्रत्यक्षात आले नाही.

87 च्या सुरुवातीस, हे स्पष्ट झाले की 1914 हा घटक किरणोत्सर्गी होता. 227 मध्ये, ऑस्ट्रियन भौतिकशास्त्रज्ञ शोधण्याच्या जवळ होते. एस. मेयर, डब्ल्यू. हेस आणि एफ. पॅनेट यांनी ऍक्टिनियम-89 (विपुल प्रमाणात स्रावित बीटा कणांव्यतिरिक्त) पासून कमकुवत अल्फा रेडिएशनचे निरीक्षण केले. ऍक्टिनियमचा अणुक्रमांक 87 असल्याने आणि अल्फा कणाचे उत्सर्जन नियतकालिक सारणीतील दोन ठिकाणी मूलद्रव्याच्या "कपात" मुळे होते, अणुक्रमांक 223 आणि वस्तुमान क्रमांक XNUMX असलेला समस्थानिक हा अल्फा कणांचा असावा. तत्सम उर्जा, तथापि (हवेतील कणांची श्रेणी त्यांच्या उर्जेच्या प्रमाणात मोजली जाते) प्रोटॅक्टिनियमचा समस्थानिक देखील पाठवते, इतर शास्त्रज्ञांनी औषध दूषित करण्याचे सुचवले आहे.

युद्ध लवकरच सुरू झाले आणि सर्वकाही विसरले गेले. 30 च्या दशकात, कण प्रवेगकांची रचना केली गेली आणि प्रथम कृत्रिम घटक प्राप्त केले गेले, जसे की अणुक्रमांक 85 सह दीर्घ-प्रतीक्षित अस्टेटियम. घटक 87 च्या बाबतीत, त्या काळातील तंत्रज्ञानाच्या पातळीने आवश्यक प्रमाणात प्राप्त करण्यास परवानगी दिली नाही. संश्लेषणासाठी साहित्य. फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ अनपेक्षितपणे यशस्वी झाले मार्गुराइट पेरे, मारिया स्कोलोडोस्का-क्युरी (6) चा विद्यार्थी. तिने, एक चतुर्थांश शतकापूर्वी ऑस्ट्रियन लोकांप्रमाणे, ऍक्टिनियम -227 च्या क्षयचा अभ्यास केला. तांत्रिक प्रगतीमुळे शुद्ध तयारी मिळवणे शक्य झाले आणि यावेळी कोणालाही शंका नव्हती की त्याला शेवटी ओळखले गेले. शोधकर्त्याने त्याचे नाव दिले फ्रेंच त्यांच्या जन्मभूमीच्या सन्मानार्थ. घटक 87 हे खनिजांमध्ये शोधण्यात आलेले शेवटचे होते, त्यानंतरचे ते कृत्रिमरित्या मिळवले गेले.

फ्रान्स हे किरणोत्सर्गी मालिकेच्या बाजूच्या शाखेत, कमी कार्यक्षमतेच्या प्रक्रियेत तयार होते आणि शिवाय, फारच अल्पायुषी असते. मिसेस पेरे, फ्र-२२३ यांनी शोधलेल्या सर्वात मजबूत समस्थानिकेचे अर्धे आयुष्य फक्त २० मिनिटांपेक्षा जास्त आहे (म्हणजे एका तासानंतर मूळ रकमेपैकी फक्त १/८ शिल्लक राहते). अशी गणना केली गेली आहे की संपूर्ण जगामध्ये फक्त 223 ग्रॅम फ्रँक आहे (क्षय होणारा समस्थानिक आणि नव्याने तयार होणारा समस्थानिक यांच्यामध्ये समतोल स्थापित केला जातो).

फ्रँक यौगिकांचा दृश्यमान भाग मिळाला नसला तरी, त्याच्या गुणधर्मांचा अभ्यास केला गेला आणि असे आढळून आले की ते अल्कधर्मी गटाशी संबंधित आहे. उदाहरणार्थ, फ्रँक आणि पोटॅशियम आयन असलेल्या द्रावणात पर्क्लोरेट जोडले जाते, तेव्हा अवक्षेप किरणोत्सर्गी असेल, द्रावण नाही. हे वर्तन सिद्ध करते की FrClO₄ किंचित विरघळणारे (KClO सह अवक्षेपण₄), आणि फ्रॅन्शिअमचे गुणधर्म पोटॅशियमसारखेच आहेत.

फ्रान्स, तो कसा असेल...

… जर मला त्याचा नमुना उघड्या डोळ्यांना दिसत असेल तर? अर्थात, मेणासारखा मऊ, आणि कदाचित सोनेरी रंगाचा (त्याच्या वरील सीझियम अतिशय मऊ आणि पिवळसर रंगाचा असतो). ते 20-25°C वर वितळेल आणि सुमारे 650°C वर बाष्पीभवन होईल (मागील भागातील डेटावर आधारित अंदाज). याव्यतिरिक्त, ते खूप रासायनिक सक्रिय असेल. म्हणून, ते ऑक्सिजन आणि आर्द्रतेच्या प्रवेशाशिवाय आणि रेडिएशनपासून संरक्षण करणार्या कंटेनरमध्ये संग्रहित केले पाहिजे. प्रयोगांसह घाई करणे आवश्यक आहे, कारण काही तासांत व्यावहारिकपणे फ्रेंच शिल्लक राहणार नाही.

मानद लिथियम

गेल्या वर्षीच्या हॅलोजन सायकलमधील स्यूडो-हॅलोजन लक्षात ठेवा? हे आयन आहेत जे Cl सारख्या anions सारखे वागतात^- किंवा नाही^-. यामध्ये, उदाहरणार्थ, सायनाइड सीएन समाविष्ट आहे^- आणि SCN moles^-, गट 17 anions प्रमाणेच विद्राव्यता असलेले क्षार तयार करतात.

लिथुआनियन लोकांचा अनुयायी देखील आहे, जो अमोनियम आयन एनएच आहे. ₄ ⁺ - पाण्यात अमोनिया विरघळण्याचे उत्पादन (द्रावण अल्कधर्मी आहे, जरी अल्कली मेटल हायड्रॉक्साईड्सच्या बाबतीत कमकुवत असले तरी) आणि ऍसिडसह त्याची प्रतिक्रिया. आयन त्याचप्रकारे जड अल्कली धातूंवर प्रतिक्रिया देतो, आणि त्याचा सर्वात जवळचा संबंध पोटॅशियमशी आहे, उदाहरणार्थ, ते पोटॅशियम केशन प्रमाणेच आहे आणि अनेकदा त्याच्या नैसर्गिक संयुगेमध्ये K+ ची जागा घेते. लिथियम धातू क्षार आणि हायड्रॉक्साईड्सच्या जलीय द्रावणांच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे प्राप्त करण्यासाठी खूप प्रतिक्रियाशील असतात. पारा इलेक्ट्रोडचा वापर करून, पारा (अमलगम) मध्ये धातूचे द्रावण मिळते. अमोनियम आयन अल्कली धातूंसारखेच आहे की ते एक मिश्रण देखील बनवते.

एल च्या विश्लेषणाच्या पद्धतशीर कोर्समध्ये.मॅग्नेशियम आयन साहित्य शोधले जाणारे शेवटचे आहेत. त्याचे कारण म्हणजे त्यांच्या क्लोराईड्स, सल्फेट्स आणि सल्फाइड्सची चांगली विद्राव्यता, याचा अर्थ असा आहे की नमुन्यात जड धातूंची उपस्थिती निश्चित करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या पूर्वी जोडलेल्या अभिकर्मकांच्या क्रियेखाली ते अवक्षेपित होत नाहीत. जरी अमोनियम ग्लायकोकॉलेट देखील अत्यंत विरघळणारे असले तरी, ते विश्लेषणाच्या अगदी सुरुवातीस आढळतात, कारण ते द्रावण गरम करणे आणि बाष्पीभवन सहन करत नाहीत (अमोनिया सोडल्यानंतर ते अगदी सहजपणे विघटित होतात). प्रक्रिया कदाचित प्रत्येकास ज्ञात आहे: मजबूत बेस (NaOH किंवा KOH) चे समाधान नमुन्यात जोडले जाते, ज्यामुळे अमोनिया सोडला जातो.

सॅम अमोनिया ते वासाद्वारे किंवा चाचणी ट्यूबच्या मानेवर पाण्याने ओले केलेल्या कागदाचा सार्वत्रिक तुकडा लावून शोधला जातो. NH वायू₃ पाण्यात विरघळते आणि द्रावण अल्कधर्मी बनवते आणि कागद निळा होतो.

7. अमोनियम आयन शोधणे: डावीकडे, सोडलेल्या अमोनियाच्या क्रियेखाली चाचणी पट्टी निळी होते, उजवीकडे, नेस्लर चाचणीचा सकारात्मक परिणाम

वासाच्या मदतीने अमोनिया शोधताना, आपण प्रयोगशाळेत नाक वापरण्याचे नियम लक्षात ठेवले पाहिजेत. म्हणून, प्रतिक्रियेच्या पात्रावर झुकू नका, आपल्या हाताच्या पंख्याच्या हालचालीने बाष्प स्वतःकडे निर्देशित करा आणि हवा "पूर्ण छाती" श्वास घेऊ नका, परंतु कंपाऊंडचा सुगंध स्वतःच आपल्या नाकापर्यंत येऊ द्या.

अमोनियम क्षारांची विद्राव्यता पोटॅशियम संयुगांसारखीच असते, त्यामुळे अमोनियम पर्क्लोरेट NH तयार करणे मोहक ठरू शकते.₄क्लो₄ आणि कोबाल्टसह एक जटिल कंपाऊंड (तपशीलांसाठी, मागील भाग पहा). तथापि, सादर केलेल्या पद्धती नमुन्यातील अमोनिया आणि अमोनियम आयनच्या अगदी कमी प्रमाणात शोधण्यासाठी योग्य नाहीत. प्रयोगशाळांमध्ये, नेस्लरचा अभिकर्मक यासाठी वापरला जातो, जो एनएचच्या ट्रेसच्या उपस्थितीत देखील रंग बदलतो किंवा बदलतो.₃ (7).

तथापि, मी घरी योग्य चाचणी न करण्याचा सल्ला देतो, कारण विषारी पारा संयुगे वापरणे आवश्यक आहे.

गुरूच्या व्यावसायिक देखरेखीखाली तुम्ही व्यावसायिक प्रयोगशाळेत येईपर्यंत प्रतीक्षा करा. रसायनशास्त्र आकर्षक आहे, परंतु - ज्यांना ते माहित नाही किंवा निष्काळजी आहेत - ते धोकादायक असू शकते.

हे देखील पहा: