अपनी खुद की फिटकरी क्रिस्टल कैसे बनाएं

क्रिस्टल लंबे समय से प्रकृति, कला और उद्योग की दुनिया में सबसे आकर्षक आकृतियों में से एक है। जब आप शब्द के बारे में सोचते हैं, तो आप एक सुंदर बॉलरूम झूमर, क्वार्ट्ज का एक टुकड़ा या नमक के टुकड़े देख सकते हैं।

यहां तक ​​कि क्रिस्टल सामग्री की महीन संरचना की जांच करने के लिए माइक्रोस्कोप के उपयोग के बिना भी, आप शायद चकित हैं अपने नियमित कोणों से सबसे अधिक, और इस भावना से कि वे एक शानदार सरणी प्रकट करते हुए सख्त नियमों का पालन करते हैं आकार।

रसायन विज्ञान में, एक क्रिस्टल वह पदार्थ है जो क्रिस्टलीय रूप धारण करता है, लगभग हमेशा एक ठोस। इस तरह की संरचना की पहचान एक दोहराई जाने वाली सबयूनिट है, जो आमतौर पर एक परमाणु नाभिक होता है एक ज्यामितीय घन का केंद्र और एक अलग आवेश वाले आयन घन के कोनों पर या इसके केंद्रों में रखे जाते हैं पक्ष।

दुनिया भर में रसायन विज्ञान प्रयोगशालाओं में एक लोकप्रिय DIY क्रिस्टल है फिटकिरी. इस सामग्री के साथ काम करना, जिसे आप अधिकांश सुपरमार्केट में आसानी से प्राप्त कर सकते हैं, कुछ समाधानों के व्यवहार और आम तौर पर क्रिस्टल के गठन से परिचित होने का एक शानदार तरीका है।

इससे पहले कि आप क्रिस्टल की पूरी तरह से सराहना कर सकें, यह एक अच्छा विचार है कि एक कदम पीछे हटें और समीक्षा करें कि कैसे रसायनज्ञ और भौतिक विज्ञानी वर्गीकृत द्रव्य की अवस्थाएं। पदार्थ की अवस्था में परिवर्तन किसी पदार्थ की रासायनिक संरचना में परिवर्तन नहीं है (अर्थात उसके अणु नहीं बदलते हैं) बल्कि पदार्थ की भौतिक व्यवस्था में परिवर्तन है।

आणविक गतिज ऊर्जा को बढ़ाने के क्रम में पदार्थ की तीन मानक अवस्थाएँ हैं, ठोस तरल तथा गैस.

जब अणु ठोस के रूप में होते हैं, तो इसका मतलब है कि उनके अणुओं की कुल और औसत गतिज ऊर्जा (KE) की तुलना में कम होती है। उस पदार्थ की उतनी ही मात्रा तरल अवस्था में होती है, जो बदले में उसके लिए गैसीय अवस्था से कम KE प्रदर्शित करती है। पदार्थ।

अक्सर, एक ठोस के रूप में अणु, जिनमें से नाभिक को एक-दूसरे के संबंध में घूमने की स्वतंत्रता नहीं होती है, नियमित रूप से दोहराए जाने वाले पैटर्न बनाते हैं जिन्हें जाली कहा जाता है।

जबकि ये छोटे (वैचारिक, वास्तविक नहीं) जाली केवल एक या दो अणु तक फैले हुए हैं, उनके गुण बड़े पैमाने पर "मैक्रो" दुनिया तक फैले हुए हैं। क्वार्ट्ज, निरीक्षण पर, स्पष्ट रूप से एक "नियमित" प्रकार की चट्टान है, जिसमें आंखों को प्रसन्न करने वाले ज्यामितीय कोण और रेखाएं हैं; अन्य क्रिस्टल, उनमें से कई सिंथेटिक, कैप्चर, परावर्तित और प्रकाश को दृष्टि से आकर्षक तरीके से अपवर्तित करते हैं और गहने, वास्तुकला और अन्य जगहों में लोकप्रिय हैं।

• कुछ क्रिस्टल कमरे के तापमान पर तरल अवस्था में मौजूद होते हैं, जैसे लिक्विड क्रिस्टल डायोड (एलसीडी) कुछ आधुनिक डिस्प्ले सिस्टम में उपयोग किया जाता है।

जब अणुओं के साथ एक ठोस जिसमें बंधुआ आयन (आवेशित परमाणु या अणु) होते हैं, को तरल में रखा जाता है, ठोस को तोड़ा जा सकता है, और ठोस पदार्थ के घटक परमाणु या अणु पूरे में समान रूप से बिखरे हुए हो सकते हैं तरल। जब ऐसा होता है, तो परिणाम को समाधान कहा जाता है; जब जल द्रव होता है, तो जलीय विलयन कहलाता है,

• इस संदर्भ में, तरल एक है विलायक, और ठोस है a घुला हुआ पदार्थ.

किसी दी गई मात्रा में पानी या अन्य विलायक में घुलने वाले विलेय की मात्रा, जैसा कि आपको उम्मीद करनी चाहिए, परिमित है; कई मामलों में, किसी दिए गए विलायक में किसी पदार्थ की घुलनशीलता उस तापमान पर भी निर्भर करती है जिस पर यह रासायनिक प्रतिक्रिया हो रही है।

सामान्य तौर पर, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, घुलनशीलता बढ़ती है, और जैसे-जैसे तापमान गिरता है, घुलनशीलता कम होती जाती है। इसका मतलब यह है कि विलेय की एक निश्चित मात्रा के लिए, एक तापमान पर एक घोल बन सकता है, लेकिन ठोस my कम तापमान पर मौजूद होता है।

जिस बिंदु पर विलयन में और अधिक विलेय नहीं घुल सकता है, वह विलयन कहलाता है तर-बतर, और क्रिस्टल बनने के लिए स्थितियां मौजूद हैं। यदि अधिक घोल मिलाया जाता है (या, कुछ मामलों में, यदि घोल को ठंडा किया जाता है), तो अधिक विलेय जमा हो जाता है क्योंकि समाधान अभी है अतिसंतृप्त. क्रिस्टल अब अधिक भीड़-भाड़ वाले घोल में विलेय अणुओं के बीच अनुकूल टकराव के परिणामस्वरूप बनने लगते हैं।

फिटकिरी यह सीखने के लिए एक उपयोगी क्रिस्टल है कि ये ठोस कैसे बनते हैं, क्योंकि फिटकरी के क्रिस्टल की उपस्थिति और वृद्धि को आसानी से उत्पादित, नियंत्रित और देखा जा सकता है। फिटकिरी या तो एक विशिष्ट रासायनिक सूत्र या रसायनों के एक वर्ग के साथ एक पदार्थ का उल्लेख कर सकता है जिसमें यह "प्रमुख" यौगिक शामिल है। आमतौर पर "फिटकरी" नाम से जाना जाने वाला रसायन वास्तव में है पोटैशियम फिटकरी.

पोटैशियम फिटकरी का सूत्र KAl (SO .) होता है₄)₂12 एच₂ओ इसका मतलब है कि पोटेशियम एल्युमिनियम सल्फेट का एक अणु, KAl (SO .)₄)₂, क्रिस्टलीय जाली संरचना की एक इकाई उत्पन्न करने के लिए बारह पानी के अणुओं से घिरा हुआ है। लेकिन क्योंकि सूत्र में धातु पोटेशियम के अलावा कुछ और हो सकती है, फिटकरी के रासायनिक सूत्र का पहला भाग KCr (SO) हो सकता है।₄)₂, केएल (SO .)₄)₂ या कुछ और।

फिटकरी का आणविक भार (MW) 477.4 ग्राम (g) है। इसका गलनांक 93 °C होता है, जो पानी के क्वथनांक 100 °C के करीब होता है। इसका मतलब है कि यह कमरे के तापमान पर मज़बूती से ठोस रहेगा, जो सामान्य रूप से 20 से 22 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। यह सफेद से रंगहीन क्रिस्टल पैदा करता है। यह एथिल अल्कोहल में घुलनशील नहीं है क्योंकि यह पानी और पॉलीहाइड्रॉक्सिल अल्कोहल ग्लिसरॉल में है।

सामग्री: आप अधिकांश सुपरमार्केट के मसाला खंड में फिटकरी पा सकते हैं। इसके अलावा, आपको जो कुछ भी चाहिए वह बनाए रखना आसान है। सुनिश्चित करें कि आपके द्वारा उपयोग किया जाने वाला पानी वास्तव में आसुत है, यानी "शुद्ध" और आयनों से मुक्त है जो प्रक्रिया को दूषित कर सकता है। आपके पास ये वस्तुएं होनी चाहिए:

• आसुत जल
• कई छोटे कटोरे या तश्तरी
• उबलते पानी के लिए एक पैन
• एक हलचल चम्मच

वाष्पीकरण द्वारा फिटकरी के क्रिस्टल बनाना: पूर्ववर्ती सामग्री के आधार पर, आपको यह अपेक्षा करनी चाहिए कि शुरू में, आप चाहते हैं कि जिस फिटकरी को आप पानी में घोलने के लिए मिलाते हैं, उसके लिए परिस्थितियाँ अधिक से अधिक अनुकूल हों। आखिरकार, जितनी जल्दी आप किसी समाधान को संतृप्त और सुपरसैचुरेट कर सकते हैं, उतनी ही जल्दी आप क्रिस्टल-ग्रोइंग की प्रक्रिया को गंभीरता से शुरू कर सकते हैं।

पानी की एक छोटी मात्रा को उबालकर शुरू करें (लगभग 2 द्रव औंस से 4 द्रव औंस, या लगभग 100 मिलीलीटर, पर्याप्त है) और फिर इसे थोड़ा ठंडा होने दें। चमचे से फिटकरी डालना शुरू करें और बीच-बीच में अच्छी तरह से घुलने तक चलाते रहें। इसे छोटे-छोटे क्रमों में तब तक करते रहें जब तक कि कोई और फिटकरी घुल न जाए। समाधान अब सुपरसैचुरेटेड है।

इसके बाद, पैन के तल पर अघुलनशील फिटकरी को शामिल न करने के लिए सावधान रहते हुए, थोड़ा पानी डालें। इसे कुछ मिनटों के लिए अपने आप ठंडा होने दें और फिर पैन में जो बचा है उसे कटोरे या बर्तन में डालें और फ्रिज में रख दें।

यह मिश्रण के सतह क्षेत्र को इसकी मात्रा के संबंध में अधिकतम करेगा, पानी के तेजी से वाष्पीकरण को बढ़ावा देगा और फिटकिरी क्रिस्टल के त्वरित विकास को बढ़ावा देगा।

अध्ययन के लिए अनुवर्ती और प्रश्न: आप एक या दो घंटे के भीतर क्रिस्टल देखना शुरू कर देंगे, लेकिन धैर्य रखें; एक दिन के बाद, आप असली क्रिस्टल देखेंगे, और दो दिनों के भीतर आपके पास क्रिस्टल डिस्प्ले होगा।

ऐसा क्यों है कि आप एक ही कटोरे में या कटोरे के बीच विभिन्न आकारों के क्रिस्टल देखते हैं? तापमान और सांद्रण के अलावा कौन-सी परिस्थितियाँ फिटकरी के अणुओं को एक दूसरे से जोड़ने को बढ़ावा दे सकती हैं? क्या आप इनमें से किसी को यादृच्छिक के रूप में वर्णित करेंगे?