कैसे समझाएं कि जब हम मैग्नीशियम धातु को जलाते हैं तो क्या होता है

अपने श्रोताओं को याद दिलाएं कि वायु गैसों का मिश्रण है; नाइट्रोजन और ऑक्सीजन प्रमुख घटक हैं, हालांकि कार्बन डाइऑक्साइड और कुछ अन्य गैसें भी मौजूद हैं।

बता दें कि परमाणु तब अधिक स्थिर होते हैं जब उनका सबसे बाहरी कोश भरा होता है, यानी इसमें इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम संख्या होती है। मैग्नीशियम के सबसे बाहरी कोश में केवल दो इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए यह इन्हें दूर करने की प्रवृत्ति रखता है; इस प्रक्रिया द्वारा गठित धनात्मक आवेशित आयन, Mg+2 आयन में एक पूर्ण बाहरी आवरण होता है। इसके विपरीत, ऑक्सीजन दो इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने की प्रवृत्ति रखता है, जो इसके सबसे बाहरी कोश को भरता है।

इंगित करें कि एक बार ऑक्सीजन ने मैग्नीशियम से दो इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर लिए हैं, तो इसमें प्रोटॉन की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए इसका शुद्ध नकारात्मक चार्ज होता है। इसके विपरीत, मैग्नीशियम परमाणु ने दो इलेक्ट्रॉनों को खो दिया है, इसलिए अब इसमें इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अधिक प्रोटॉन हैं और इसलिए एक शुद्ध धनात्मक आवेश है। ये सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन एक-दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं, इसलिए वे एक जाली-प्रकार की संरचना बनाने के लिए एक साथ आते हैं।

बता दें कि जब मैग्नीशियम और ऑक्सीजन संयुक्त होते हैं, तो उत्पाद, मैग्नीशियम ऑक्साइड में अभिकारकों की तुलना में कम ऊर्जा होती है। खोई हुई ऊर्जा गर्मी और प्रकाश के रूप में उत्सर्जित होती है, जो आपको दिखाई देने वाली चमकदार सफेद लौ की व्याख्या करती है। गर्मी की मात्रा इतनी अधिक होती है कि मैग्नीशियम नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ भी प्रतिक्रिया कर सकता है, जो आमतौर पर बहुत अक्रियाशील होते हैं।

अपने दर्शकों को सिखाएं कि आप यह पता लगा सकते हैं कि इस प्रक्रिया से कितनी ऊर्जा निकलती है, इसे कई चरणों में तोड़कर। ऊष्मा और ऊर्जा को जूल नामक इकाइयों में मापा जाता है, जहाँ एक किलोजूल एक हजार जूल होता है। गैस चरण में मैग्नीशियम को वाष्पित करने में लगभग 148 kJ / मोल लगता है, जहाँ एक मोल 6.022 x 10^23 परमाणु या कण होता है; चूंकि प्रतिक्रिया में प्रत्येक O2 ऑक्सीजन अणु के लिए मैग्नीशियम के दो परमाणु शामिल होते हैं, इसलिए 296 kJ खर्च करने के लिए इस आंकड़े को 2 से गुणा करें। मैग्नीशियम को आयनित करने में अतिरिक्त 4374 kJ लगता है, जबकि O2 को अलग-अलग परमाणुओं में तोड़ने पर 448 kJ लगता है। ऑक्सीजन में इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने पर 1404 kJ लगता है। इन सभी नंबरों को जोड़ने पर आपको 6522 kJ खर्च होता है। हालांकि, यह सब मैग्नीशियम और ऑक्सीजन आयनों के संयोजन से निकलने वाली ऊर्जा से प्राप्त होता है जाली संरचना में: 3850 kJ प्रति मोल या 7700 kJ द्वारा उत्पादित MgO के दो मोल के लिए प्रतिक्रिया। शुद्ध परिणाम यह है कि मैग्नीशियम ऑक्साइड का निर्माण 1206 kJ उत्पाद के दो मोल या 603 kJ प्रति मोल के लिए जारी करता है।

यह गणना आपको यह नहीं बताती कि वास्तव में क्या हो रहा है; प्रतिक्रिया के वास्तविक तंत्र में परमाणुओं के बीच टकराव शामिल है। लेकिन इससे आपको यह समझने में मदद मिलती है कि इस प्रक्रिया से निकलने वाली ऊर्जा कहां से आती है। मैग्नीशियम से ऑक्सीजन में इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण, इसके बाद दो आयनों के बीच आयनिक बंधनों का निर्माण, बड़ी मात्रा में ऊर्जा जारी करता है। प्रतिक्रिया में कुछ कदम शामिल होते हैं जिनके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, यही कारण है कि आपको इसे किकस्टार्ट करने के लिए लाइटर से गर्मी या एक चिंगारी की आपूर्ति करने की आवश्यकता होती है। एक बार ऐसा करने के बाद, यह इतनी गर्मी छोड़ता है कि प्रतिक्रिया बिना किसी हस्तक्षेप के जारी रहती है।

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• यदि आप कक्षा में प्रदर्शन की योजना बना रहे हैं, तो कृपया याद रखें कि मैग्नीशियम को जलाना संभावित रूप से खतरनाक है; यह एक उच्च-गर्मी प्रतिक्रिया है, और मैग्नीशियम की आग पर कार्बन डाइऑक्साइड या पानी के अग्निशामक का उपयोग करने से वास्तव में यह बहुत खराब हो जाएगा।