हाल के वर्षों में, 9वीं और 11वीं कक्षा के स्नातकों के बीच रसायन विज्ञान में परीक्षा उत्तीर्ण करने की स्थिर मांग का चलन रहा है। इसका कारण चिकित्सा और इंजीनियरिंग विश्वविद्यालयों की बढ़ती लोकप्रियता है, जिसमें रसायन विज्ञान एक प्रोफाइल परीक्षा के रूप में कार्य करता है।
प्रासंगिकता
आवेदन करते समय प्रतिस्पर्धी होने के लिए, छात्रों को परीक्षा में उच्च स्तर के ज्ञान का प्रदर्शन करना चाहिए।
समस्याएं जिनमें अधिक मात्रा में एल्युमिनियम पाउडर के साथ सल्फर पाउडर मिलाया गया, फिर एसिड डाला गया, तो भविष्य के डॉक्टरों और इंजीनियरों के लिए पानी विशेष रूप से कठिन था। गणना करना, किसी एक पदार्थ का निर्धारण करना और चल रही प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण बनाना भी आवश्यक है।
अन्य अकार्बनिक यौगिकों के साथ मिश्रित एल्यूमीनियम पाउडर के लिए समस्याओं का समाधान कैसे करें? आइए इस मुद्दे पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।
पहला उदाहरण
एल्यूमीनियम पाउडर के साथ सल्फर पाउडर मिलाया गया, फिर मिश्रण को गर्म किया गया, पदार्थ प्राप्त हुआइस प्रतिक्रिया का परिणाम, पानी में रखा गया। परिणामी गैस को दो भागों में विभाजित किया गया था। एक को हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ मिलाया गया था, और सोडियम हाइड्रॉक्साइड के घोल को दूसरे में तब तक मिलाया गया जब तक कि अवक्षेप भंग न हो जाए। क्या परिवर्तन हुए? कार्य में वर्णित परिवर्तनों के अनुरूप सभी प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें।
प्रश्न का उत्तर स्टीरियोकेमिकल गुणांक वाले चार समीकरण होने चाहिए।
सल्फर पाउडर को अतिरिक्त एल्युमिनियम पाउडर में मिलाने से क्या होता है? पदार्थ योजना के अनुसार प्रतिक्रिया करते हैं, जहां अंतिम उत्पाद नमक होता है।
जलीय वातावरण में परिणामी एल्यूमीनियम सल्फाइड हाइड्रोलिसिस से गुजरता है। चूंकि यह नमक एक कमजोर आधार (एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड) और एक कमजोर हाइड्रोसल्फाइड एसिड द्वारा बनता है, इसलिए पूर्ण हाइड्रोलिसिस होता है। प्रक्रिया एक अघुलनशील आधार और एक वाष्पशील अम्ल उत्पन्न करती है।
हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ उत्पादों में से एक, अर्थात् एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड की बातचीत में, एक आयन एक्सचेंज प्रतिक्रिया होती है।
यह देखते हुए कि एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड में एम्फ़ोटेरिक (दोहरी) रासायनिक गुण होते हैं, यह सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान के साथ एक जटिल नमक (सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोएल्यूमिनेट) बनाता है।
दूसरा उदाहरण
आइए एक कार्य के एक और उदाहरण पर विचार करें जिसमें शर्त में उल्लिखित प्रक्रियाओं को लिखना शामिल है। एल्युमिनियम पाउडर को आयोडीन के साथ मिलाया जाता है। थोड़ी मात्रा में पानी डालें। प्रक्रिया में प्राप्त यौगिक पानी में घुल जाता है, इसमें अतिरिक्त अमोनिया पानी मिलाया जाता है। अवक्षेप को फ़िल्टर्ड, कैलक्लाइंड किया जाता है। कैल्सीनेशन से अवशेषों के लिएसोडियम कार्बोनेट मिलाया जाता है, मिश्रण फ्यूज हो जाता है। वर्णित प्रक्रियाओं के अनुरूप स्टीरियोकेमिकल गुणांक वाले चार प्रतिक्रिया समीकरण लिखिए।
चूंकि समस्या की स्थिति के अनुसार एल्युमिनियम पाउडर आयोडीन के साथ मिलाया जाता है, सरल पदार्थों के परस्पर क्रिया के लिए पहले समीकरण का रूप है:
2Al + 3I2=2AlI3
इस प्रतिक्रिया के लिए थोड़ी मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है, जिसका उल्लेख इस स्थिति में किया जाता है।
निम्न रासायनिक प्रतिक्रिया सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ पहले चरण में प्राप्त एल्यूमीनियम आयोडाइड की बातचीत को दर्शाती है:
अली3 + 3NaOH=अल(ओएच)3 + 3NaI
चूंकि इस प्रक्रिया का उत्पाद (एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड) क्षार के विशिष्ट गुणों को प्रदर्शित करता है, यह एक एसिड के साथ आयन एक्सचेंज प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है, नमक और पानी प्रतिक्रिया उत्पादों के रूप में कार्य करता है:
Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O
जिस समस्या में एल्युमीनियम पाउडर दिखाई देता है उसे हल करने में स्कूली बच्चों के लिए सबसे बड़ी कठिनाई अंतिम प्रतिक्रिया होती है। जब एल्यूमीनियम क्लोराइड प्रतिक्रिया मिश्रण में सोडियम कार्बोनेट के जलीय घोल के साथ संपर्क करता है, तो लवण के हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया आगे बढ़ती है, जिससे सोडियम क्लोराइड, कार्बन डाइऑक्साइड और एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन होता है। प्रतिक्रिया इस तरह दिखती है:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2 O=2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCL
स्कूली बच्चों को क्या दिक्कत होती है
कुछ कार्यों में यह माना जाता है कि फास्फोरस अधिक मात्रा में मिला हुआ थाएल्यूमीनियम पाउडर। समाधान एल्गोरिथ्म पिछले दो उदाहरणों के समान है। इस तरह के असाइनमेंट में स्नातकों को जिन समस्याओं का सामना करना पड़ता है, उनमें से हम शर्तों के एक असावधान पढ़ने पर ध्यान देते हैं। दृष्टि से बाहर छोड़कर, उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया मिश्रण में पानी की उपस्थिति, स्नातक मिश्रण में हाइड्रोलिसिस की संभावना के बारे में भूल जाते हैं, प्रक्रिया के रासायनिक समीकरण को गलत तरीके से लिखते हैं। हर कोई पदार्थों के साथ क्रियाओं का वर्णन नहीं कर सकता: वाष्पीकरण, फ़िल्टरिंग, कैल्सीनेशन, रोस्टिंग, फ्यूजन, सिंटरिंग। भौतिक और रासायनिक अंतःक्रियाओं के बीच के अंतरों को जाने बिना, इस तरह के कार्यों के सफल समापन पर भरोसा करना असंभव है।
तीसरा उदाहरण
मैंगनीज (II) नाइट्रेट प्रज्वलित करें। परिणामी भूरे ठोस में सांद्र हाइड्रोक्लोरिक अम्ल मिलाएं। इस प्रक्रिया में मुक्त होने वाली गैस को हाइड्रोसल्फाइड एसिड से गुजारा जाता है। जब बेरियम क्लोराइड को परिणामी घोल में मिलाया जाता है, तो अवक्षेपण देखा जाता है। वर्णित परिवर्तनों के संगत चार रासायनिक समीकरण लिखिए।
जब कैल्सीन किया जाता है, तो एक पदार्थ से एक साथ कई उत्पाद बनने चाहिए। प्रस्तावित समस्या में ब्राउन गैस और मैंगनीज ऑक्साइड (IV) प्रारंभिक नाइट्रेट से प्राप्त होते हैं:
Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO 2
उत्पादों में सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड मिलाने से गैसीय क्लोरीन के अलावा पानी मिलता है, साथ ही मैंगनीज (II) क्लोराइड:
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl 2
हाइड्रोसल्फाइड एसिड के साथ प्रतिक्रिया करने वाला क्लोरीन ही अवक्षेप के रूप में सल्फर बनता है। प्रक्रिया समीकरण इस प्रकार है:
Cl2 +H2S → 2HCl + S
चूंकि सल्फर बेरियम क्लोराइड के साथ एक अवक्षेप बनाने में सक्षम नहीं है, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि पानी के अणुओं की उपस्थिति में क्लोरीन और हाइड्रोजन सल्फाइड का मिश्रण निम्नानुसार बातचीत कर सकता है:
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H 2एसओ4
इसलिए, सल्फ्यूरिक एसिड बेरियम क्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया करता है:
Н2SO4 + BaCl2 → बसो4+ 2HCl
महत्वपूर्ण बिंदु
हाई स्कूल के सभी छात्र नहीं जानते कि उद्योग में एल्यूमीनियम पाउडर कैसे प्राप्त किया जाता है, जहां उनका उपयोग किया जाता है। स्कूल रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम में छोड़े गए व्यावहारिक और प्रयोगशाला कार्यों की न्यूनतम संख्या स्कूली बच्चों के व्यावहारिक कौशल पर नकारात्मक प्रभाव डालती है। यही कारण है कि पदार्थ की समग्र स्थिति, उसके रंग, विशिष्ट विशेषताओं से संबंधित कार्य उन स्नातकों के लिए कठिनाइयाँ पैदा करते हैं जो रसायन विज्ञान में एकीकृत राज्य परीक्षा देते हैं।
अक्सर, परीक्षण लेखक एल्यूमीनियम ऑक्साइड का उपयोग करते हैं, जिसका पाउडर सल्फर या हलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, क्रमशः सल्फाइड या हैलाइड बनाता है। हाई स्कूल के छात्र इस तथ्य को याद करते हैं कि परिणामस्वरूप नमक एक जलीय घोल में हाइड्रोलिसिस से गुजरता है, इसलिए वे अंक गंवाते हुए कार्य का दूसरा भाग गलत तरीके से करते हैं।
संक्षेप में
तोअकार्बनिक पदार्थों के कई परिवर्तनों से संबंधित प्रश्नों के साथ त्रुटियों के बिना सामना करने के लिए, आणविक और आयनिक समीकरणों को लिखने के लिए, हाइड्रोलिसिस के पाठ्यक्रम की शर्तों को जानने के लिए, धनायनों और आयनों के लिए गुणात्मक प्रतिक्रियाओं का एक विचार होना आवश्यक है। व्यावहारिक कौशल के अभाव में, पदार्थों की परस्पर क्रिया के बाहरी संकेतों के बारे में प्रश्न कठिनाई का कारण बनते हैं।
