कार्बनिक एसिड, जो कार्बन डाइऑक्साइड का एक जलीय घोल है, मूल और एम्फोटेरिक ऑक्साइड, अमोनिया और क्षार के साथ बातचीत कर सकता है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, मध्यम लवण प्राप्त होते हैं - कार्बोनेट, और बशर्ते कि कार्बोनिक एसिड अधिक मात्रा में लिया जाए - बाइकार्बोनेट। लेख में, हम मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट के भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ-साथ प्रकृति में इसके वितरण की विशेषताओं से परिचित होंगे।
बाइकार्बोनेट आयन के लिए गुणात्मक प्रतिक्रिया
मध्यम लवण और अम्लीय दोनों, कार्बोनिक अम्ल अम्ल के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, कार्बन डाइऑक्साइड जारी किया जाता है। एकत्रित गैस को चूने के पानी के घोल में प्रवाहित करके इसकी उपस्थिति का पता लगाया जा सकता है। कैल्शियम कार्बोनेट के अघुलनशील अवक्षेप की वर्षा के कारण मैलापन देखा जाता है। प्रतिक्रिया दर्शाती है कि आयन एचसीओ युक्त मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट कैसे 3- प्रतिक्रिया करता है।
लवण और क्षार के साथ बातचीत
विभिन्न शक्ति के अम्लों द्वारा निर्मित दो लवणों के विलयनों के बीच विनिमय अभिक्रिया कैसे होती है, उदाहरण के लिए, बेरियम क्लोराइड और एक अम्ल मैग्नीशियम नमक के बीच? यह एक अघुलनशील नमक - बेरियम कार्बोनेट के निर्माण के साथ जाता है। ऐसी प्रक्रियाओं को आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियाएं कहा जाता है। वे हमेशा एक अवक्षेप, एक गैस, या थोड़ा अलग करने वाले उत्पाद, पानी के निर्माण के साथ समाप्त होते हैं। सोडियम हाइड्रॉक्साइड और मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट के क्षार की प्रतिक्रिया से मैग्नीशियम कार्बोनेट और पानी का एक मध्यम नमक बनता है। अमोनियम कार्बोनेट के थर्मल अपघटन की एक विशेषता यह है कि, एसिड लवण की उपस्थिति के अलावा, गैसीय अमोनिया जारी किया जाता है। कार्बोनेट एसिड के लवण, जब दृढ़ता से गर्म होते हैं, तो जिंक या एल्यूमीनियम ऑक्साइड जैसे एम्फोटेरिक ऑक्साइड के साथ बातचीत कर सकते हैं। प्रतिक्रिया लवण के निर्माण के साथ आगे बढ़ती है - मैग्नीशियम एलुमिनेट या जिंकेट। अधातु तत्वों से बनने वाले ऑक्साइड भी मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं। प्रतिक्रिया उत्पादों में नया नमक, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी पाया जाता है।
पृथ्वी की पपड़ी में फैले खनिज - चूना पत्थर, चाक, संगमरमर, लंबे समय तक पानी में घुली कार्बन डाइऑक्साइड के साथ बातचीत करते हैं। नतीजतन, अम्लीय लवण बनते हैं - मैग्नीशियम और कैल्शियम बाइकार्बोनेट। जब पर्यावरण की स्थिति बदलती है, उदाहरण के लिए, जब तापमान बढ़ता है, तो विपरीत प्रतिक्रियाएं होती हैं। मध्यम लवण, बाइकार्बोनेट की उच्च सांद्रता वाले पानी से क्रिस्टलीकृत होकर, अक्सर कार्बोनेट्स - स्टैलेक्टाइट्स से आइकल्स बनाते हैं, साथ ही टावरों के रूप में वृद्धि - चूना पत्थर की गुफाओं में स्टैलेग्माइट्स।
पानी की कठोरता
पानी मिट्टी में मौजूद लवणों के साथ परस्पर क्रिया करता है, जैसे मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट, जिसका सूत्र Mg(HCO3)2 है. वह उन्हें भंग कर देती है, और वह कठोर हो जाती है। जितनी अधिक अशुद्धियाँ, उतने ही खराब उत्पादों को ऐसे पानी में उबाला जाता है, उनका स्वाद और पोषण मूल्य तेजी से बिगड़ जाता है। ऐसा पानी बाल धोने और कपड़े धोने के लिए उपयुक्त नहीं है। भाप प्रतिष्ठानों में उपयोग के लिए कठोर पानी विशेष रूप से खतरनाक है, क्योंकि इसमें घुलने वाले कैल्शियम और मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट उबलने के दौरान अवक्षेपित हो जाते हैं। यह पैमाने की एक परत बनाता है जो अच्छी तरह से गर्मी का संचालन नहीं करता है। यह अत्यधिक ईंधन की खपत के साथ-साथ बॉयलरों के अधिक गर्म होने, उनके पहनने और दुर्घटनाओं के कारण इस तरह के नकारात्मक परिणामों से भरा है।
मैग्नीशियम और कैल्शियम कठोरता
यदि कैल्शियम आयन HCO आयनों के साथ जलीय घोल में मौजूद हों3-, तो वे कैल्शियम की कठोरता का कारण बनते हैं, यदि मैग्नीशियम धनायन - मैग्नीशियम। जल में इनकी सांद्रता को पूर्ण कठोरता कहते हैं। लंबे समय तक उबालने के साथ, बाइकार्बोनेट खराब घुलनशील कार्बोनेट में बदल जाते हैं, जो एक अवक्षेप के रूप में अवक्षेपित होते हैं। इसी समय, कार्बोनेट या अस्थायी कठोरता के एक संकेतक से पानी की कुल कठोरता कम हो जाती है। कैल्शियम के धनायन कार्बोनेट बनाते हैं - मध्यम लवण, और मैग्नीशियम आयन मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड या मूल नमक - मैग्नीशियम कार्बोनेट हाइड्रॉक्साइड का हिस्सा होते हैं। विशेष रूप से, उच्च कठोरता समुद्रों और महासागरों के पानी में निहित है। उदाहरण के लिए, काला सागर में, मैग्नीशियम कठोरता 53.5 mg-eq / l है, और प्रशांत क्षेत्र मेंमहासागर - 108 मिलीग्राम-ईक्यू / एल। चूना पत्थर के साथ, मैग्नेसाइट अक्सर पृथ्वी की पपड़ी में पाया जाता है - एक खनिज जिसमें सोडियम और मैग्नीशियम का कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट होता है।
पानी नरम करने के तरीके
पानी का उपयोग करने से पहले, जिसकी कुल कठोरता 7 मिलीग्राम-ईक्यू / एल से अधिक हो, इसे अतिरिक्त लवण से मुक्त किया जाना चाहिए - नरम। उदाहरण के लिए, इसमें कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, बुझा हुआ चूना मिलाया जा सकता है। यदि उसी समय सोडा मिलाया जाए, तो आप निरंतर (गैर-कार्बोनेट) कठोरता से छुटकारा पा सकते हैं। अधिक सुविधाजनक तरीकों का भी उपयोग किया जाता है जिन्हें गर्म करने और आक्रामक पदार्थ के संपर्क की आवश्यकता नहीं होती है - क्षार Ca(OH)2। इनमें कटियन एक्सचेंजर्स का उपयोग शामिल है।
केशन एक्सचेंजर के संचालन का सिद्धांत
एल्यूमिनोसिलिकेट्स और सिंथेटिक आयन एक्सचेंज रेजिन कटियन एक्सचेंजर हैं। इनमें मोबाइल सोडियम आयन होते हैं। एक परत के साथ फिल्टर के माध्यम से पानी गुजरना जिस पर वाहक स्थित है - एक कटियन एक्सचेंजर, सोडियम कण कैल्शियम और मैग्नीशियम के उद्धरणों में बदल जाएंगे। उत्तरार्द्ध कटियन एक्सचेंजर के आयनों से बंधे होते हैं और इसमें मजबूती से बंधे होते हैं। यदि पानी में Ca2+ और Mg2+ आयनों की सांद्रता हो, तो यह कठिन होगा। आयन एक्सचेंजर की गतिविधि को बहाल करने के लिए, पदार्थों को सोडियम क्लोराइड के घोल में रखा जाता है, और रिवर्स रिएक्शन होता है - सोडियम आयन मैग्नीशियम और कैल्शियम के पिंजरों को कटियन एक्सचेंजर पर सोख लेते हैं। रिफर्बिश्ड आयन एक्सचेंजर हार्ड वाटर सॉफ्टनिंग प्रक्रिया के लिए फिर से तैयार है।
इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण
अधिकांश मध्यम और अम्लीय लवणजलीय घोल में, यह दूसरी तरह का संवाहक होने के कारण आयनों में विभाजित हो जाता है। अर्थात्, पदार्थ इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण से गुजरता है और इसका समाधान विद्युत प्रवाह का संचालन करने में सक्षम होता है। मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट के पृथक्करण से समाधान में मैग्नीशियम केशन और कार्बोनिक एसिड अवशेषों के नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए जटिल आयनों की उपस्थिति होती है। विपरीत आवेशित इलेक्ट्रोडों की ओर उनके निर्देशित संचलन के कारण विद्युत धारा उत्पन्न होती है।
हाइड्रोलिसिस
नमक और पानी के बीच विनिमय प्रतिक्रिया, एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट की उपस्थिति के लिए अग्रणी, हाइड्रोलिसिस है। यह न केवल अकार्बनिक प्रकृति में बहुत महत्व रखता है, बल्कि जीवित जीवों में प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा के चयापचय का भी आधार है। एक कमजोर कार्बोनिक एसिड और एक मजबूत आधार द्वारा गठित पोटेशियम, मैग्नीशियम, सोडियम और अन्य सक्रिय धातुओं का बाइकार्बोनेट, एक जलीय घोल में पूरी तरह से हाइड्रोलाइज्ड होता है। जब इसमें रंगहीन फिनोलफथेलिन मिलाया जाता है, तो संकेतक लाल हो जाता है। यह हाइड्रॉक्साइड आयनों की अधिक सांद्रता के जमा होने के कारण पर्यावरण की क्षारीय प्रकृति को इंगित करता है।
कार्बनिक अम्ल के अम्लीय लवण के जलीय विलयन में बैंगनी लिटमस नीला हो जाता है। इस घोल में हाइड्रॉक्सिल कणों की अधिकता का भी एक अन्य संकेतक - मिथाइल ऑरेंज का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है, जो इसका रंग बदलकर पीला कर देता है।
कार्बनिक अम्ल के लवणों का प्रकृति में चक्र
पानी में घुलने के लिए बाइकार्बोनेट की क्षमता निर्जीव और जीवित प्रकृति में उनके निरंतर आंदोलन का आधार है। भूजल, कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त, मिट्टी की परतों के माध्यम से रिसता हैमैग्नेसाइट और चूना पत्थर से बना है। बाइकार्बोनेट और मैग्नीशियम के साथ पानी मिट्टी के घोल में प्रवेश करता है, फिर नदियों और समुद्रों में बहा दिया जाता है। वहां से, अम्लीय लवण जानवरों के जीवों में प्रवेश करते हैं और उनके बाहरी (गोले, काइटिन) या आंतरिक कंकाल के निर्माण के लिए जाते हैं। कुछ मामलों में, गीजर या नमक के झरनों के उच्च तापमान के प्रभाव में, हाइड्रोकार्बन विघटित होते हैं, कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं और खनिज जमा में बदल जाते हैं: चाक, चूना पत्थर, संगमरमर।
लेख में, हमने मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट के भौतिक और रासायनिक गुणों की विशेषताओं का अध्ययन किया और प्रकृति में इसके गठन के तरीकों का पता लगाया।
