एल्युमीनियम को तरल पारे में रखा गया था। भौतिकी में परीक्षण "आर्किमिडीज़ बल और तैरते पिंडों की स्थितियाँ" (ग्रेड 7)। एल्यूमीनियम और पारा के बीच परस्पर क्रिया का रसायन

ऐसे कई कारण हैं जिनकी वजह से आपको किसी भी परिस्थिति में पारे से निपटना नहीं चाहिए। यह न केवल जहरीला है और मनुष्यों में भावनात्मक और मानसिक विकार पैदा कर सकता है, बल्कि इससे विमान की एल्यूमीनियम संरचना नष्ट हो सकती है और विमान दुर्घटना भी हो सकती है! यह कैसे हो सकता है?

एल्यूमीनियम ऑक्साइड और लोहे का जंग

बीयर के डिब्बे से लेकर हवाई जहाज तक, आजकल हर जगह एल्युमीनियम का उपयोग किया जाता है। मुद्दा यह है कि एल्युमीनियम कई स्थितियों के लिए अन्य सामग्रियों के बीच एक अच्छा विकल्प है। यह हल्का, टिकाऊ है और इसमें ऐसी कोटिंग है जो कठोरता में केवल हीरे से मेल खा सकती है। लोहे - या बल्कि स्टील - में बहुत ताकत होती है और इसे अभी तक बदला नहीं जा सकता है, उदाहरण के लिए, निर्माण में। हालाँकि, यदि आप इस लौह-इस्पात को प्रतिदिन समुद्र में उड़ने के लिए मजबूर करेंगे, तो इसमें जल्दी ही जंग लग जाएगी। जब लोहे में जंग लगती है तो वह ऑक्सीजन के साथ मिल जाता है। इस मामले में, लोहा हल्के, लाल गुच्छों में बदल जाता है जो आसानी से लोहे की सतह से छिल जाते हैं। लोहे के विपरीत, एल्युमीनियम ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके एल्युमीनियम ऑक्साइड बनाता है, जो एक अविश्वसनीय रूप से कठोर पदार्थ है जिसे खरोंचना बहुत मुश्किल होता है।

ऑक्सीजन के साथ संपर्क करते समय लोहे और एल्युमीनियम के व्यवहार में तीव्र अंतर केवल इस विचार की पुष्टि करता है कि "रसायन विज्ञान जादू टोना है।" एल्युमीनियम ऑक्साइड एल्युमीनियम से उस तरह नहीं छूटता जैसे जंग लोहे से टूटती है। इसके बजाय, एल्यूमीनियम ऑक्साइड फिल्म शेष एल्यूमीनियम को सील कर देती है और आगे जंग लगने से रोकती है। हवा में और अक्सर, समुद्र और महासागरों के ऊपर उड़ने वाली एल्युमीनियम संरचना के लिए इसकी आवश्यकता होती है।

पारा और ताजा एल्यूमीनियम

पारा एल्युमीनियम की सारी सुंदर पूर्णता को तोड़ देता है। या, कम से कम, यह टूट सकता है यदि यह एल्युमीनियम के किसी हिस्से पर ताजा खरोंच लगाता है। यदि ऐसा होता है, तो पारा सक्रिय रूप से एल्यूमीनियम के साथ मिलकर उसे एल्यूमीनियम संरचना से अलग कर देता है। बेशक, जब एल्यूमीनियम और पारा मिश्रण हवा के संपर्क में आते हैं, तो एल्यूमीनियम तुरंत ऑक्सीजन के साथ मिलकर वही अल्ट्रा-मजबूत एल्यूमीनियम ऑक्साइड बनाता है। बात बस इतनी है कि यह सब तरल पारे से उगने वाले पंखों और खंभों के रूप में गलत जगह पर हो रहा है।

प्रारंभिक खरोंच से एल्यूमीनियम ऑक्साइड की यह रिहाई पारा को एल्यूमीनियम के माध्यम से तोड़ने की अनुमति देती है जब तक कि सभी पारा हवा में वाष्पित न हो जाए। इसलिए, पारे की थोड़ी मात्रा भी बड़ी क्षति पहुंचा सकती है।

पारा एल्युमिनियम को कैसे खाता है?

सचमुच में ठीक नहीं! पारा जो करता है वह एल्युमीनियम की सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत में प्रवेश करता है, जिससे एल्युमीनियम बहुत उच्च दर पर ऑक्सीकरण करता है। पारा एल्यूमीनियम की सतह को हवा के साथ निरंतर संपर्क में रहने की अनुमति देता है और एल्यूमीनियम ऑक्साइड के गठन की निरंतर प्रक्रिया को सुनिश्चित करता है। ऐसा लगता है जैसे पारा वास्तव में एल्युमीनियम को खा रहा है।

बेशक, सामान्य परिस्थितियों में ऐसा नहीं होता है, क्योंकि एल्यूमीनियम की खुली सतह पर तुरंत एल्यूमीनियम ऑक्साइड की एक फिल्म बन जाती है, जो एल्यूमीनियम को आगे ऑक्सीकरण से बचाती है। पारा एक ऑक्साइड फिल्म के निर्माण को रोकता है और पारा द्वारा खाए जा रहे एल्यूमीनियम की यह डरावनी तस्वीर देता है, जिसे दिखाया गया है।

प्रतिक्रिया तंत्र

पारे के साथ एल्युमीनियम की प्रतिक्रिया की क्रियाविधि बहुत जटिल है। पारा फिल्म, एल्यूमीनियम, नमी और हवा से ऑक्सीजन के बीच एक सहज प्रतिक्रिया होती है (आंकड़ा)। जबकि पारा एल्यूमीनियम में अघुलनशील है, एल्यूमीनियम पारा में थोड़ा घुलनशील है (कमरे के तापमान पर 0.002%)। जब पारा एल्यूमीनियम की सतह को गीला कर देता है, तो यह सतह को सक्रिय अवस्था में रखता है ताकि उस पर ऑक्साइड की परत न बन सके। एल्युमीनियम पारे में घुल जाएगा और हवा के संपर्क में ऑक्सीकृत हो जाएगा।

इस प्रतिक्रिया के दौरान पारे की कोई खपत नहीं होती है, इसलिए एक बार शुरू होने के बाद, सिद्धांत रूप में, यह कभी नहीं रुकेगा।

चित्र - एल्युमिनियम पर पारे का प्रभाव

एल्यूमीनियम और पारा के बीच परस्पर क्रिया का रसायन

यदि एल्यूमीनियम पर कोई ऑक्साइड परत नहीं है, तो पारा इसके साथ एक मिश्रण बनाता है - पारा के साथ एल्यूमीनियम का एक मिश्र धातु। इसकी सतह पर अमलगम के साथ ताजा एल्यूमीनियम हवा में नमी के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करता है - यह बहुत सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है, खासकर उच्च आर्द्रता वाले दिनों में:

Al(s) + 3H 2 O(l) => Al(OH 3) (s) + 3/2 H 2 (g)
एच= -418 केजे/मोल.

परीक्षण तीन संस्करणों में संकलित है। उत्तर संलग्न हैं. कार्य पूरा करते समय, छात्रों को घनत्व की एक तालिका दी जानी चाहिए। परीक्षण को संकलित करते समय, वी.जी., रज़ूमोव्स्की और आर.एफ. द्वारा संपादित पुस्तक "टेस्टिंग स्टूडेंट्स नॉलेज इन फिजिक्स" से कार्यों का उपयोग किया गया था। क्रिवोशापोवा।

दस्तावेज़ सामग्री देखें
"भौतिकी में जाँच करें "आर्किमिडीयन बल और तैरते पिंडों की स्थितियाँ" (7वीं कक्षा)"

सातवीं कक्षा के विद्यार्थियों के लिए भौतिकी परीक्षण

आर्किमिडीज़ बल और पिंडों की तैरने की स्थितियाँ

मैंविकल्प

1. पानी में स्थित 0.5 मीटर 3 आयतन वाले पत्थर पर लगने वाले उत्प्लावन बल का निर्धारण करें।

2. 0.7 मीटर 3 आयतन वाली स्टील रेल को पानी में पकड़ने के लिए कौन सा बल लगाना चाहिए?

3. तीन अमिश्रणीय तरल पदार्थ एक बर्तन में डाले जाते हैं: पानी, शराब, पारा। उन्हें किस क्रम में व्यवस्थित किया गया है? आपने जवाब का औचित्य साबित करें।

द्वितीयविकल्प

1. 10 dm2 आयतन वाला ग्रेनाइट का एक टुकड़ा पानी में डुबोया जाता है। इसे पानी में रखने के लिए कितना बल लगाना होगा?

2. आयताकार समांतर चतुर्भुज के आकार का एक ब्लॉक गैसोलीन में डुबोया गया था। इसका आयाम 4x5x10 सेमी है। ब्लॉक पर लगने वाले उत्प्लावन बल का निर्धारण करें।

3. समान आयतन की एल्युमीनियम 1, स्टील 2 और प्लैटिनम 3 गेंदों को तरल पारे में रखा गया था। गेंदें तरल में स्वयं को किस प्रकार व्यवस्थित करेंगी?

तृतीयविकल्प

1. 80 सेमी 3 आयतन वाला एक लकड़ी का गुटका मिट्टी के तेल की सतह पर आधा डूबा हुआ तैरता है। इस पर कौन सा आर्किमिडीज़ बल कार्य कर रहा है?

2. डायनेमोमीटर स्प्रिंग से जुड़ा एक ग्रेनाइट पत्थर पानी में डुबोया गया है। कोबलस्टोन का आयतन 0.004 m3 है। डायनेमोमीटर कौन सा बल दिखाता है?

3. किस पानी में तैरना आसान है: समुद्र या नदी? क्यों?

№ कार्य
विकल्प 1			शीर्ष - शराब फिर पानी सबसे नीचे - पारा
विकल्प 2			इसका लगभग सारा भाग ऊपर तैरने लगेगा - 1 आधा डूबा हुआ - 2 डूब जाओगे - 3
विकल्प 3			समुद्र के पानी में तैरना आसान है क्योंकि... यह नमकीन है और इसका घनत्व अधिक है, इसलिए F A अधिक है।

किसी समय पारा को सभी रोगों के लिए रामबाण और अमरता का अमृत माना जाता था, लेकिन यह "पुराने हैटर रोग" का कारण भी था। बुध बर्बाद हो गया इवान भयानकऔर विमान को हमेशा के लिए सेवा से बाहर कर दिया।

इतना भारी कि मैं इसे उठा नहीं सकता

पारा उच्च विशिष्ट गुरुत्व और उच्च घनत्व वाला पदार्थ है। अगर आप पारे से भरी 10 लीटर की बाल्टी उठाने की कोशिश भी करेंगे तो सफल नहीं होंगे। पहली बार, पारा का वजन 1627 में रॉबर्ट बॉयल द्वारा मापा गया था, लेकिन उनके आंकड़े अभी भी सही हैं: 1 लीटर पारा लगभग 13.6 किलोग्राम से मेल खाता है, उसी संख्या से पारा का घनत्व पानी के घनत्व से अधिक है। हमारा शरीर भी पारे से "बोझ" में है, लेकिन इसकी मात्रा नगण्य है - 13 मिलीग्राम।

शुभंकर

कुछ शताब्दियों पहले, लोगों का मानना ​​था कि यदि शुद्ध पारे को ठोस में बदल दिया जाए, तो इसे सोने में बदला जा सकता है। लेकिन वे इस पदार्थ के जादुई गुणों पर और भी अधिक भरोसा करते थे। उदाहरण के लिए, प्राचीन मिस्र के पुजारी एक लकड़ी या ग्रेनाइट के बर्तन में कई ग्राम पारा डालते थे और इसे फिरौन की ममी के गले में रख देते थे - उनका मानना ​​था कि मृत्यु के बाद यह उनके शासक की रक्षा करेगा। साधारण मिस्रवासी भी पारे की मदद पर भरोसा करते थे, इसकी एक बोतल ताबीज के रूप में रखते थे। कई लोग मानते थे और अब भी मानते हैं कि पारा सौभाग्य लाता है, यही कारण है कि पारा तावीज़ इन दिनों असामान्य नहीं हैं। इनका उपयोग घुड़दौड़ और कार्ड गेम के प्रशंसकों द्वारा किया जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि पारे के विषैले गुण स्वास्थ्य पर प्रतिकूल प्रभाव न डालें, पदार्थ को जायफल में बने छेद में रखा जाता है और मोम से सील कर दिया जाता है। और आधुनिक जादूगरों के बीच आप कांच के छल्ले देख सकते हैं जिनमें पारा सील होता है।

दवा

इसकी उच्च विषाक्तता के कारण, पारा का अब व्यावहारिक रूप से चिकित्सा तैयारियों में उपयोग नहीं किया जाता है, शायद एक थर्मामीटर को छोड़कर, जिसमें इस धातु का लगभग 2 ग्राम होता है। पारा टीकों के लिए परिरक्षक के रूप में भी कार्य कर सकता है। हालाँकि, 1970 के दशक में, पारा का उपयोग चिकित्सा में आसानी से किया जाता था। उदाहरण के लिए, मर्क्यूज़ल, जिसमें पारा आयन होते हैं, एक मजबूत मूत्रवर्धक के रूप में कार्य करता है, मर्क्यूरिक क्लोराइड का उपयोग रेचक के रूप में किया जाता है, और मर्क्यूरिक साइनाइड एंटीसेप्टिक्स और मलहम का हिस्सा था। पारा से युक्त चांदी का मिश्रण, हाल ही में दंत चिकित्सा में एक भरने वाली सामग्री के रूप में उपयोग किया गया था। यात्री फ्रेंकोइस बर्नियर (1620-1688) ने अपनी भारत यात्रा के दौरान देखा कि स्थानीय योगी आश्चर्यजनक रूप से लंबे समय तक जीवित रहते हैं - 200 साल तक। बर्नियर ने लिखा कि योगी ऐसा पेय पीते हैं जिसमें पारा और सल्फर होता है। योगियों ने पुष्टि की है कि इस दवा की प्रतिदिन कुछ बूंदें शरीर को अच्छे आकार में रखने में मदद करती हैं, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह दीर्घायु में योगदान देती है। यह भी ज्ञात है कि प्राचीन काल में चीनियों ने पारे पर आधारित "अमरता गोलियाँ" बनाई थीं।

इलाज का शिकार

इवान द टेरिबल के शरीर को खोदते समय, वैज्ञानिकों ने निर्धारित किया कि राजा के शरीर में पारा की मात्रा अनुमेय मानकों से 5 गुना अधिक थी। यह ज्ञात है कि रूस में पारे का उपयोग 15वीं-16वीं शताब्दी में सिफलिस के इलाज के लिए किया जाता था। कुछ शोधकर्ताओं ने सुझाव दिया है कि इवान द टेरिबल, जो इस खतरनाक बीमारी से पीड़ित था, का इलाज "तरल चांदी" से किया गया था। एन.एम. करमज़िन ने लिखा है कि ज़ार "इतना बदल गया कि उसे पहचानना असंभव हो गया: उसके चेहरे पर उदास उग्रता चित्रित हो गई, उसकी सभी विशेषताएं विकृत हो गईं, उसकी निगाहें फीकी पड़ गईं, उसके सिर और दाढ़ी पर लगभग एक भी बाल नहीं बचा।" अचानक बालों का झड़ना पारा विषाक्तता के स्पष्ट लक्षणों में से एक है, जैसे मिर्गी के दौरे ने राजा को पीड़ा दी। आधुनिक विशेषज्ञों के अनुसार, इवान द टेरिबल की मौत का कारण पारा नशा है।

"बुध" मछली

यह ज्ञात है कि पारा समुद्र के पानी में निहित होता है। हाल ही में पता चला कि छोटी मछलियाँ इस पदार्थ को जमा करने में सक्षम हैं। साथ ही, शिकारी, मछली और पक्षी दोनों जो छोटी मछलियों का शिकार करते हैं, अपने शरीर में पारा को और भी अधिक सांद्रता में बनाए रख सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि एक हेरिंग में 0.01 पीपीएम पारा होता है, तो एक शार्क में 1 पीपीएम से अधिक का संकेतक होता है। अमेरिकी वैज्ञानिकों ने मछली में पारे की मात्रा की जांच की और हर मछली में यह पदार्थ पाया! वहीं, 25% मछलियों में पारा का स्तर अनुमेय स्तर से ऊपर है। टूना और झींगा मछली खतरे में हैं। पर्यावरणविदों ने पहले से ही मछली और अन्य समुद्री भोजन खाने के खतरों के बारे में चेतावनी देते हुए अलार्म बजाना शुरू कर दिया है, हालांकि, मछली पकड़ने वाली कंपनियां, स्पष्ट कारणों से, इसे "डरावनी कहानियां" कहती हैं।

जहरीला, लेकिन हमेशा खतरनाक नहीं

बायोडायवर्सिटी इंस्टीट्यूट के डेविड एवर्स कहते हैं, "जितना अधिक हम पारे का अध्ययन करते हैं, यह उतना ही अधिक जहरीला होता जाता है।" "पारा की थोड़ी मात्रा से खतरा पहले की सोच से कहीं अधिक बड़ा है।" दरअसल, पहले लोग पारे के विषैले गुणों को स्पष्ट रूप से कम आंकते थे। उदाहरण के लिए, यह उस फेल्ट का हिस्सा था जिससे टोपियाँ बनाई जाती थीं। जो लोग टोपी पहनते थे वे धीरे-धीरे अपने शरीर में विषाक्त पदार्थों को जमा करके अपने स्वास्थ्य को कमजोर कर देते थे। टोपियों के उत्पादन के दौरान और भी अधिक जहर दिया गया था - अभिव्यक्ति "पुराने हैटर की बीमारी" स्पष्ट रूप से इसे प्रदर्शित करती है। आज, जो लोग मुख्य रूप से पारा विषाक्तता से पीड़ित हैं वे वे हैं जो मछली पकड़ कर जीवन यापन करते हैं और सक्रिय रूप से मछली खाते हैं (गर्मी उपचार, जैसा कि ज्ञात है, भोजन से पारा नहीं हटाता है)। कनाडा, ब्राज़ील, कोलंबिया और चीन में बड़ी संख्या में ऐसे लोग रहते हैं. आँकड़ों के अनुसार, एक खतरनाक क्षेत्र से प्रति हजार औसतन 8 बच्चों में दीर्घकालिक विकार होते हैं, जो कमजोर स्मृति और मानसिक मंदता में प्रकट होते हैं। लेकिन कुछ विशेषज्ञों के अनुसार, पारा वाष्प विषाक्तता का खतरा बहुत बढ़ा-चढ़ाकर बताया गया है, क्योंकि पारा वाष्प की घनत्व सीमा हवा की तुलना में बहुत कम है, और इसलिए खतरनाक स्तर पर उनकी एकाग्रता केवल इस पदार्थ की एक बड़ी मात्रा के साथ ही संभव है। तरल पारा इतना खतरनाक नहीं है. यदि आप थर्मामीटर से पारे की धातु की गेंदें निगलते हैं, तो वे बिना किसी नुकसान के पूरी आंत से गुजर जाएंगी। यह पारे की स्थिरता द्वारा समझाया गया है, जिसे जठरांत्र संबंधी मार्ग अवशोषित करने में सक्षम नहीं है।

परिवहन के लिए निषिद्ध!

दिलचस्प बात यह है कि पारे को हवाई जहाज में ले जाने पर प्रतिबंध है, लेकिन इसलिए नहीं कि इससे यात्री और चालक दल के सदस्य जहर खा सकते हैं। जब पारा एल्यूमीनियम मिश्र धातु पर मिलता है, तो यह एल्यूमीनियम ऑक्साइड की सतह फिल्म को नष्ट कर देता है, जिसके बिना धातु भंगुर हो जाती है और हवा में जल्दी से टूट जाती है। यह समस्या 1970 के दशक में विमानन के लिए प्रासंगिक थी। जिन हवाई जहाजों में बड़ी मात्रा में पारा लीक हो गया था, वे अब संचालन के लिए उपयुक्त नहीं थे। क्षति की डिग्री के आधार पर, उन्हें या तो बड़ी मरम्मत के लिए भेजा गया था या पूरी तरह से बट्टे खाते में डाल दिया गया था।