தீபாவளித் திருநாளில் சிறு குழந்தைகள் முதல் பெரியவர்கள் வரை அனைவரும் வியப்புடன் பார்த்து ரசிக்கும் ஒரு அலாதியான வெடி ‘பாம்பு மாத்திரை’ (Black Snake Firework). ஒரு சிறிய கருப்பு நாணய வடிவிலான மாத்திரையில் நெருப்பை வைத்ததும், சத்தமோ வெளிச்சமோ இன்றி, ஒரு பெரிய கருப்புப் பாம்பு நிலத்திலிருந்து நெளிந்து எழுவது போலப் பல மடங்கு நீளத்திற்கு வளர்ந்து கொண்டே செல்வது மாயாஜாலம் போலத் தோன்றும். ஆனால் இதன் பின்னணியில் அதிநுட்பமான வெப்ப வேதியியல் மாற்றங்கள் (Thermal Decomposition) பொதிந்துள்ளன [1].
பாம்பு மாத்திரையில் உள்ள மூலப்பொருட்கள் (Chemical Ingredients)
ஆரம்ப காலகட்டங்களில் பாதரச தயோசயனேட் (Mercury Thiocyanate – Pharaoh’s Serpent) என்ற நச்சு ரசாயனம் பயன்படுத்தப்பட்டது. ஆனால் அது வெளியிடும் நச்சுப் புகையின் ஆபத்தைக் கருதி, நவீன பாம்பு மாத்திரைகளில் நமது வீட்டுச் சமையலறையில் இருக்கும் எளிய பொருட்களான சுக்ரோஸ் எனப்படும் சர்க்கரை (Sucrose – C12H22O11) மற்றும் சோடியம் பைகார்பனேட் எனப்படும் சமையல் சோடா (Baking Soda – NaHCO3) ஆகியவை 4:1 என்ற விகிதத்தில் எரியூட்டும் எரிபொருளுடன் கலந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன.
வேதியியல் வினைகளும் வாயுக்களின் வெளியேற்றமும் (Decomposition Reactions)
மாத்திரையை பற்றவைக்கும் போது இரண்டு தொடர் வேதியியல் வினைகள் அடுத்தடுத்து நிகழ்கின்றன [2]. முதலாவதாக, வெப்பத்தினால் சர்க்கரை எரிந்து கரியாக (Pure Elemental Carbon) மாறுகிறது. இரண்டாவதாக, சமையல் சோடாவானது வெப்பத்தினால் சிதைந்து அதிக அளவிலான கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவையும் (CO2) நீராவியையும் (H2O) வெளியேற்றுகிறது:
2 NaHCO3 (வெப்பம்) → Na2CO3 + H2O + CO2 ↑
பாம்பு வடிவில் நீண்டு வளர்வது எப்படி? (Carbon Foam Mechanism)
சர்க்கரை உருகி பிசுபிசுப்பான பாகு போன்ற திரவமாக மாறும்போது, சோடாவிலிருந்து வெளியேறும் கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயு அந்தப் பாகுக்குள் குமிழ்களாகச் சிக்கிக் கொள்கிறது. வெப்பத்தின் தீவிரத்தால் சர்க்கரை உடனடியாக உறைந்து திடமான கார்பன் நுரையாக (Porous Carbon Foam) மாறுகிறது. உள்ளிருந்து தொடர்ந்து உற்பத்தியாகும் வாயுக்கள் இந்தக் கார்பன் நுரையை வெளியே தள்ளுவதால், அது மாத்திரையின் விட்டத்திலேயே மிக நீண்ட நெளிந்த கருப்புப் பாம்பு போல உருப்பெறுகிறது.
பண்டைய பாதரச முறை vs நவீன சர்க்கரை முறை: ஒப்பீடு (Comparison)
பாரோஸ் பாம்பு (Mercury Thiocyanate)
19-ஆம் நூற்றாண்டு ரசாயன முறை. மிக நீளமாக மஞ்சள் நிறத்தில் வளரும்; ஆனால் பாதரச ஆவி மற்றும் சயனைடு கலந்த கொடிய நச்சுப் புகையை வெளியிடுவதால் முற்றிலும் தடை செய்யப்பட்டது.
நவீன பாம்பு மாத்திரை (Sugar & Baking Soda)
சமையல் சோடா மற்றும் சர்க்கரைக் கலவை. நச்சுத்தன்மையற்ற தூய கார்பன் நுரை மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு மட்டுமே வெளியாவதால் குழந்தைகள் விளையாட பாதுகாப்பானது.
பாதுகாப்பு விதிகளும் முன்னெச்சரிக்கையும் (Safety Advice)
நவீன மாத்திரைகள் நச்சுத்தன்மையற்றவை என்றாலும், அவை எரியும் போது வெளியாகும் கார்பன் துகள்கள் மற்றும் சிறிய அளவிலான புகையை நேரடியாக சுவாசிப்பதைத் தவிர்க்க வேண்டும். எப்போதும் திறந்த வெளியில் மட்டுமே இதனைப் பற்றவைக்க வேண்டும்; எரிந்து முடிந்த பின் எஞ்சியிருக்கும் சாம்பலைத் தொடும் முன் அது முழுமையாகக் குளிர்ந்துவிட்டதா என்பதை உறுதிப்படுத்திக் கொள்ள வேண்டும்.
அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள் (FAQ)
பாம்பு மாத்திரை வெடிக்கும் போது வெடிச்சத்தம் வராதது ஏன்?
இங்கு வாயுக்கள் ஒரு மூடிய கொள்கலனில் அழுத்தத்திற்கு உட்படாமல், மெதுவாகவும் தொடர்ச்சியாகவும் வெளியேறுவதால் வெடிப்புச் சத்தம் ஏற்படுவதில்லை.
எரிந்து முடிந்த கரியைத் தொட்டால் கறை படியுமா?
ஆம், அது தூய நுண்துளை கார்பன் சாம்பல் என்பதால் கைகளில் கருப்பு நிறக்கரியாக ஒட்டிக் கொள்ளும்; சோப்பு போட்டு கழுவிவிடலாம்.
வீட்டிலேயே இந்த சோதனையைச் செய்யலாமா?
மணல் நிரப்பிய தட்டில் சிறிதளவு ஆல்கஹால், சர்க்கரை மற்றும் சமையல் சோடா கலந்து பெரியவர்களின் மேற்பார்வையில் வேதியியல் சோதனையாகச் செய்து பார்க்கலாம்.
ஆதாரங்கள் மற்றும் மேற்கோள்கள் (References)
Carbon Nanoparticles from Lactose and Baking Soda: A Green Chemistry Experiment
- இதழ்
- Journal of Chemical Education
- ஆய்வு வகை
- Journal Article
- ஆண்டு
- 2020
DOI10.1021/acs.jchemed.9b00823
Carbon Nanoparticles from Lactose and Baking Soda: A Green Chemistry Experiment
- இதழ்
- Journal of Chemical Education, 2020
- ஆய்வு வகை
- Research
- ஆண்டு
- 2024
DOI10.1021/acs.jchemed.9b00823
Thermal decomposition of pyrotechnic mixtures
- இதழ்
- Combustion and Flame, 2005
- ஆய்வு வகை
- Research
- ஆண்டு
- 2024
DOI10.1016/j.combustflame.2005.01.002
இன்னும் கருத்துகள் இல்லை. முதல் கருத்தைப் பதிவிடுங்கள்.