కొన్ని లోహాలు నీటిలో ఎందుకు పేలతాయి?

సోడియం, పొటాషియం వంటి క్షారలోహాలు నీటిని తాకినప్పుడు ప్రేలుడు సంభవిస్తుంది. విద్యార్థులందరికీ ఈ విషయం తెలుసు. కాని ఇలా పేలుడు ఎందుకు సంభవిస్తుంది? ఇందుకు కారణాన్ని మన పాఠ్యపుస్తకాల్లో చదువుతుంటాం. నీరు లోహాన్ని తాకినప్పుడు, లోహం ఎలక్ట్రాన్ లను విడుదల చేస్తుంది. రుణావేశం గల ఈ ఎలక్ట్రాన్ లు లోహాన్ని విడిచి వచ్చేటప్పుడు ఉష్ణాన్ని పుట్టిస్తాయి. వాటి మార్గంలో నీటి అణువులను కూడా ఛేదిస్తాయి. ఈ చర్యలో హైడ్రోజన్ పరమాణువులు జనిస్తాయి. హైడ్రోజన్ కు ఉష్ణం తగిలినప్పుడు, అది ప్రేలుడు స్వభావం వున్న మూలకం కాబట్టి ప్రేలుడు సంభవిస్తుంది. కాని ఇది పూర్తిగా నిజం కాదని, ఈ ప్రేలుడుకు ముందు జరిగే పజిల్ కూడా వుందని చెక్ రిపబ్లిక్ లోని ప్రేగ్ లో అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్లో పనిచేస్తున్న రసాయన శాస్త్రవేత్త పావెల్ జంగ్వర్త్ ఇటీవల తెలియజేశారు. ఈ పజిల్ ను ఛేదించేందుకు వేగంగా జరిగే ఈ చర్య తాలూకు వీడియోను చిత్రీకరించి ఆ తర్వాత దాన్ని నెమ్మదిగా ఒక ఫ్రేం తర్వాత మరో ఫ్రేంగా క్షుణ్ణంగా పరిశీలించారు. ఈ అధ్యయనంలో జంగ్ వర్త్ బృందం సోడియం, పొటాషియం లోహాల మిశ్రమాన్ని తయారు చేశారు. ఈ మిశ్రమం తాలూకు ఒక చుక్క (drop)ను నీటిలో వేసి ఆ చర్యను చిత్రీకరించారు. వారు వాడిన కెమెరా సెకనుకు 30,000 దృశ్యాలుగా చిత్రీకరించింది. దీని వల్ల అతి నెమ్మదిగా కదిలే (very slow-motion) వీడియో రికార్డయ్యింది. ఈ వీడియోను జాగ్రత్తగా గమనించిన మీదట ఈ చర్యకు సంబంధించి పజిల్ వారికి అర్థమయ్యింది.

నీరు లోహాన్ని తాకినప్పుడు, లోహం ఎలక్ట్రాన్లను విడుదల చేస్తుంది. ఎలక్ట్రాన్ లు బయట పడిన తర్వాత లోహపరమాణువులు ధనావేశం పొందుతాయి. సజాతీయ విద్యుదావేశాలు వికర్షించుకుంటాయి కదా. అందుచేత అవి ఒకదాని నుంచి మరొకటి దూరంగా జరిగి చిన్న చిన్న బల్లెముల్లాగా అంటే సూది మొనల్లాగా (spikes) ఏర్పడతాయి. ఈ ప్రక్రియలో లోహం లోపల ఉండే పరమాణువుల్లోని కొత్త ఎలక్ట్రాన్ లు నీటికి తటస్థ పడతాయి. ఈ ఎలక్ట్రాన్ లు పరమాణువులను విడిచి పెట్టి బయటికి వచ్చినప్పుడు మరికొన్ని ధనావేశిత అయాన్లు ఏర్పడతాయి. అవి మరికొన్ని చిన్న బల్లెములను ఏర్పరుస్తాయి. ఈ చర్య ఒక శృంఖల చర్యలా మరల మరల జరిగి హైడ్రోజన్ ను దహనం చేసేందుకు అవసరమైన ఉష్ణాన్ని పుట్టిస్తుంది.

ఈ కొత్త వివరణను విద్యార్థులు అర్థం చేసుకోవాలి. ప్రకృతి సంఘటనలకు సంబంధించి సైన్స్ సమాధానాలు వెతుకుతుంది. ఆ సమాధానాన్ని కూడా ప్రశ్నించినప్పుడు మరింత మెరుగైన సమాధానం దొరుకుతుందనడానికి లోహాలు నీరు చర్య విషయంలో జరిపిన ఈ అధ్యయనం ఒక మంచి ఉదాహరణగా మనం చెప్పుకోవచ్చు.

ఆధారం: డా. ఇ. ఆర్. సుబ్రమణ్యం.