- elemental bromine और bromide जैसे परिचित रूपों से बाहर निकलते ही, +3·+5 oxidation states वाली bromine-oxygen species की reactivity और जोखिम बहुत बढ़ जाते हैं
- Konrad Seppelt का paper bromyl fluoride(BrO2F) के भरोसेमंद synthesis और उसे starting point बनाकर बनाए गए नए bromine compounds पर चर्चा करता है
- BrO2F synthesis के लिए sodium bromate, bromine pentafluoride, re-distilled शुद्ध hydrogen fluoride की जरूरत होती है, और कम तापमान पर भी reaction conditions बेहद नाजुक हैं
- products और derivatives को केवल कम temperature range में ही संभाला जा सकता है, और कुछ में +10°C के आसपास या पिघलने के बाद गर्म करने पर explosion risk बहुत ज्यादा है
- supplementary material scale-up को मना करता है, और यह experiment अच्छी vacuum line, special reagents, anhydrous HF re-distillation, और मजबूत protective equipment के बिना करना मुश्किल है
परिचित ब्रोमीन से आगे की उच्च oxidation states
- elemental bromine एक अपारदर्शी लाल liquid और corrosive नारंगी vapour छोड़ने वाला पदार्थ है, इसलिए working chemists इसे अपेक्षाकृत आसानी से पहचान सकते हैं
- आम रूप oxidation number 0 वाला elemental bromine और oxidation number -1 वाला bromide है, और bromide salts बहुत सामान्य और आम तौर पर सस्ते होते हैं
- oxidation number +3·+5 तक बढ़ने पर mixed halogen compounds और bromine-oxygen species सामने आती हैं
- bromate ion(BrO3-) जैसी अपेक्षाकृत जानी-पहचानी species भी हैं
- Konrad Seppelt के paper में कहीं अधिक अपरिचित और intuition से हटकर bromine-oxygen compounds शामिल हैं
BrO2F synthesis और खतरनाक derivatives
- starting material bromyl fluoride(BrO2F) के लिए भी पहले कोई भरोसेमंद synthesis नहीं था, और नया synthesis sodium bromate से शुरू होता है
- synthesis में sodium bromate, bromine pentafluoride, और re-distilled शुद्ध hydrogen fluoride इस्तेमाल होते हैं
- bromine pentafluoride को एक शक्तिशाली oxidizing और fluorinating agent बताया गया है; liquid rocket propellant mixtures में इसे इस्तेमाल करने की कोशिशें भी इसलिए छोड़ दी गईं क्योंकि इसे संभालना बहुत कठिन था
- supplementary material में लिखा है कि पर्याप्त anhydrous HF पाने के लिए metal line में double vacuum distillation इस्तेमाल किया जा सकता है
- procedure कम तापमान पर जारी रहती है
- bromine pentafluoride और HF को liquid nitrogen temperature पर solid bromate के ऊपर condense किया जाता है
- -78°C तक गर्म करने पर “vigorous” reaction शुरू होती है
- इसके बाद -40°C पर बचे हुए HF और pentafluoride को pump से हटाया जाता है, और इस process में कई घंटे लग सकते हैं
- लगभग -10°C पर product को sublime कर solid residue से अलग किया जाता है
- बनी हुई bromine fluorine dioxide रंगहीन solid है, लेकिन +10°C से काफी ऊपर जाने पर लगभग निश्चित रूप से फट सकती है
- Seppelt ने शुद्ध पदार्थ हासिल करने के बाद उसे कई पदार्थों से react कराकर अजीब crystal structures वाले नए compounds बनाए
- उदाहरण के लिए Br3O6+ triflate के cation जैसी species सामने आती है, जिसका नाम रखना मुश्किल है
- एक compound में bromyl fluoride पर trifluoroacetic anhydride को -196°C पर condense किया गया, फिर गर्म किया गया, और liquefied freon में recrystallize करके पीले crystals पाए गए
- ये crystals -12°C पर पिघलते हैं, और पिघला हुआ लाल liquid धीरे-धीरे gas छोड़ना शुरू करता है; और गर्म करने पर अपरिहार्य रूप से फटता है
- supplementary material चेतावनी देता है कि इस preparation को किसी भी हालत में scale up न किया जाए
- बताए गए amounts पर भी एक अच्छी और well-maintained vacuum line की जरूरत होती है
- bromine pentafluoride जैसे गैर-रूटीन reagents तक access चाहिए
- anhydrous HF की re-distillation स्वीकार करनी पड़ती है
- पूरे experiment के दौरान मजबूत protective equipment रखना जरूरी है
1 टिप्पणियां
Hacker News की टिप्पणियाँ
यह 2019 का लेख है
यह Derek Lowe की पुरानी ब्लॉग शृंखला, शानदार Things I Won't Work With, का लेख है
रसायन विज्ञान अच्छी तरह न जानते हों, तब भी इसे समझना आसान है, और आम तौर पर यह काफी मज़ेदार होता है
इसी शृंखला का 2010 का लेख "FOOF" Dioxygen Difluoride भी सुझाऊँगा: https://www.science.org/content/blog-post/things-i-won-t-wor...
यहाँ अक्सर इसका ज़िक्र हुआ, इसलिए मैंने पूरी शृंखला पढ़ी, और मुश्किल विषयों में लोगों की दिलचस्पी जगाने का तरीका ऐसा ही होता है
जर्मन रसायन विज्ञान का सबसे अच्छा परिणाम रिसर्च फंडिंग को जलाना लगता है
Derek Lowe की यह शृंखला मैंने पढ़ी हुई hard science writing में निस्संदेह सबसे मज़ेदार चीज़ों में से है
यह मानक शायद कम लग सकता है, लेकिन ये सचमुच शानदार लेख हैं
मैंने 20 साल से अधिक समय में आए सभी 33 लेख पढ़े हैं और चाहता हूँ कि और होते। Derek नियमित स्तंभकार हैं, लेकिन इस शृंखला में नया लेख कभी-कभी ही आता है
शुरुआत के लिए यह लेख अच्छा है: https://www.science.org/content/blog-post/what-here-compound...
सिर्फ "Things I Won't Work With" लेखों का इंडेक्स यहाँ है: https://www.science.org/topic/blog-category/things-i-wont-wo...
पहले मैं एक genetics lab में काम करता था और DNA test के परिणाम देखने के लिए gel trays तैयार करनी पड़ती थीं
यह HLA alleles की पहचान करने वाला PCR test था, और असल में blood type पता करने जैसा ही था, बस immune system वाला version
gel में DNA particles से चिपककर UV fluorescence से परिणाम दिखाने वाला पदार्थ Ethidium Bromide था, और यह लेख में बताए गए bromine salts में से एक है, जिसमें oxidation state कम होती है: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Ethidium_bromide
उस समय electrophoresis gel ऐसे बनाते थे कि उस पदार्थ वाला flask microwave में रखते, और जब भी गर्म हो जाता तो निकालकर मिलाते
आम तौर पर थोड़ी-थोड़ी भाप निकलती थी, जिसमें bromide की भी थोड़ी मात्रा होती थी। कम मात्रा हो तो शायद ठीक हो, लेकिन दिन में कई बार, हफ्ते में 5 दिन, साल में 45 हफ्ते ऐसा दोहराने पर इसका मुझ पर और मेरे सहकर्मियों पर कितना असर पड़ा होगा, यह आज भी सोचता हूँ
इसका मतलब यह नहीं कि chronic exposure बिल्कुल नुकसानदेह नहीं हो सकता
लेकिन वह organic cation वाले हिस्से की बात है; Br- anion उसके मुकाबले पूरी तरह सौम्य है। आप खतरे के कारक को गलत जगह देख रहे हैं
Br- मानव-स्वीकृत दवाओं में एक standard counter-ion के रूप में इस्तेमाल होता है। HBr salt के रूप में formulated दवाएँ ऐसी ही हैं: https://www.google.com/search?q=hydrobromide+site:drugbank.c...
उन्हें अपने 50s में throat cancer हुआ, और मेरी PhD thesis defense के तुरंत बाद उनका निधन हो गया
Professor Konrad Seppelt कई तरह के exotic xenon compounds बनाने के लिए इस क्षेत्र में काफी प्रसिद्ध हुए, और उन्होंने पहली बार किसी inert gas और “precious metal” के बीच compound भी बनाया
वे दशकों से elemental fluorine के साथ काम करते आए हैं, इसलिए लगता है कि वे खतरनाक पदार्थों को संभालना जानते होंगे
xenon और fluorine को मिलाकर sunlight या artificial UV के संपर्क में रख दें। बहुत लंबे समय तक इसे आज़माया नहीं गया था, वजह पूर्वधारणा थी
पहले मैं Physics क्लास में बैठा था, और वह जगह Chemistry classroom के साथ शेयर होती थी
बैठे-बैठे Chemistry teachers में से एक ने कुछ साफ़ करना शुरू किया, और ठीक-ठीक क्या हुआ पता नहीं, लेकिन अचानक धमाके जैसी आवाज़ आई, लाल धुआँ निकला और सब लोग खाँसने लगे, इसलिए पूरे इलाके को खाली कराना पड़ा
बाद में पता चला कि teacher ने sink में bromine डाल दिया था, और वहाँ मौजूद किसी चीज़ से उसका reaction हो गया था
शायद हम Organic Chemistry में आम कई addition reactions कर रहे थे, लेकिन इसकी एक बेहद खास गंध होती है जो रोज़मर्रा की जिंदगी में लगभग कभी नहीं आती
उसी Chemistry lab में “मुँह से pipetting न करें” वाला warning sign भी था, लेकिन आजकल मैं tardigrades को transfer करते समय सच में मुँह से pipetting करता हूँ। transfer होने वाले volume को हैरान करने वाली accuracy से control किया जा सकता है
मैं America मान रहा हूँ क्योंकि वहाँ teachers खास तौर पर कम trained होते हैं
bromine और chlorine को drain में डालने से पहले thiosulfate या sulfite से निष्क्रिय करना पड़ता है—यह तो सबको पता है
Derek Lowe की “Things I Won't Work With” पढ़ना हमेशा मज़ेदार होता है, लेकिन सच कहूँ तो आजकल यह थोड़ी बासी लगने लगी है
बेशक यह लेख 2019 का है, इसलिए उस समय ऐसा नहीं रहा होगा
लेखक लेख की संरचना और शब्द-चयन से एक खास भावनात्मक rhythm बना सकता है, और Lowe यह बहुत अच्छी तरह करते हैं
लेकिन अगर असली content उतना ठोस न हो, तो ऐसी structural tricks बहुत दिखने लगती हैं और खाली-सी लगती हैं
यह clickbait titles या YouTube thumbnails में सिर और आँखों को थोड़ा-थोड़ा बड़ा करने और भावनाएँ बढ़ा-चढ़ाकर दिखाने जैसा सीधा parallel है
title या thumbnail के content से अकेले realistic style में जितनी emotional response संभाली नहीं जा सकती, उसे consumer से निकलवाने के लिए structure का इस्तेमाल किया जाता है; समय के साथ यह खटकने लगता है
Chemistry की जानकारी सिर्फ A Level, यानी high school स्तर की रखने वाले व्यक्ति के तौर पर “Things I Won't Work With” पढ़ते हुए हर बार हँसी आती है
dangerous chemicals ऐसे लगते हैं जैसे वे किसी cartoon में आने वाली संदिग्ध परिस्थितियों में synthesize किए जा रहे हों
कुछ पदार्थ ऐसे हैं जिनका horror quotient समझदार लोगों की सीमा से बाहर है
dangerous chemicals सँभालते हुए accidents में हर साल कुछ लोग मरते हैं, और कुछ लोगों के पास अपने दोस्तों और colleagues को अलविदा कहने और अपनी गलती पर पछताने का थोड़ा समय भी बचता है
safety rules को हल्के में लेने वाले सारे clowns को Karen Wetterhahn की कहानी पढ़नी चाहिए
Louis Slotin को छोड़ दें तो इससे ज्यादा भयावह accident याद नहीं आता, और यह लगभग horror novel से निकला हुआ लगता है
कुछ scientists सचमुच अपने research के लिए मर जाते हैं। आपका दिन शुभ हो
Wetterhahn ने उस समय ज्ञात सभी precautions बहुत सावधानी से अपनाए थे। उनकी मौत भयावह थी, लेकिन जहाँ तक हमें पता है, इसमें कोई “clowning” नहीं था
अगर कोई safety rules ignore करता है, तो उसे ऐसे cases पढ़ने चाहिए जहाँ सचमुच rules ignore करने से लोग घायल हुए। ऐसे cases बहुत हैं
Karen Wetterhahn incident का lesson ज्यादा यह है कि “सब कुछ सही तरीके से, manual के मुताबिक करने पर भी monster तुम्हारा चेहरा खा सकता है।” यह clowns के focus करने लायक कहानी नहीं है
program के central office गया तो वहाँ भी protective suits पहने लोग घूम रहे थे, और एक व्यक्ति program office में चोट का इलाज करा रहा था
पता चला कि “spring cleaning” करते समय किसी ने fume hood में रखी पुरानी ether bottle गलती से हिला दी, और लगता है उस पुराने ether में free radicals थे, जिससे explosion हो गया
कमरे की सारी windows उड़ गईं, जबकि windows 20–30 feet दूर थीं। उस chemist ने safety equipment पहना हुआ था इसलिए जान बच गई, लेकिन कई साल बाद भी उसके चेहरे पर permanent scars थे
वही कमरा बाद में मेरा office बना। उस accident और investigation का summary यहाँ है: https://synapse.ucsf.edu/articles/2019/03/24/date-ucsf-histo...
बस वे precautions अपर्याप्त थे
पहले एक popular science YouTube channel पर सबसे dangerous chemicals पर एक मज़ेदार listicle video देखा था
कुछ साल बाद HN के जरिए “In the Pipeline” के बारे में पता चला, और समझ आया कि उस listicle video ने “Things I Won't Work With” की चोरी की थी
इसमें कोई सीख है या नहीं, पता नहीं, लेकिन सच में ऐसा ही हुआ
शायद किसी दूर की galaxy के बहुत कम तापमान वाले planet पर ऐसी reactions के आधार पर intelligent life evolve हुई हो
वहाँ का कोई chemist लिख रहा होगा कि लंबी carbon-hydrogen chains उनके temperature पर solid और inert होती हैं, इसलिए ज्यादातर बेकार हैं