क्या हमारे आस-पास के पदार्थ शुद्ध है?

क्या हमारे आस-पास के पदार्थ शुद्ध है?

Class 9 Science Chapter 2. क्या हमारे आस-पास के पदार्थ शुद्ध है?

पाठ्यपुस्तक	NCERT
कक्षा	कक्षा 9
विषय	विज्ञान
अध्याय	अध्याय 2
प्रकरण	क्या हमारे आस-पास के पदार्थ शुद्ध है?

✍ “शुद्ध” शब्द का अर्थ होता है पदार्थ में कोई मिलावट न हो, परंतु एक वैज्ञानिक भाषा में सभी वस्तुएँ विभिन्न पदार्थों के मिश्रण है। अतः शुद्ध नहीं है। उदाहरण के लिए – जल, दूध, वसा इत्यादि।

✍ शुद्ध पदार्थ से तात्पर्य है कि उस पदार्थ में मौजूद सभी कण समान रासायनिक प्रकृति के होते है।

✍ एक शुद्ध पदार्थ एक ही प्रकार के कणों से मिलकर बना होता है।

पदार्थ (Matter):

पदार्थ एक प्रकार का द्रव्य है जो कि भौतिक प्रक्रमों द्वारा अन्य प्रकार के द्रव्य में पृथक नहीं किया जा सकता है। एक शुद्ध पदार्थ एक ही प्रकार के कोणों से बना होता है।

मिश्रण (Mixture):

वह पदार्थ जो दो या दो से अधिक तत्वों या यौगिकों को किसी भी अनुपात में परस्पर मिल देने से प्राप्त होता है, मिश्रण कहलाता है । मिश्रण के अवयवों को सरल यांत्रिक विधियों द्वारा पृथक किया जा सकता है । उदाहरण – वायु, दूध, इस्पात आदि मिश्रण के उदाहरण हैं ।

मिश्रण के प्रकार (Types of mixture):

मिश्रण दो प्रकार के होते हैं।

1. समांगी मिश्रण (Homogenous mixture)

2. विषमांगी मिश्रण (Heterogenous mixture)

1. समांगी मिश्रण (Homogenous mixture):

जब किसी मिश्रण के अवयव सम्पूर्ण मिश्रण में समान रूप से वितरित होते है अर्थात मिश्रण में स्थित अवयवों का मिश्रण के प्रत्येक भाग में अनुपात समान होता है तो मिश्रण, समांगी मिश्रण कहलाता है । जैसे- चीनी और जल का मिश्रण एक समांगी मिश्रण हैं ।

2. विषमांगी मिश्रण (Heterogenous mixture)

जब किसी मिश्रण के अवयव सम्पूर्ण मिश्रण में समान रूप से वितरित न हो अर्थात मिश्रण में स्थित अवयवों का मिश्रण के प्रत्येक भाग में अनुपात समान न हो, तो इस प्रकार के मिश्रण को विषमांगी मिश्रण कहते हैं । जैसे- शक्कर (चीनी) और बालू (रेत) का मिश्रण एक विषमांगी मिश्रण है ।

◆ विषमांगी मिश्रण में, उसके पूरे द्रव्यमान में एक-सा संघटन नहीं होता है।

◆ द्रवों में ठोसों के निलम्बन (Suspension) भी विषमांगी मिश्रण है।

विलयन (Solution):

विलयन दो या दो से अधिक पदार्थों का समांगी मिश्रण होता है। उदाहरण- नींबू जल, सोडा जल, चीनी जल आदि विलयन के उदाहरण है। किसी विलयन को दो भागों में अर्थात विलायक (solvent) और विलेय (solute) में बांटा जाता है ।

◆ विलयन का वह घटक जो दूसरे घटक को विलयन में मिलाता है, उसे विलायक (solvent) कहते हैं।

◆ विलयन का वह घटक जो विलायक में घुला रहता है उसे विलेय (solute) कहते हैं ।

◆ उदाहरण- चीनी और जल के विलयन में चीनी विलेय और जल विलायक है।

विलयन के प्रकार (Types of Solution):

कोलाईड्स विलयन के कुछ सामान्य उदाहरण (Common examples of colloids)

विलयन की सांद्रता

मिश्रण को पृथक करने के तरीके (Methods of Seperation of Mixture)

वाष्पीकरण (Evaporation):

मूल उद्देश्य – मिश्रण के दो पदार्थों में से एक पदार्थ का वाष्पीकरण होना (जैसे एक पदार्थ का क्वथनांक दूसरे से कम होता है।)

सामग्री – रंग डाई (जिसका क्वथनांक ज्यादा हैं) तथा पानी बीकर, वॉच ग्लास । जब हम पानी में मिले रंग को गर्म करते हैं तो पानी वाष्पित हो जाता है तथा रंग वाच गिलास में रह जाता है।

अपकेंद्रीकरण (Centrifugation):

मूल उद्देश्य (सिद्धांत) – जब किसी पदार्थ को तेजी से घुमाया जाता है तो भारी कण नीचे की तरफ दबाव डालता हैं तथा हल्का कण ऊपर चले जाता हैं।  उदाहरण – दूध से क्रीम पृथक करना । (क्या तुम जानते हो कि टोंड दूध तथा डबल टोंड दूध किसे कहते हैं?)

✍ शराब (Wine) तथा रक्त को जांचने के लिए प्रयोगशाला में इस्तेमाल किए जाते हैं।

✍ क्रीम से मक्खन बनाने में ।

वाशिंग मशीन में कपड़ों से पानी निकालने के लिए इसी विधि का उपयोग किया जाता है ।

(क्या आपने देखा है कि हमारे कपड़ों से निकले धूल और मिट्टी के कण वाशिंग मशीन में नीचे बैठ जाता हैं। आप जानते हैं ऐसा क्यों?)

पृथक्करण कीप (Deferential entraction funnel):

मूल सिद्धांत – दो अघुलनशील द्रव (जो दोनों एक साथ नहीं खुल सकते) को आसानी से पृथक्करण कीप द्वारा अलग कर सकते हैं।

पृथक्कारी कीप का स्टॉप कार्क खोलने से पानी दूसरे बीकर में इकट्ठा कर सकते हैं तथा दूसरे बीकर में बचा तेल इकट्ठा कर सकते हैं।

अनुप्रयोग (Application)

पानी से तेल पृथक करना

पृथक्करण विधि द्वारा पानी एवं तेल के मिश्रण का पृथक्करण

उर्ध्वपातन विधि (Sublimation):

मूल सिद्धांत – दो पदार्थों के बीच एक पदार्थ ऊर्ध्वपातीत हो जाता है (सीधे ठोस से गैस में परिवर्तित हो जाना) जबकि दूसरा ऐसे ही रहता है

उदाहरण – अमोनियम क्लोराइड (NH₄Cl) तथा खाने का नमक के मिश्रण को आसानी से अलग किया जा सकता है । मिश्रण को गर्म करने पर अमोनियम क्लोराइड सीधे ठोस से गैस बन जाता है जबकि नमक शेष रह जाता है । अनुप्रयोग (Application):

कपूर, नेफ्थलिन की गोलियां, आयोडीन, अमोनियम क्लोराइड ऊर्ध्वपातन द्वारा अलग हो जाता हैं।

क्रोमेटोग्राफी (Chromatography):

मूल सिद्धांत – किसी मिश्रण में रंगीन यौगिक, रंजित कणों को पृथक कर सकते हैं । किसी सोखने वाले फिल्टर पेपर की सहायता से जब पानी (या किसी भी विलयन) के कण ऊपर की ओर दो अलग-अलग रंग के साथ जाता हैं तो क्रोमेटोग्राफी पेपर द्वारा दोनों पृथक हो जाता जाता हैं क्योंकि दोनों रंग अलग-अलग गति से सोख लिए जाते हैं।

काली सिहाई में उपस्थित रंगों को क्रोमेटोग्राफी द्वारा पृथक करना

अनुप्रयोग (Application):

◆ रंगों (डाई) को पृथक करने के लिए ।

◆ क्लोरोफिल से रंजक (Pigment) पृथक करने के लिए ।

◆ खून से ड्रग पृथक करने में ।

(क्या आप सोच सकते हैं कि जब किसी खिलाड़ी का डोपिंग टेस्ट होता है तो खून का क्या करते हैं?)

आसवन विधि (Distillation):

मूल सिद्धांत – दो संघटकों (Component) के बीच एक का क्वथनांक दूसरे से कम होता है।

यह विधि दो या दो से अधिक घुलनशील द्रवों को अलग करने के लिए किया जाता है ।

उदाहरण – जब पानी और एसीटोन के मिश्रण को गर्म किया जाता है, (क्योंकि एसीटोन का क्वथनांक (Boiling Point) कम होता है), यह गर्म होकर वाष्पित होकर ट्यूब में चला जाता है जहां यह फिर द्रव बन जाता है । इस प्रकार एसीटोन बीकर में एकत्र हो जाता है जबकि पानी फ्लास्क में ही रह जाता है ।

नोट (Note) – अगर दो संघटक एक ही द्रव में उपस्थित होते हैं (जिनका क्वथनांक भिन्न होता है) तब हम प्रभाजी आसवन विधि का इस्तेमाल करते हैं ताकि सारे संघटक अलग-अलग हो जाए, उदाहरण हवा तथा पेट्रोलियम आदि ।

पेट्रोलियम को पैरोफिन मोम तेल, स्नेहक, डीजल, केरोसिन, पेट्रोल तथा पेट्रोल गैस को इस विधि द्वारा पृथक किया जाता है ।

साधारण प्रभाजी स्तंभ एक नली होती है जो शीशे के गुटको से भरी होती है । ये गुटके वाष्प को ठंडा व संघ संघनित होने के लिए सतह प्रदान करती है

प्रभाजी आसवन विधि के अनुप्रयोग (Some Application of fractional Distillation)

➭ तेल को शुद्ध करने वाली मशीनों द्वारा क्रूड आयल क्रूड आयल अलग करने में ।

➭ कार्बनिक तरल को शुद्ध करने में ।

➭ ऑक्सीजन, द्रव नाइट्रोजन तथा आर्गन को वायु से पृथक करने में प्रभावी आसवन विधि का प्रयोग किया जाता है ।

क्रिस्टलीकरण (Crystallisation)

मूल सिद्धांत – किसी मिश्रण से अशुद्धियों को दूर करने के लिए पहले किसी उपयुक्त विलयन में घोलना और क्रिस्टलीकरण द्वारा एक संघटक को पृथक करना ।

उदाहरण – अशुद्ध कॉपर सल्फेट के क्रिस्टल को पहले सल्फ्यूरिक अमल में घोलते हैं और फिर गर्म करके विलयन को पृथक किया जाता है । जो विलयन बना था उसे पूरी रात रखकर छोड़ दिया जाता है, अतः केवल शुद्ध कॉपर सल्फेट के क्रिस्टल बनते हैं जबकि अशुद्धियां सल्फ्यूरिक अम्ल में ही रह जाती है । इस विलयन को फिल्टर पेपर की सहायता से छीन लिया जाता है और शुद्ध क्रिस्टल प्राप्त कर लिया जाता है ।

वाष्पीकरण से क्रिस्टलीकरण क्यों अधिक बेहतर है?

वाष्पीकरण से क्रिस्टलीकरण निम्न कारणों से उत्तम है –

कुछ ठोस विघटित हो जाते हैं या कुछ गर्म करने पर चीनी के समान झुलस जाते हैं ।

छानने के पश्चात भी अशुद्ध विलेय पदार्थ को विलायक में घोलने पर विलयन में कुछ अशुद्धियां रह सकती है ।

वाष्पीकरण होने पर ये अशुद्धियाँ ठोस को संदूषित कर सकती है ।

उपयोग –

समुद्री पानी से नमक को साफ (या शुद्ध) करना ।

क्रिस्टल को पृथक (शुद्ध) करना (उदाहरण कॉपर सल्फेट (नीला थोथा), फिटकरी, (जिनके क्रिस्टल में अशुद्धियां विद्यमान होती है ।)  

जल घर या निकाय में जल को शुद्ध करना (Water Purification in water treatment Plants)

भौतिक तथा रासायनिक परिवर्तन (Physical and Chemical Changes)

तत्व (Elements)

एक शुद्ध पदार्थ जिसे ना तो साधारण पदार्थों में तोड़ा जा सके ना ही किसी ज्ञात भौतिक व रासायनिक क्रिया द्वारा दो या साधारण पदार्थों से बनाया जा सके, उसे तत्व कहते हैं; जैसे – लोहा, सोडियम आदि ।

✍ तत्व एक ही प्रकार के अणुओं से मिलकर बने होते हैं ।

तत्व के प्रकार (Types of Elements)

मिश्रण तथा यौगिक में अंतर (Difference between Mixture and Compound)