વિજ્ઞાન ધોરણ 9 પ્રકરણ 2 આપણી આસપાસનાં દ્રવ્યો શુદ્ધ છે?: સ્વાધ્યાય

૧. નીચેના પદાર્થોનું અલગીકરણ કરવા માટે તમે કઈ અલગીકરણ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરશો ?

(a) સોડિયમ ક્લોરાઈડને સોડિયમ ક્લોરાઈડના પાણીમાં બનાવેલા દ્રાવણમાંથી

બાષ્પીભવન (અથવા સ્ફટિકીકરણ)
(b) એમોનિયમ ક્લોરાઈડને સોડિયમ ક્લોરાઈડ અને એમોનિયમ ક્લોરાઈડનાં મિશ્રણમાંથી

ઊર્ધ્વપાતન
(c) ધાતુના નાના કણો (ટુકડા)ને મોટરકારના એન્જિન-ઑઇલમાંથી

ગાળણ
(d) જુદા-જુદા રંગીન કણોને ફૂલની પાંખડીઓના અર્કમાંથી

ક્રોમેટોગ્રાફી (રંગકણ અલગીકરણ)
(e) માખણને દહીંમાંથી

સેન્ટ્રિફ્યુગેશન
(f) તેલને પાણીમાંથી

ભિન્નકારી ગળણી (અલગીકરણ)
(g) ચાની પત્તીને પીવા માટે બનાવેલ ચામાંથી

ગાળણ
(h) રેતીમાંથી લોખંડની ટાંકણીઓને

ચુંબકીય અલગીકરણ
(i) ઘઉંના દાણાને ભૂસાં (છોતરાં)માંથી

ઊપણવું (Winnowing)
(j) માટી (કાદવ)ના બારીક કણોને પાણીમાં નિલંબિત માટીના કણોમાંથી

નિતારણ (અથવા ગાળણ)

૨. ચા બનાવવા માટે તમે ક્યાં-ક્યાં પગલાં લેશો ? દ્રાવણ, દ્રાવક, દ્રાવ્ય, ઓગળવું, સુદ્રાવ્ય, અદ્રાવ્ય, ગાળણ અને અવશેષ જેવા શબ્દોનો ઉપયોગ કરો.

ચા બનાવવા માટેના પગલાં:

1. એક પાત્રમાં દ્રાવક (પાણી) લઈ તેને ગરમ કરો.
2. પાણી ઉકળે ત્યારબાદ તેમાં દ્રાવ્ય (ખાંડ) ઉમેરો. ખાંડ પાણીમાં સુદ્રાવ્ય હોવાથી, તે ગરમ પાણીમાં ઓગળીને દ્રાવણ બનાવશે.
3. ત્યારબાદ, ચાની ભૂકી ઉમેરો. ચાની ભૂકી પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે. મિશ્રણને ઉકાળો.
4. હવે, દૂધ ઉમેરો અને ફરીથી ઉકાળો.
5. છેલ્લે, ગળણી વડે મિશ્રણનું ગાળણ કરો. ગળણીમાં જે ઘન પદાર્થ વધશે તે અવશેષ (ચાની ભૂકી) છે, અને કપમાં મળેલું પ્રવાહી પીવાલાયક ચા (દ્રાવણ) છે.

૩. પ્રજ્ઞા ચાર જુદા-જુદા પદાર્થોની જુદાં-જુદાં તાપમાને દ્રાવ્યતા ચકાસે છે અને નીચે દર્શાવેલા આંકડા એકત્ર કરે છે. (100 ગ્રામ પાણીમાં દ્રાવ્ય થયેલ પદાર્થનું વજન કે જે દ્રાવણને સંતૃપ્ત બનાવવા માટે પર્યાપ્ત છે, તે નીચે દર્શાવેલ કોષ્ટકમાં આપેલ છે) :

ઓગાળેલ પદાર્થ	તાપમાન (K)
ઓગાળેલ પદાર્થ	283	293	313	333	353
પોટેશિયમ નાઇટ્રેટ	21	32	62	106	167
સોડિયમ ક્લોરાઈડ	36	36	36	37	37
પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ	35	35	40	46	54
એમોનિયમ ક્લોરાઈડ	24	37	41	55	66

(a) 313 K તાપમાને 50 ગ્રામ પાણીમાં પોટેશિયમ નાઇટ્રેટનું સંતૃપ્ત દ્રાવણ બનાવવા માટે પોટેશિયમ નાઇટ્રેટનું કેટલું દળ જોઈએ ?

કોષ્ટક મુજબ, 313 K તાપમાને 100 ગ્રામ પાણીમાં 62 ગ્રામ પોટેશિયમ નાઇટ્રેટ દ્રાવ્ય થાય છે.

માટે, 50 ગ્રામ પાણીમાં જરૂરી દળ = (62 ગ્રામ / 100 ગ્રામ) x 50 ગ્રામ = 31 ગ્રામ.
(b) પ્રજ્ઞા 353 K તાપમાને પોટૅશિયમ ક્લોરાઇડનું સંતૃપ્ત દ્રાવણ બનાવે છે અને તેને ઓરડાનાં તાપમાને ઠંડું પડવા મૂકે છે. જેમ દ્રાવણ ઠંડું પડશે તેમ તેનું અવલોકન શું હશે ? સમજાવો.

353 K તાપમાને પોટેશિયમ ક્લોરાઇડની દ્રાવ્યતા 54 ગ્રામ છે. જ્યારે દ્રાવણને ઓરડાના તાપમાને (દા.ત., 293 K) ઠંડું પાડવામાં આવે છે, ત્યારે તેની દ્રાવ્યતા ઘટીને 35 ગ્રામ થઈ જાય છે. આથી, દ્રાવણમાં વધારાનો ઓગળેલો પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ ઘન સ્ફટિક સ્વરૂપે પાત્રના તળિયે જમા થશે.
(c) 293 K તાપમાને દર્શાવેલ દરેક ક્ષારની દ્રાવ્યતા શોધો. આ જ તાપમાને કયા ક્ષારની દ્રાવ્યતા સૌથી વધુ હશે ?
293 K તાપમાને દ્રાવ્યતા:
- પોટેશિયમ નાઇટ્રેટ: 32 g
- સોડિયમ ક્લોરાઇડ: 36 g
- પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ: 35 g
- એમોનિયમ ક્લોરાઈડ: 37 g
આ તાપમાને સૌથી વધુ દ્રાવ્યતા એમોનિયમ ક્લોરાઈડ (37 ગ્રામ) ની છે.
(d) ક્ષારની દ્રાવ્યતા પર તાપમાનના ફેરફારની શી અસર થશે ?

કોષ્ટક મુજબ, સોડિયમ ક્લોરાઇડ સિવાય (જેની દ્રાવ્યતા પર નહિવત્ અસર થાય છે), બાકીના ત્રણેય ક્ષારો (પોટેશિયમ નાઇટ્રેટ, પોટેશિયમ ક્લોરાઇડ, એમોનિયમ ક્લોરાઈડ) ની દ્રાવ્યતા તાપમાન વધારવાથી વધે છે.

૪. નીચેના શબ્દો ઉદાહરણ સહિત સમજાવો:

(a) સંતૃપ્ત દ્રાવણ

સંતૃપ્ત દ્રાવણ: નિયત તાપમાને, દ્રાવણની જેટલી ક્ષમતા હોય તેટલા જ પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય ઓગળેલ હોય, તો તેને સંતૃપ્ત દ્રાવણ કહે છે. એટલે કે, તે તાપમાને દ્રાવણમાં વધુ માત્રામાં દ્રાવ્ય ઓગળી શકે નહિ.

ઉદાહરણ: 293 K તાપમાને 100 ગ્રામ પાણીમાં વધુમાં વધુ 36 ગ્રામ સોડિયમ ક્લોરાઇડ (મીઠું) ઓગળી શકે છે. આથી, આ તાપમાને 36 ગ્રામ મીઠું ધરાવતું 100 ગ્રામ પાણીનું દ્રાવણ સંતૃપ્ત દ્રાવણ છે.
(b) શુદ્ધ પદાર્થ

શુદ્ધ પદાર્થ: વૈજ્ઞાનિક ભાષામાં, શુદ્ધ પદાર્થ એટલે એવો પદાર્થ કે જેમાં રહેલા તમામ કણોના રાસાયણિક ગુણધર્મો સમાન હોય. તે એક જ પ્રકારના કણોનો બનેલો હોય છે.

ઉદાહરણ: લોખંડ (Fe), સોનું (Au), પાણી (H2O), ખાંડ (C12H22O11) વગેરે શુદ્ધ પદાર્થો છે.
(c) કલિલ

કલિલ: કલિલ એક વિષમાંગ મિશ્રણ છે, જે દેખાવમાં સમાંગ લાગે છે. તેના કણોનું કદ દ્રાવણના કણો કરતાં મોટું પરંતુ નિલંબનના કણો કરતાં નાનું હોય છે. આ કણો નરી આંખે જોઈ શકાતા નથી પરંતુ તે પ્રકાશના કિરણપુંજનું પ્રકીર્ણન (ટિંડલ અસર) કરી શકે છે.

ઉદાહરણ: દૂધ, ધુમાડો, વાદળ, જેલી.
(d) નિલંબન

નિલંબન: નિલંબન એક વિષમાંગ મિશ્રણ છે જેમાં દ્રાવ્યના ઘન કણો દ્રાવકમાં ઓગળતાં નથી, પરંતુ સમગ્ર માધ્યમમાં નિલંબિત (આધારિત) રહે છે. આ કણો નરી આંખે જોઈ શકાય છે.

ઉદાહરણ: પાણીમાં રેતીનું મિશ્રણ, પાણીમાં ચોકનો ભૂકો, કાદવ.

૫. નીચે દર્શાવેલ દરેકને સમાંગ કે વિષમાંગ મિશ્રણમાં વર્ગીકૃત કરો: સોડાવૉટર, લાકડું, હવા, જમીન, સરકો(વિનેગર), ગાળેલી ચા

સમાંગ મિશ્રણ: સોડાવૉટર, હવા, સરકો (વિનેગર), ગાળેલી ચા.

વિષમાંગ મિશ્રણ: લાકડું, જમીન.

૬. તમને આપેલ રંગહીન પ્રવાહી શુદ્ધ પાણી છે, તે તમે કેવી રીતે નક્કી કરશો ?

આપેલ રંગહીન પ્રવાહી શુદ્ધ પાણી છે કે નહિ તે નક્કી કરવા માટે તેનું ઉત્કલનબિંદુ ચકાસવામાં આવે છે. જો આપેલ પ્રવાહી દરિયાની સપાટી પર (1 વાતાવરણ દબાણે) ચોક્કસ 100 °C તાપમાને ઉકળે, તો તે શુદ્ધ પાણી છે. જો તેમાં અશુદ્ધિઓ ભળેલી હશે, તો તેનું ઉત્કલનબિંદુ 100 °C કરતાં વધી જશે.

૭. નીચેના પૈકી કયા પદાર્થોને 'શુદ્ધ પદાર્થો’ના સમૂહમાં મૂકી શકાય ?

(a) બરફ, (b) દૂધ, (c) લોખંડ, (d) હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ, (e) કૅલ્શિયમ ઑક્સાઇડ, (f) મરક્યુરી (પારો), (g) ઈટ, (h) લાકડું, (i) હવા

શુદ્ધ પદાર્થો: (a) બરફ (H2O), (c) લોખંડ (Fe), (d) હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ (HCl), (e) કૅલ્શિયમ ઑક્સાઇડ (CaO), (f) મરક્યુરી (પારો) (Hg).

(નોંધ: દૂધ, ઈટ, લાકડું અને હવા મિશ્રણ છે.)

૮. નીચે દર્શાવેલા મિશ્રણમાંથી દ્રાવણોને ઓળખો:

(a) માટી, (b) દરિયાનું પાણી, (c) હવા, (d) કોલસો, (e) સોડાવૉટર

દ્રાવણો: (b) દરિયાનું પાણી, (c) હવા, (e) સોડાવૉટર.

૯. નીચેના પૈકી કયો પદાર્થ ‘ટિંડલ અસર' દર્શાવશે ?

(a) મીઠાનું દ્રાવણ, (b) દૂધ, (c) કૉપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ, (d) સ્ટાર્ચનું દ્રાવણ

(b) દૂધ અને (d) સ્ટાર્ચનું દ્રાવણ.

(કારણ: આ બંને કલિલ દ્રાવણો છે, જ્યારે મીઠાનું દ્રાવણ અને કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ સાચા દ્રાવણો છે, જે ટિંડલ અસર દર્શાવતા નથી.)

૧૦. નીચેનાંને તત્ત્વ, સંયોજન અને મિશ્રણમાં વર્ગીકૃત કરો:

(a) સોડિયમ: તત્ત્વ
(b) માટી: મિશ્રણ
(c) ખાંડનું દ્રાવણ: મિશ્રણ
(d) સિલ્વર: તત્ત્વ
(e) કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટ: સંયોજન
(f) ટિન: તત્ત્વ
(g) સિલિકોન: તત્ત્વ
(h) કોલસો: મિશ્રણ (મુખ્યત્વે કાર્બન તત્ત્વ, પણ અશુદ્ધિઓ ધરાવે છે)
(i) હવા: મિશ્રણ
(j) સાબુ: સંયોજન (અથવા મિશ્રણ, પણ મૂળભૂત રીતે સંયોજન ગણી શકાય)
(k) મિથેન: સંયોજન
(l) કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ: સંયોજન
(m) રુધિર: મિશ્રણ

૧૧. નીચેના પૈકી કયા રાસાયણિક ફેરફારો છે ?

(a) છોડની વૃદ્ધિ: રાસાયણિક ફેરફાર
(b) લોખંડનું કટાવું: રાસાયણિક ફેરફાર
(c) લોખંડનો ભૂકો અને રેતીને મિશ્ર કરવા: ભૌતિક ફેરફાર
(d) ખોરાકનું રાંધવું: રાસાયણિક ફેરફાર
(e) ખોરાકનું પાચન: રાસાયણિક ફેરફાર
(f) પાણીનું ઠરવું: ભૌતિક ફેરફાર
(g) મીણબત્તીનું સળગવું: રાસાયણિક ફેરફાર (અને મીણનું પીગળવું એ ભૌતિક ફેરફાર છે)

આ પ્રકરણનો સ્વાધ્યાય અહીં પૂર્ણ થાય છે.