SATHEE: Chemistry

रसायन विज्ञान

आवर्त सारणी:

1869 में, एक रूसी वैज्ञानिक दिमित्री मेंडेलीव ने सभी ज्ञात तत्वों की एक सारणी बनाई। उसने इसे आवर्त सारणी कहा।
उस समय, केवल 59 तत्व ज्ञात थे। लेकिन मेंडेलीव ने सोचा कि ऐसे और भी तत्व होने चाहिए जो अभी तक खोजे नहीं गए हैं।
उसने अपनी सारणी में इन अनखोजे तत्वों के लिए 33 खाली स्थान छोड़े।
मेंडेलीव ने इन अनखोजे तत्वों को “एकासिलिकॉन,” “एकाअल्युमिनियम,” और “एकाबोरॉन” जैसे नाम दिए। ये नाम “सिलिकॉन जैसा एक,” “अल्युमिनियम जैसा एक,” और “बोरॉन जैसा एक” का अर्थ रखते थे।
1939 तक, मेंडेलीव के सभी खाली स्थान भर दिए गए थे। अंतिम तत्व जो खोजा गया वह “एकालिथियम” था, जिसे अब फ्रैंशियम कहा जाता है।

ट्रांसयूरेनिक तत्व:

आज, 118 ज्ञात तत्व हैं।
इनमें से 92 तत्व प्रकृति में पाए जाते हैं।
इनमें से 26 तत्व मानव-निर्मित हैं।
मानव-निर्मित तत्वों को ट्रांसयूरेनिक तत्व कहा जाता है।
नेप्चूनियम (तत्व 93) पहला ट्रांसयूरेनिक तत्व था जो खोजा गया। यह 1940 में खोजा गया। लॉरेंशियम (Lr) की खोज 1961 में होने के बाद, वैज्ञानिकों ने और नए तत्व खोजे। यहाँ उनमें से कुछ हैं:

रदरफोर्डियम (Rf) परमाणु संख्या 104 के साथ।
डार्मस्टाटियम (Ds) परमाणु संख्या 110 के साथ।
डब्नियम (Db) परमाणु संख्या 105 के साथ।
रॉन्टजेनियम (Rg) परमाणु संख्या 111 के साथ।
सीबोर्गियम (Sg) परमाणु संख्या 106 के साथ।
कोपरनिशियम (Cn) परमाणु संख्या 112 के साथ।
बोह्रियम (Bh) परमाणु संख्या 107 के साथ।
फ्लेरोवियम (Fl) परमाणु संख्या 114 के साथ।
हासियम (Hs) परमाणु संख्या 108 के साथ।
लिवरमोरियम (Lv) परमाणु संख्या 115 के साथ।
माइटनेरियम (Mt) परमाणु संख्या 109 के साथ।

चार ऐसे तत्व हैं जिन्हें वैज्ञानिकों ने पुष्टि की है, लेकिन उन्हें पूरी तरह से सुनिश्चित होने के लिए और अधिक परीक्षण करने की आवश्यकता है। इन तत्वों को अनुनत्रियम (तत्व 113), अनुनपेंतियम (तत्व 115), अनुनसेप्टियम (तत्व 117), और अनुनॉक्टियम (तत्व 118) कहा जाता है।

2003 में, रूसी वैज्ञानिकों ने कहा कि उन्होंने तत्व 115 खोज लिया है, लेकिन अन्य वैज्ञानिकों ने उन पर विश्वास नहीं किया। उन्होंने चाहा कि रूसी वैज्ञानिक और अधिक परीक्षण करें ताकि यह सिद्ध हो सके कि उन्होंने वास्तव में तत्व खोजा है। हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर ने और अधिक परीक्षण किए, और अब अन्य वैज्ञानिक उनके कार्य की समीक्षा कर रहे हैं।

इंटरनेशनल यूनियन ऑफ़ प्योर एंड अप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) और इंटरनेशनल यूनियन ऑफ़ प्योर एंड अप्लाइड फिजिक्स (IUPAP) आवर्त सारणी में एक नए तत्व को जोड़ने पर कार्य कर रहे हैं।

उन्होंने पहले ही तत्व 116 (लिवरमोरियम), 117 (अनुनसेप्टियम), और 118 (अनुनॉक्टियम) के नामों को मंजूरी दे दी है, लेकिन उन्होंने अभी तक अंतिम दो के स्थायी नामों पर निर्णय नहीं लिया है।
अनुनॉक्टियम की अर्धायु अवधि बहुत कम है, केवल 0.89 मिलीसेकंड।

तत्वों को दो मुख्य समूहों में बाँटा गया है: धातु और अधातु।

धातु ऐसे तत्व होते हैं जैसे सीसा, सोना और पारा।
अधातु ऐसे तत्व होते हैं जैसे क्लोरीन, ब्रोमीन और सल्फर।
कुछ तत्व, जैसे बोरॉन, सिलिकॉन, जर्मेनियम और एन्टिमनी, धातु और अधातु दोनों की तरह व्यवहार कर सकते हैं। इन्हें मेटालॉयड कहा जाता है।
कुछ तत्व ऐसे भी होते हैं जो न तो धातु होते हैं और न ही अधातु। इन्हें नोबल गैसेस कहा जाता है। हीलियम, आर्गन, नियॉन, क्रिप्टन, रेडॉन और ज़ेनॉन वायुमंडल में पाई जाने वाली नोबल गैसेस हैं।

धातु

तत्वों को दो समूहों में बाँटा जा सकता है: धातु और अधातु। अधिकांश तत्व (लगभग 80%) धातु होते हैं।
धातु कठोर, चमकदार होती हैं और इन्हें आसानी से खींचा या हथौड़े से आकार दिया जा सकता है। ये ऊष्मा और विद्युत का भी अच्छा संचालन करती हैं। सभी धातु कमरे के तापमान पर ठोस होती हैं, सिवाय पारे और गैलियम के, जो द्रव होते हैं। धातुओं के गलनांक और क्वथनांक उच्च होते हैं।

धातुओं की रासायनिक गुणधर्माएँ

धातु अन्य पदार्थों के साथ अभिक्रिया करते समय इलेक्ट्रॉन खोने की प्रवृत्ति रखती हैं। जब ये अम्लों के साथ अभिक्रिया करती हैं, तो आमतौर पर अम्ल में मौजूद हाइड्रोजन को प्रतिस्थापित कर देती हैं। हालाँकि, कॉपर, सिल्वर और गोल्ड इस नियम के अपवाद हैं।
धातु क्लोराइड सच्चे लवण होते हैं, और धातु ऑक्साइड आमतौर पर क्षारीय होते हैं। धातु हाइड्राइड आयनिक, अस्थिर और अभिक्रियाशील होते हैं।
सभी धातु अभिक्रियाशील होती हैं, अर्थात ये सामान्य पदार्थों जैसे ऑक्सीजन (वायु में), हाइड्रोजन, हैलोजन, सल्फर, पानी और अम्लों के साथ अभिक्रिया कर सकती हैं। हालाँकि, इनकी अभिक्रिया की सीमा भिन्न-भिन्न होती है।

धातुएँ और उनकी अभिक्रियाएँ

प्रत्येक धातु अपने परिवेश के प्रति भिन्न-भिन्न प्रकार से अभिक्रिया करती है।

मुक्त धातुएँ

केवल सोना, प्लैटिनम और चाँदी सामान्य परिस्थितियों में वायु और जल से प्रभावित नहीं होती हैं। इन धातुओं को मुक्त धातुएँ कहा जाता है।

खनिज और अयस्क

धातुओं के विभिन्न यौगिक, जिन्हें खनिज कहा जाता है, प्रकृति में पाए जाते हैं। इन खनिजों की खानों से निकासी की जा सकती है।

वह खनिज जिससे धातु को आर्थिक रूप से निकाला जा सके, अयस्क कहलाता है।

धातुकर्म

अयस्कों से धातुओं को निकालने की प्रक्रिया को धातुकर्म कहा जाता है। धातुकर्म में कई चरण शामिल होते हैं:

कैल्सिनेशन: सांद्रित अयस्क को वायु की अनुपस्थिति में गरम किया जाता है।

रोस्टिंग: अयस्क को अधिक वायु में गरम किया जाता है।

स्मेल्टिंग: रोस्ट किए गए अयस्क को कोक के साथ मिलाकर भट्ठी में गरम किया जाता है ताकि मुक्त धातु प्राप्त हो सके।

स्टील और लोहा

स्टील लोहे का एक रूप है। लोहे से स्टील बनाने के लिए कार्बन की मात्रा को 5% से घटाकर 0.5-1.5% किया जाता है।

स्टील की ऊष्मा उपचार

क्वेंचिंग: यदि स्टील को चमकदार लाल होने तक गरम किया जाए और फिर अचानक पानी या तेल में ठंडा किया जाए, तो यह असाधारण रूप से कठोर और भंगुर हो जाती है।

टेम्परिंग: नियंत्रित गरम करने और ठंडा करने द्वारा, क्वेंच किए गए स्टील की कठोरता और भंगुरता को घटाया जा सकता है, जिससे यह अधिक मजबूत और टिकाऊ बन जाती है।

एनीलिंग:

क्वेंच किए गए इस्पात को 250-325 डिग्री सेल्सियस के बीच गर्म करने से इसकी भंगुरता दूर हो जाती है, पर इसकी कठोरता प्रभावित नहीं होती।
इस प्रक्रिया को ऐनीलिंग कहा जाता है, जिसमें इस्पात को लाल-गर्म से ऊपर के तापमान तक गर्म करके फिर ठंडा किया जाता है, जिससे वह नरम हो जाता है।

लोहे में जंग लगना:

अधिकांश धातुएँ प्रकृति में संयुक्त रूप में पाई जाती हैं और उन्हें अपने अयस्कों से निकालना पड़ता है।
जब इन धातुओं को हवा के संपर्क में रखा जाता है, तो वे क्षरण की ओर झुकती हैं और अपने मूल रूप में नहीं लौटतीं।
लोहे के मामले में इस प्रक्रिया को जंग लगना कहा जाता है।
जंग लगने पर हाइड्रेटेड फेरिक ऑक्साइड बनता है, और इसके लिए पानी तथा ऑक्सीजन दोनों की आवश्यकता होती है। पानी या इलेक्ट्रोलाइट के बिना जंग नहीं लग सकता।
जंग लगने पर लोहे में ऑक्सीजन परमाणु जुड़ जाते हैं, जिससे आयरन ऑक्साइड बनता है और इसके द्रव्यमान में वृद्धि होती है।
लोहे की सतह को अधातुओं से लेपित करके या उसे अन्य धातुओं के साथ मिश्र धातु बनाकर जंग से बचाया जा सकता है।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग और हॉट डिपिंग

इलेक्ट्रोप्लेटिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें विद्युत धारा का उपयोग करके किसी सतह पर धातु की परत चढ़ाई जाती है। निकल और क्रोमियम इलेक्ट्रोप्लेटिंग के लिए सामान्यतः प्रयुक्त होते हैं।

हॉट डिपिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें किसी सतह को गलित धातु के स्नान में डुबोकर धातु की परत चढ़ाई जाती है। जब लोहे पर ज़िंक हॉट डिपिंग द्वारा चढ़ाया जाता है, तो इसे गैल्वनाइज़िंग कहा जाता है।

अधातु

अधातु वे तत्व होते हैं जो इलेक्ट्रॉन ग्रहण कर ऋण आयन बनाते हैं, जिन्हें एनियन कहा जाता है। ये आमतौर पर पाउडर या गैस के रूप में पाए जाते हैं, सिवाय ब्रोमीन के, जो कमरे के तापमान पर द्रव होता है।

अधातु चमकदार नहीं होते और वे ऊष्मा या विद्युत का अच्छा संचालन नहीं करते। इन्हें धातुओं की तरह पत्तियों में नहीं बेलिता जा सकता या तारों में नहीं खींचा जा सकता। इनके गलनांक भी धातुओं की तुलना में कम होते हैं।

मिश्रधातुएँ

मिश्रधातुएँ दो या अधिक धातुओं के मिश्रण होती हैं। ये अक्सर अपने व्यक्तिगत तत्वों की तुलना में अधिक उपयोगी होती हैं। यहाँ कुछ महत्वपूर्ण मिश्रधातुएँ दी गई हैं:

एल्यूमिनियम मिश्रधातुएँ

AA-8000: भवनों के तारों के लिए प्रयुक्त
Al-Li (एल्यूमिनियम-लिथियम): एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में प्रयुक्त
Al-Cu (एल्यूमिनियम-तांबा): विमान संरचनाओं और हीट एक्सचेंजरों में प्रयुक्त

लिथियम मिश्रधातुएँ

लिथियम-सोडियम मिश्रधातु (लिथियम, सोडियम)
लिथियम-पारा मिश्रधातु (लिथियम, पारा)

अलनिको मिश्रधातुएँ

अलनिको (एल्यूमिनियम, निकल, तांबा)

ड्यूरेल्यूमिन मिश्रधातुएँ

ड्यूरेल्यूमिन (एल्यूमिनियम, तांबा)

मैग्नालियम मिश्रधातुएँ

मैग्नालियम (एल्यूमिनियम, 5% मैग्नीशियम)

मैग्नॉक्स मिश्रधातुएँ

मैग्नॉक्स (मैग्नीशियम ऑक्साइड, एल्यूमिनियम मिश्रधातु)

नाम्बे मिश्रधातुएँ

नाम्बे (एल्यूमिनियम सहित सात अन्य अनिर्दिष्ट धातुएँ)

सिल्यूमिन मिश्रधातुएँ

सिल्यूमिन (एल्यूमिनियम, सिलिकॉन)

ज़माक मिश्रधातुएँ

ज़माक (जिंक, एल्यूमिनियम, मैग्नीशियम, तांबा)

एल्यूमिनियम जटिल मिश्रधातुएँ

एल्यूमिनियम मैग्नीशियम, मैंगनीज और तांबे के साथ अन्य जटिल मिश्रधातुएँ बनाता है।

बिस्मथ मिश्रधातुएँ

वुड्स धातु (बिस्मथ, सीसा, टिन, कैडमियम)
रोज धातु (बिस्मथ, सीसा, टिन)
फील्ड्स मील
सेरोबेंड

कोबाल्ट मिश्रधातुएँ

स्टेलाइट (कोबाल्ट, क्रोमियम, टंगस्टन या मोलिब्डेनम, कार्बन)
टैलोनाइट (कोबाल्ट, क्रोमियम)
अल्टिमेट (कोबाल्ट, क्रोमियम, निकल, मोलिब्डेनम, आयरन, टंगस्टन)

कॉपर मिश्रधातुएँ

बेरिलियम कॉपर (कॉपर, बेरिलियम)
बिलोन (कॉपर, सिल्वर)
पीतल (कॉपर, जिंक) कैलामाइन (कॉपर, जिंक) चाइनीज सिल्वर (कॉपर, जिंक मिश्रधातु)
- डच धातु (कॉपर, जिंक) गिल्डिंग धातु (कॉपर, टिन)
- मुंट्ज धातु (कॉपर, जिंक) प्यूटर (कॉपर, जिंक) प्रिंस धातु (कॉपर, टिन)

पीतल (कॉपर और जिंक मिश्रधातु)

2. कांसा (कॉपर और टिन)

3. टोम्बैक (कॉपर और जिंक)

4. एल्युमिनियम कांसा (कॉपर और एल्युमिनियम)

5. आर्सेनिकल कांसा (कॉपर और आर्सेनिक)

6. घंटी धातु (कॉपर और टिन)

फ्लोरेंटाइन कांसा (कॉपर, जिंक, या टिन)

8. ग्लूसीडुर (बेरिलियम, कॉपर, और आयरन)

9. गुआनिन (संभवतः कॉपर, मैंगनीज का मैंगनीज कांसा, आयरन सल्फाइड्स और अन्य सल्फाइड्स के साथ)

10. गनमेटल (कॉपर, टिन, और जिंक)

11. फॉस्फर कांसा (कॉपर, टिन, और फॉस्फोरस)

12. ऑर्मोलू (गिल्ट ब्रॉन्ज़) (कॉपर और जिंक)

13. स्पेकुलम धातु (कॉपर और टिन)

कॉन्स्टैंटन (कॉपर और निकल मिश्रधातु)

15. कॉपर-टंगस्टन (कॉपर और टंगस्टन)

16. कोरिंथियन कांसा (कॉपर, गोल्ड, और सिल्वर)

क्यूनिफ (कॉपर, निकल, और आयरन)

18. क्यूप्रोनिकल (कॉपर और निकल)

19. झांझ मिश्रधातुएँ (घंटी धातु) (कॉपर और टिन)

20. डेवर्डा मिश्र धातु (तांबा, एल्युमिनियम और जिंक)

21. इलेक्ट्रम (तांबा, सोना और चांदी)

22. हेपेटिज़न (तांबा, सोना और चांदी)

23. ह्यूसलर मिश्र धातु (तांबा, मैंगनीज और टिन)

24. मैंगनिन (तांबा, मैंगनीज और निकल)

25. निकल सिल्वर (तांबा और निकल)

26. नॉर्डिक गोल्ड (तांबा और एल्युमिनियम)

गैलियम मिश्र धातुएँ

गैलिन्स्टन (गैलियम, इंडियम, टिन)

सोने की मिश्र धातुएँ

इलेक्ट्रम (सोना, चांदी, तांबा)
रोज़ गोल्ड (सोना, तांबा)
व्हाइट गोल्ड (सोना, निकल, पैलेडियम या प्लैटिनम)

इंडियम मिश्र धातुएँ

फील्ड्स धातु (इंडियम, टिन)

आयरन या फेरस मिश्र धातुएँ

स्टील (कार्बन)
आयरन (Fe)
फर्निको (निकल, कोबाल्ट)
एलिनवर (निकल, क्रोमियम)
इनवर (आयरन)
कोवार (कोवार मिश्र धातु)
स्पीगलाइज़न (मैंगनीज, कार्बन, सिलिकॉन)
फेरोअलॉय

फेरो मिश्र धातुएँ:

फेरोबोरॉन (आयरन और बोरॉन)
फेरोक्रोम (आयरन और क्रोमियम)
फेरोमैग्नीशियम (आयरन और मैग्नीशियम)
फेरोमैंगनीज (आयरन और मैंगनीज)
फेरोमोलिब्डेनम (आयरन और मोलिब्डेनम)
फेरोनिकल (आयरन और निकल)
फेरोफॉस्फोरस (आयरन और फॉस्फोरस)
फेरोटाइटेनियम (आयरन और टाइटेनियम)
फेरोवैनेडियम (आयरन और वैनेडियम)
फेरोसिलिकॉन (आयरन और सिलिकॉन)

लीड मिश्र धातुएँ:

एंटीमोनियल लीड (लीड और एंटीमनी)
मोलिब्डोचाल्कोस (लीड और तांबा)
सॉल्डर (लीड और टिन)
टर्न (लीड और टिन)
टाइप धातु (लीड, टिन और एंटीमनी)

मैग्नीशियम मिश्र धातुएँ:

मैग्नॉक्स (मैग्नीशियम और नायोबियम)
T-Mg-Al-Zn (बर्गमन चरण)
इलेक्ट्रॉन (एल्युमिनियम-आधारित मिश्र धातु)

पारद मिश्रधातु:

अमलगम (पारद लगभग किसी भी धातु के साथ, प्लैटिनम और सोने को छोड़कर)

निकल मिश्रधातु:

अलुमेल (निकल, मैंगनीज, एल्युमिनियम और सिलिकॉन)
क्रोमेल (निकल और क्रोमियम मिश्रधातु)
क्यूप्रोनिकल (निकल और तांबा)
जर्मन सिल्वर (निकल, तांबा और जिंक)
हास्टेलॉय (निकल, मोलिब्डेनम, क्रोमियम और कभी-कभी टंगस्टन)
इनकोनल (निकल, क्रोमियम और कोबाल्ट)
मोनल धातु (निकल, तांबा, लोहा और मैंगनीज)
मु-धातु (निकल और लोहा)
निकल-कार्बन (निकल और कार्बन)
नाइक्रोम (क्रोमियम, लोहा और निकल)
नाइक्रोसिल (निकल, क्रोमियम, सिलिकॉन)
नाइसिल (निकल और सिलिकॉन)

नाइटिनॉल (निकल, टाइटेनियम, आकार स्मृति मिश्रधातु)

पोटैशियम मिश्रधातु

केएलआई (पोटैशियम, लिथियम)
नाक (सोडियम, पोटैशियम)

दुर्लभ पृथ्वी मिश्रधातु

मिशमेटल (विभिन्न दुर्लभ पृथ्वी तत्व)

चांदी मिश्रधातु

आर्जेंटियम स्टर्लिंग चांदी (चांदी, तांबा, जर्मेनियम)
बिलॉन (तांबा या तांबा कांस्य, कभी-कभी चांदी के साथ)
ब्रिटानिया चांदी (चांदी, तांबा)
इलेक्ट्रम (चांदी, सोना)
गोलॉयड (चांदी, तांबा, सोना)
प्लैटिनम स्टर्लिंग (चांदी, प्लैटिनम मिश्रधातु)
शिबुईची (चांदी, तांबा)
स्टर्लिंग चांदी (चांदी, जिंक)

टिन मिश्रधातु

ब्रिटेनियम (टिन, तांबा, एंटीमनी)
प्यूटर (टिन, सीसा, तांबा)
सॉल्डर (टिन, सीसा, एंटीमनी)

टाइटेनियम मिश्रधातु

बीटा सी (टाइटेनियम, वैनेडियम, क्रोमियम, अन्य धातु)
6एएल-4वी (एल्युमिनियम, टाइटेनियम, वैनेडियम)

यूरेनियम मिश्रधातु

स्टैबैलॉय (टाइटेनियम या मोलिब्डेनम के साथ डिप्लेटेड यूरेनियम मिश्रधातु) 2. यूरेनियम को प्लूटोनियम के साथ भी मिश्रित किया जा सकता है

जिंक मिश्रधातुएँ

पीतल (जिंक, तांबा मिश्रधातु) 2. ज़माक (जिंक, एल्युमिनियम, मैग्नीशियम, तांबा)

ज़िरकोनियम मिश्रधातुएँ

ज़िरकैलॉय एक धातु मिश्रधातु है जो ज़िरकोनियम और टिन से बनाई जाती है। कभी-कभी इसमें नायोबियम, क्रोमियम, आयरन या निकेल भी होता है।

मिश्रधातु

एक मिश्रधातु दो या अधिक धातुओं का मिश्रण होता है। मिश्रधातुएँ अक्सर शुद्ध धातुओं की तुलना में अधिक मजबूत और टिकाऊ होती हैं।

संघटन

किसी मिश्रधातु का संघटन उसमें मौजूद प्रत्येक धातु का प्रतिशत होता है।

व्यावसायिक उपयोगिता

किसी मिश्रधातु की व्यावसायिक उपयोगिता वह उद्देश्य होता है जिसके लिए उसका उपयोग किया जाता है।

मिश्रधातुओं के उदाहरण

फॉस्फर ब्रॉन्ज़: यह मिश्रधातु तांबे और थोड़ी मात्रा में फॉस्फोरस से बनी होती है। इसका उपयोग स्प्रिंग्स, नाव के प्रोपेलर और अन्य विद्युत घटक बनाने के लिए किया जाता है।
एल्युमिनियम ब्रॉन्ज़: यह मिश्रधातु तांबे और एल्युमिनियम से बनी होती है। इसका उपयोग बेयरिंग्स, गियर और अन्य घिस-रोध प्रतिरोधी घटक बनाने के लिए किया जाता है।
पीतल: यह मिश्रधातु तांबे और जिंक से बनी होती है। इसका उपयोग बर्तन, सस्ते आभूषण, होज़ नॉज़ल और कपलिंग्स, स्टैंडिंग डाई, कंडेनसर शीट और कारतूस बनाने के लिए किया जाता है।
गन मेटल: यह मिश्रधातु तांबे, टिन और जिंक से बनी होती है। इसका उपयोग बंदूकें, गियर और कास्टिंग बनाने के लिए किया जाता है।
सिक्का मिश्रधातु: यह मिश्रधातु तांबे और निकल से बनी होती है। इसका उपयोग सिक्के बनाने के लिए किया जाता है।
सॉल्डर: यह मिश्रधातु सीसे और टिन से बनी होती है। इसका उपयोग दो धातुओं को सॉल्डर या जोड़ने के लिए किया जाता है।
स्टेनलेस स्टील: यह मिश्रधातु लोहे, कार्बन, क्रोमियम और निकल से बनी होती है। इसका उपयोग कटलरी, कुकवेयर और निर्माण सामग्री सहित विभिन्न उत्पाद बनाने के लिए किया जाता है।

खनिज

खनिज प्राकृतिक पदार्थ होते हैं जो रसायनों से बने होते हैं। इनकी एक निश्चित संरचना और विशिष्ट भौतिक गुण होते हैं। कुछ खनिज केवल एक तत्व से बने होते हैं, जैसे ग्रेफाइट और हीरा (दोनों कार्बन के रूप)। अन्य दो या अधिक तत्वों से बने होते हैं, जैसे क्वार्ट्ज (सिलिकॉन और ऑक्सीजन) और कैल्साइट (कैल्शियम, कार्बन और ऑक्सीजन)।

खनिजों के उपयोग

खनिजों का उपयोग विभिन्न प्रकार से किया जाता है। कुछ का उपयोग रोज़मर्रा की वस्तुओं जैसे बर्तन, ऑटोमोबाइल के पुर्ज़े और कटलरी बनाने में किया जाता है। अन्य का उपयोग अधिक विशिष्ट अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे मीटर स्टिक, मापने वाली टेप और पेंडुलम रॉड।

यहाँ कुछ उदाहरण दिए गए हैं कि खनिजों का उपयोग कैसे किया जाता है:

इनवार: यह लोहे और निकल का मिश्रधातु है जिसे मीटर स्केल और मापने वाली टेप बनाने में उपयोग किया जाता है क्योंकि इसकी तापीय प्रसार गुणांक बहुत कम होता है, जिससे यह तापमान में बदलाव के साथ बहुत अधिक फैलता या सिकुड़ता नहीं है।
ड्यूरिरॉन: यह लोहे और क्रोमियम का मिश्रधातु है जिसे प्रयोगशाला के प्लंबिंग कार्यों में उपयोग किया जाता है क्योंकि यह संक्षारण के प्रति प्रतिरोधी होता है।
टंगस्टन स्टील: यह लोहे, टंगस्टन और क्रोमियum का मिश्रधातु है जिसे उच्च गति वाले काटने वाले उपकरण बनाने में उपयोग किया जाता है क्योंकि यह बहुत कठोर और घिसने के प्रति प्रतिरोधी होता है।
स्टर्लिंग चांदी: यह चांदी और तांबे का मिश्रधातु है जिसे गहने, कला वस्तुओं और अन्य सजावटी वस्तुओं को बनाने में उपयोग किया जाता है।
टाइप धातु: यह सीसा, एंटीमनी और टिन का मिश्रधातु है जिसे मुद्रण के लिए टाइप अक्षर और सजावटी वस्तुओं जैसे स्टैचू और कैंडलस्टिक बनाने में उपयोग किया जाता है। अधिकांश खनिज दो या अधिक तत्वों से बने होते हैं, जैसे हेलाइट (NaCl) या रॉक सॉल। सबसे सामान्य प्रकार के खनिज सिलिकेट्स, ऑक्साइड्स, सल्फाइड्स, हेलाइड्स और कार्बोनेट्स हैं।

खनिजों को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: धातु या अयस्क खनिज और अधातु खनिज। अधातु खनिजों के उदाहरणों में कार्बन और सल्फर शामिल हैं।

यहाँ कुछ सामान्य खनिजों, उनके संघटन और उनके व्यावसायिक उपयोगों की एक सारणी दी गई है:

खनिज	संघटन	वाणिज्यिक उपयोग
एल्बाइट	सोडियम एल्युमिनियम सिलिकेट	काँच, सिरेमिक
एनहाइड्राइट	कैल्शियम सल्फेट	सीमेंट, उर्वरक, रसायन
एनोर्थाइट	कैल्शियम एल्युमिनियम सिलिकेट	काँच, सिरेमिक
एपेटाइट	कैल्शियम फॉस्फेट फ्लोरो-फॉस्फेट या क्लोरोफॉस्फेट	फॉस्फेट
अरागोनाइट	कैल्शियम कार्बोनेट	एक्वेरियम में रीफ की स्थितियों को दोहराने के लिए आवश्यक
अज़ुराइट	तांबा कार्बोनेट	तांबे का स्रोत
बॉक्साइट	एल्युमिनियम ऑक्साइड	एल्युमिनियम का उत्पादन
कैल्साइट	कैल्शियम कार्बोनेट	सीमेंट, चूना, उर्वरक
कैसिटेराइट	टिन ऑक्साइड	टिन का स्रोत
क्रोमाइट	आयरन क्रोमियम ऑक्साइड	स्टेनलेस स्टील का उत्पादन
कोयला	कार्बन	ईंधन, ऊर्जा उत्पादन
तांबा	तांबा	विद्युत तार, प्लंबिंग, गहने
हीरा	कार्बन	गहने, औद्योगिक अपघर्षक
फेल्डस्पार	पोटैशियम एल्युमिनियम सिलिकेट	काँच, सिरेमिक, पॉटरी
गेलेना	लेड सल्फाइड	लेड का स्रोत
सोना	सोना	गहने, मुद्रा, इलेक्ट्रॉनिक्स
ग्रेफाइट	कार्बन	पेंसिल, स्नेहक, इलेक्ट्रोड
जिप्सम	कैल्शियम सल्फेट डाइहाइड्रेट	ड्राईवॉल, प्लास्टर, उर्वरक
हेलाइट	सोडियम क्लोराइड	टेबल नमक, खाद्य संरक्षण
हेमेटाइट	आयरन ऑक्साइड	आयरन अयस्क, पिगमेंट
इल्मेनाइट	आयरन टाइटेनियम ऑक्साइड	टाइटेनियम का स्रोत
काओलिनाइट	एल्युमिनियम सिलिकेट	सिरेमिक, कागज, रबड़
मैग्नेटाइट	आयरन ऑक्साइड	आयरन अयस्क, चुंबक
मैलाकाइट	तांबा कार्बोनेट हाइड्रॉक्साइड	आभूषण पत्थर, तांबे का स्रोत
माइका	पोटैशियम एल्युमिनियम सिलिकेट	विद्युत इन्सुलेटर, इलेक्ट्रॉनिक्स
ओलिवाइन	मैग्नीशियम आयरन सिलिकेट	रत्न, औद्योगिक अपघर्षक
पाइराइट	आयरन सल्फाइड	आयरन, सल्फर का स्रोत
क्वार्ट्ज	सिलिकॉन डाइऑक्साइड	काँच, इलेक्ट्रॉनिक्स, गहने
रूटाइल	टाइटेनियम डाइऑक्साइड	टाइटेनियम का स्रोत
साल्टपीटर	पोटैशियम नाइट्रेट	उर्वरक, बारूद
चांदी	चांदी	गहने, मुद्रा, फोटोग्राफी
सल्फर	सल्फर	उर्वरक, बारूद, माचिस
टैल्क	मैग्नीशियम सिलिकेट	टैल्कम पाउडर, सिरेमिक
टूरमलाइन	जटिल सिलिकेट	रत्न, पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री
जिंक	जिंक	गैल्वनाइजिंग, बैटरी, मिश्रधातु

खनिज	रासायनिक संरचना	उपयोग
अल्फा-एल्युमिना	हाइड्रेटेड एल्युमिनियम ऑक्साइड	एल्युमिनियम का स्रोत
कैल्साइट	कैल्शियम कार्बोनेट	सीमेंट, प्लास्टर, पेंट, कांच, उर्वरक
कैलामाइन	जिंक कार्बोनेट	जिंक का स्रोत
कैसिटेराइट	टिन ऑक्साइड या टिनस्टोन	टिन का स्रोत
सेरुसाइट	लेड कार्बोनेट	लेड का स्रोत
चालकोसाइट	कॉपर सल्फाइड	कॉपर का स्रोत
सिनाबार	मरक्यूरिक सल्फाइड	मरक्यूरी का स्रोत
डोलोमाइट	कैल्शियम मैग्नीशियम कार्बोनेट	सीमेंट और बिल्डिंग स्टोन (मार्बल)
फ्लोराइट	कैल्शियम फ्लोराइड	कांच, इनेमल
गेलेना	लेड सल्फाइड	लेड का स्रोत (मुख्य अयस्क)
जिप्सम	हाइड्रेटेड कैल्शियम सल्फेट	प्लास्टर ऑफ पेरिस, कांच, उर्वरक
हाइलाइट	सोडियम क्लोराइड	सामान्य नमक का स्रोत
हेमेटाइट	फेरिक ऑक्साइड	लोहे का महत्वपूर्ण स्रोत
काओलिनाइट	हाइड्रेटेड एल्युमिनियम सिलिकेट	पॉर्सिलेन टाइल्स, फिल्टर, ईर्थनवेयर
मैलाकाइट	कॉपर कार्बोनेट	कॉपर का स्रोत
माइक्रोक्लाइन	पोटैशियम एल्युमिनियम सिलिकेट	कांच, सिरेमिक्स
पाइराइट	आयरन सल्फाइड	आयरन का स्रोत

खनिज

खनिज	स्रोत	उपयोग
पाइराइट	सल्फर	आभूषण, इलेक्ट्रॉनिक्स, बैटरी
क्वार्ट्ज	सिलिका	काँच, सीमेंट, अपघर्षक
रूटाइल	टाइटेनियम ऑक्साइड	पेंट, सनस्क्रीन, वेल्डिंग रॉड
टैल्क	मैग्नीशियम सिलिकेट	टैल्कम पाउडर, सिरेमिक्स, कागज़
टोपाज़	हाइड्रस एल्युमिनियम फ्लोरोसिलिकेट	आभूषण, रत्न

रासायनिक यौगिक

तत्वों के परमाणु सामान्यतः अन्य परमाणुओं के साथ मिलकर एक यौगिक के अणु बनाते हैं।
उदाहरण के लिए, दो ऑक्सीजन परमाणु मिलकर एक ऑक्सीजन अणु बनाते हैं, जिसे O2 लिखा जाता है।
किसी यौगिक में विभिन्न तत्वों के परमाणु निश्चित अनुपात में मिलते हैं। उदाहरण के लिए, दो आयरन परमाणु (Fe) तीन ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ मिलकर एक आयरन ऑक्साइड अणु बनाते हैं (Fe2O3)।
लाखों ज्ञात रासायनिक यौगिक हैं, जिनमें से दसियों हज़ार सामान्य उपयोग में हैं।

रासायनिक अभिक्रियाएँ और रासायनिक परिवर्तन

रासायनिक परिवर्तन हमारे चारों ओर होते रहते हैं, लोहे का जंग लगना हो या भोजन का पाचन।
एक रासायनिक अभिक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक या अधिक पदार्थ एक या अधिक नए पदार्थों में बदल जाते हैं।
रासायनिक अभिक्रियाओं में परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधों के टूटने और बनने की प्रक्रिया शामिल होती है।
रासायनिक अभिक्रियाओं को कई प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है, जिनमें शामिल हैं:
संयोजन अभिक्रियाएँ: दो या अधिक पदार्थ मिलकर एकल उत्पाद बनाते हैं।
वियोजन अभिक्रियाएँ: एकल पदार्थ दो या अधिक उत्पादों में टूट जाता है।
एकल-प्रतिस्थापन अभिक्रियाएँ: एक तत्व यौगिक में दूसरे तत्व को प्रतिस्थापित करता है।
द्वैत-प्रतिस्थापन अभिक्रियाएँ: दो यौगिक आयनों का आदान-प्रदान करके दो नए यौगिक बनाते हैं।

रासायनिक परिवर्तन तब होते हैं जब पदार्थ भिन्न गुणों वाले नए पदार्थों में बदल जाते हैं।

रासायनिक परिवर्तनों के उदाहरण:

जब कोयला जलता है, तो वह ऑक्सीजन के साथ मिलकर कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प बनाता है।
जब लोहा जंग लगता है, तो वह ऑक्सीजन के साथ मिलकर आयरन ऑक्साइड बनाता है।
जब बियर किण्वित होती है, तो खमीर चीनी को अल्कोहल और कार्बन डाइऑक्साइड में बदल देता है।
जब कंक्रीट और सीमेंट सेट होते हैं, तो वे पानी के साथ रासायनिक अभिक्रिया कर कठोर, ठोस पदार्थ बनाते हैं।
जब भोजन पचता है, तो वह छोटे अणुओं में टूट जाता है जिन्हें शरीर द्वारा अवशोषित किया जा सकता है।

रासायनिक परिवर्तनों की विशेषताएँ:

रासायनिक परिवर्तन के उत्पादों के गुण, अभिकारकों के गुणों से भिन्न होते हैं।
रासायनिक परिवर्तन के उत्पादों का द्रव्यमान, अभिकारकों के द्रव्यमान के बराबर होता है।
जब पदार्थ विभिन्न तरीकों से बनते हैं, तो उनकी संरचना भिन्न-भिन्न हो सकती है।

रासायनिक संरचना:

कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) जैसे पदार्थों में कार्बन (C) और ऑक्सीजन (O) का द्रव्यमान अनुपात सदैव 1:2 रहता है, चाहे वह किसी भी विधि से बना हो।

अभिक्रियाओं में ऊर्जा परिवर्तन:

रासायनिक अभिक्रियाएँ ऊर्जा मुक्त या अवशोषित कर सकती हैं। उदाहरणतः, कोयले को हवा में जलाने से ऊर्जा ऊष्मा और प्रकाश के रूप में मुक्त होती है, जबकि कार्बन और सल्फर के संयोजन से ऊष्मा अवशोषित होती है।

रासायनिक समीकरण:

रासायनिक परिवर्तनों को समीकरणों द्वारा दर्शाया जा सकता है। उदाहरणतः, कार्बन (C) का ऑक्सीजन (O2) के साथ जलकर कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) बनना इस प्रकार लिखा जा सकता है:

$$ \mathrm{C}+\mathrm{O} _{2} \rightarrow \mathrm{CO} _{2} $$

तत्वों के नीचे लिखे छोटे अंक (उपसर्ग) प्रत्येक अणु में परमाणुओं की संख्या दर्शाते हैं।
एक अन्य उदाहरण है हाइड्रोजन (H2) और क्लोरीन (Cl2) की अभिक्रिया से हाइड्रोजन क्लोराइड (HCl) बनना:

$$ \mathrm{H} _{2}+\mathrm{Cl} _{2} \rightarrow 2 \mathrm{HCl} $$

इस स्थिति में HCl से पहले गुणांक (2) लगाया गया है ताकि यह दिख सके कि दो HCl अणु बनते हैं।

रासायनिक अभिक्रियाएँ

रासायनिक अभिक्रियाओं के कई प्रकार होते हैं। दो सामान्य प्रकार हैं द्विघटन और दहन।

द्विघटन

एक द्विघटन अभिक्रिया में, दो यौगिक प्रतिक्रिया करके दो नए यौगिक बनाते हैं। उदाहरण के लिए, जब मैग्नीशियम सल्फेट ($MgSO_4$) सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो सोडियम सल्फेट ($Na_2SO_4$) और मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड ($Mg(OH)_2$) बनते हैं।

ऑक्सीकरण

ऑक्सीकरण एक ऐसी अभिक्रिया है जिसमें कोई पदार्थ ऑक्सीजन से मिलकर संयुक्त होता है। उदाहरण के लिए, जब लोहा ऑक्सीजन के संपर्क में आता है, तो वह जंग लगता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि लोहा ऑक्सीजन से मिलकर आयरन ऑक्साइड बनाता है।

ऑक्सीकरण और अपचयन

ऑक्सीकरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें परमाणु या अणु इलेक्ट्रॉन खोते हैं।
अपचयन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें परमाणु या अणु इलेक्ट्रॉन खोते हैं।
ऑक्सीकरण और अपचयन हमेशा साथ-साथ होते हैं।

उदाहरण

जब हाइड्रोजन गैस ($H_2$) कॉपर ऑक्साइड (CuO) के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो कॉपर ऑक्साइड अपचयित होकर कॉपर (Cu) बनता है और हाइड्रोजन गैस ऑक्सीकृत होकर पानी ($H_2O$) बनता है।

रासायनिक अभिक्रियाएँ

रासायनिक अभिक्रियाएँ धीमी हो सकती हैं, जैसे जंग लगना, या तेज़, जैसे विस्फोट।
किसी रासायनिक अभिक्रिया की गति को बढ़ाया जा सकता है एक उत्प्रेरक का उपयोग करके, जो एक ऐसा पदार्थ होता है जो स्वयं बिना बदले अभिक्रिया को होने में मदद करता है।

वायु

वायु एक गैसों का मिश्रण है जो पृथ्वी को घेरे रहता है।
वायु 78% नाइट्रोजन, 21% ऑक्सीजन और आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड, नियॉन, हीलियम, ओज़ोन और जल वाष्प जैसी अन्य गैसों की थोड़ी मात्रा से बना है।
वायु में प्रदूषक भी होते हैं।
वायु विभिन्न गैसों से बना है।
हम इन गैसों को अलग कर सकते हैं और ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को मिलाकर वायु बना सकते हैं।
वायु ऊष्मा का अच्छा संचालन नहीं करता।
वायु में मौजूद ऑक्सीजन चीज़ों को जलने में मदद करती है और हमें साँस लेने देती है। नाइट्रोजन ऑक्सीजन के प्रभाव को कम करता है।
जब चीज़ें जलती हैं और जब हम साँस लेते हैं तो कार्बन डाइऑक्साइड वातावरण में छोड़ी जाती है। समुद्र, नदियों और तालाबों से पानी के वाष्पित होने पर जल वाष्प बनती है।

वायु में जल वाष्प

वायु में लगभग 0.4% जल वाष्प होता है।
यदि हम बर्फ के टुकड़ों से भरा एक गिलास खुली हवा में रखें, तो गिलास के बाहर पानी की बूंदें जम जाएँगी। ऐसा इसलिए होता है कि वायु में मौजूद जल वाष्प गिलास की ठंडी सतह पर संघनित हो जाती है।

कार्बन डाइऑक्साइड

वायु में लगभग 0.03% कार्बन डाइऑक्साइड होती है।
यदि हम चूने के पानी को खुली हवा में रखें, तो वह दूधिया हो जाएगा क्योंकि यह वायु से कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करता है।

पानी

अठारहवीं सदी में, कैवेंडिश ने दिखाया कि पानी एक रासायनिक यौगिक है।
पानी हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से बना है। प्रत्येक एक ऑक्सीजन परमाणु के लिए दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को बिजली के साथ मिलाकर बनाया जा सकता है। प्रत्येक दो भाग हाइड्रोजन के लिए एक भाग ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।
पानी 100 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है और 0 डिग्री सेल्सियस पर जमता है।

कठोर और मृदु जल

कठोर जल साबुन को आसानी से झाग नहीं बनने देता।
मृदु जल साबुन को आसानी से झाग बनाने देता है।

जल में कठोरता के प्रकार

अस्थायी कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट्स के कारण होती है। इसे उबालकर या चूना डालकर दूर किया जा सकता है।
स्थायी कठोरता कैल्शियम और मैग्नीशियम सल्फेट्स और क्लोराइड्स के कारण होती है। इसे वॉशिंग सोडा डालकर या पानी को उबालकर दूर किया जा सकता है।

वर्षा जल

वर्षा जल जल का सबसे शुद्ध रूप नहीं है क्योंकि इसमें वायुमंडल और उन सतहों से मिलने वाले प्रदूषक हो सकते हैं जिससे यह संपर्क में आता है।

संघनित जल वाष्प: वायु में मौजूद जल वाष्प जो द्रव जल में बदल गया है। यह मृदु होता है क्योंकि इसमें कैल्शियम और मैग्नीशियम के बाइकार्बोनेट्स, सल्फेट्स और क्लोराइड्स जैसे कुछ लवण नहीं होते हैं।

नदी जल: जैसे ही नदी का जल पृथ्वी की सतह पर बहता है, यह मिट्टी से खनिजों को अवशोषित कर लेता है और कठोर जल बन जाता है। इसमें विभिन्न प्रदूषक भी होते हैं।

ऑक्सीजन: एक गैस जिसमें कोई रंग, गंध या स्वाद नहीं होता है। यह जल में आसानी से घुलती नहीं है और वायु से थोड़ी भारी होती है। ऑक्सीजन स्वयं नहीं जलती लेकिन अन्य चीजों को जलने में मदद करती है। यह पृथ्वी पर बहुतायत में पाई जाती है, अकेले और अन्य तत्वों के साथ मिश्रित रूप में।

ऑक्सीजन कैसे प्राप्त करें: प्रयोगशाला में, आप पोटैशियम क्लोरेट और मैंगनीज डाइऑक्साइड को एक साथ गर्म करके ऑक्सीजन बना सकते हैं। आप ऑक्साइड्स या लवणों को गर्म करके भी थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन प्राप्त कर सकते हैं जिनमें बहुत अधिक ऑक्सीजन होती है। ऑक्सीजन प्राप्त करने का एक अन्य तरीका है पानी से विद्युत धारित प्रवाहित करना।

ऑक्सीजन क्यों महत्वपूर्ण है: पौधों और जानवरों को सांस लेने के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, और यह लगभग सभी प्रकार की जलन के लिए भी आवश्यक है।

हाइड्रोजन

परमाणु द्रव्यमान: 15.999
गलनांक: -218.4 डिग्री सेल्सियस
क्वथनांक: -183.0 °C
0 डिग्री सेल्सियस पर घनत्व: 1.329 किलोग्राम प्रति घन मीटर
संयोजन क्षमता: 2

हाइड्रोजन है:

एक रंगहीन, अत्यधिक ज्वलनशील गैस
सभी ज्ञात तत्वों में सबसे हल्का
ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर तत्व
ज्वालामुखीय गैसों में पाया जाता है
पीली नीली लौ के साथ जलता है
दहन में सहायता नहीं करता
पानी में थोड़ा घुलनशील वनस्पति घी, अल्कोहल और अमोनियम यौगिकों के निर्माण में प्रयुक्त पानी, अम्ल और क्षारों से प्राप्त किया जा सकता है
प्रयोगशाला में व्यावसायिक जिंक पर तनु सल्फ्यूरिक एसिड की क्रिया द्वारा तैयार किया जाता है

परमाणु संख्या: 1 सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान: 1.008 g/mol गलनांक: -259.14 डिग्री सेल्सियस क्वथनांक: -188.5 डिग्री सेल्सियस घनत्व: 0.08988 किलोग्राम प्रति घन मीटर संयोजन क्षमता: 1

नाइट्रोजन

एक रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन गैस
पृथ्वी के वायुमंडल का लगभग चार-पांचवां हिस्सा बनाती है
पौधों की वृद्धि के लिए आवश्यक
उर्वरक, विस्फोटक और प्लास्टिक के निर्माण में प्रयुक्त

नाइट्रोजन हवा का लगभग 78% हिस्सा बनाता है जिसे हम सांस लेते हैं।
यह एक ऐसी गैस है जो जलती नहीं है और न ही अन्य चीजों को जलने में मदद करती है।
यह पानी में थोड़ी मात्रा में घुलती है।

नाइट्रोजन गैस कैसे बनाएं

एक प्रयोगशाला में, आप अमोनियम नाइट्रेट को गर्म करके नाइट्रोजन बना सकते हैं।
बड़े पैमाने पर, आप वायु से नाइट्रोजन प्राप्त कर सकते हैं। पहले आप वायु को द्रवित करते हैं, फिर उसे वाष्पित होने देते हैं। नाइट्रोजन पहले वाष्पित होता है, जिससे ऑक्सीजन पीछे रह जाती है।

नाइट्रोजन के बारे में कुछ तथ्य

परमाणु क्रमांक: 7
गलनांक: -209.86 डिग्री सेल्सियस
संयोजकता: 3 और 5
सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान: 14.007
क्वथनांक: -196 डिग्री सेल्सियस

कार्बन डाइऑक्साइड

कार्बन डाइऑक्साइड एक रंगहीन, गंधहीन गैस है जो वायु से भारी होती है।
यह हमारे सांस लेने पर, चीज़ों के जलने पर और कार्बनिक पदार्थों के विघटन पर उत्पन्न होती है।
कार्बन डाइऑक्साइड अम्लीय होती है और चूने के पानी को दूधिया बना सकती है।

कार्बन डाइऑक्साइड को सुरक्षित रूप से कैसे बनाएं

आप तनु अम्लों को कार्बोनेट्स के साथ अभिक्रिया करके कार्बन डाइऑक्साइड बना सकते हैं।
आप इसे चीनी को किण्वित करके भी बना सकते हैं।
एक प्रयोगशाला में, आप संगमरमर के टुकड़ों को हाइड्रोक्लोरिक अम्ल के साथ उपचारित करके इसे बना सकते हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड के उपयोग

कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग खाद्य प्रशीतन, कार्बोनेटेड पेय और अग्निशामकों में किया जाता है। तालिका 10.4 में हाइड्रोक्लोरिक अम्ल की एक पंक्ति है। इसमें कहा गया है कि हाइड्रोक्लोरिक अम्ल पाचन रस में पाया जाता है। इसका अर्थ है कि हाइड्रोक्लोरिक अम्ल एक प्राकृतिक अम्ल है जो हमारे शरीर द्वारा उत्पन्न किया जाता है।

औद्योगिक रसायन विज्ञान

साबुन

साबुन वसा और तेलों से बनाए जाते हैं जिन्हें सोडियम हाइड्रॉक्साइड या पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड जैसी क्षार के साथ अभिक्रिया कराया जाता है। परिणामी उत्पाद फैटी एसिड का एक लवण होता है, जो एक कार्बन परमाणुओं की लंबी श्रृंखला होती है जिसके एक सिरे पर कार्बोक्सिल समूह (-COOH) होता है।
साबुन के दो सिरे होते हैं: एक आवेशित सिरा जो पानी को आकर्षित करता है और एक हाइड्रोकार्बन सिरा जो तेल को आकर्षित करता है। यह उन्हें पानी और तेल दोनों को घोलने की क्षमता देता है, जिससे वे सफाई में इतने प्रभावी होते हैं।

साबुन की सफाई क्रिया

जब आप साबुन और पानी से कुछ धोते हैं, तो साबुन के अणु सतह पर मौजूद गंदगी और तेल को घेर लेते हैं। साबुन अणु का आवेशित सिरा पानी को आकर्षित करता है, जबकि हाइड्रोकार्बन सिरा पानी को विकर्षित करता है और तेल को आकर्षित करता है। इससे गंदगी और तेल पानी में निलंबित हो जाते हैं, ताकि उन्हें धोकर हटाया जा सके।

काँच

काँच विभिन्न पदार्थों का संयोजन है, जिसमें रेत (सिलिका), सोडा ऐश (सोडियम कार्बोनेट), और चूना पत्थर (कैल्शियम कार्बोनेट) शामिल हैं।
इन पदार्थों को मिलाकर बहुत ऊँचे तापमान तक गरम किया जाता है जब तक वे पिघलकर द्रव न बन जाएँ।
फिर इस द्रव को विभिन्न वस्तुओं जैसे बोतलें, खिड़कियाँ और कप के आकार में ढाला जाता है।

सीमेंट

सीमेंट एक ऐसा पदार्थ है जिसका उपयोग कंक्रीट बनाने के लिए किया जाता है।
इसे चूना पत्थर, मिट्टी और थोड़ी मात्रा में जिप्सम को मिलाकर बनाया जाता है।
इस मिश्रण को तब तक गरम किया जाता है जब तक वह क्लिंकर न बन जाए, फिर उसे पीसकर पाउडर बना दिया जाता है।
जब इस पाउडर को पानी के साथ मिलाया जाता है, तो यह एक पेस्ट बनाता है जिससे कंक्रीट बनाई जा सकती है।
पोर्टलैंड सीमेंट सीमेंट का एक सामान्य प्रकार है।
यह विभिन्न पदार्थों से बना होता है, जिनमें कैल्शियम ऑक्साइड, आयरन ऑक्साइड, मैग्नीशियम ऑक्साइड, क्षार, सिलिकन डाइऑक्साइड, सल्फर ट्राइऑक्साइड और एल्युमिनियम ऑक्साइड शामिल हैं।

सीमेंट कैसे बनाया जाता है: इस प्रक्रिया में चूना पत्थर और मिट्टी को खान से निकाला जाता है, फिर उन्हें क्रश किया जाता है और पानी के साथ मिलाकर एक स्लरी बनाई जाती है। इस स्लरी को भट्ठी में गरम किया जाता है ताकि क्लिंकर बने, फिर उसे जिप्सम के साथ पीसकर सीमेंट बनाया जाता है।

कच्चे पदार्थों को क्रश किया जाता है और एक साथ मिलाया जाता है।
इस मिश्रण को बारीक पाउडर में पीसा जाता है।
इस पाउडर को बहुत अधिक तापमान पर भट्ठी में गरम किया जाता है।
इससे कैल्शियम ऑक्साइड एल्युमिनियम सिलिकेट के साथ मिलकर कैल्शियम सिलिकेट और एल्युमिनेट बनाता है।
मिश्रण में जिप्सम मिलाया जाता है, और फिर इसे फिर से पीसकर सीमेंट बनाया जाता है।

कोयला:

कोयला उन पौधों के अवशेषों से बनता है जो लाखों वर्ष पहले जीवित थे।
जब कोयले को हवा की अनुपस्थिति में गरम किया जाता है, तो यह कोक और वाष्पशील पदार्थ उत्पन्न करता है।
कोक एक ठोस अवशेष है, और वाष्पशील पदार्थों में कोयला गैस और टार शामिल हैं।

कार्बनिक रसायन

कार्बन यौगिक

1828 से पहले, वैज्ञानिक सोचते थे कि कार्बनिक यौगिक केवल जीवित चीजों में ही पाए जा सकते हैं। उनका मानना था कि कार्बनिक यौगिक बनाने के लिए एक विशेष “जीवन ऊर्जा” की आवश्यकता होती है।
1828 में, एक जर्मन रसायनज्ञ फ्रेडरिक वोहलर ने इस सिद्धांत को गलत साबित किया। उन्होंने अपनी प्रयोगशाला में अमोनियम सायनाइड नामक एक अकार्बनिक यौगिक के घोल को वाष्पित करके यूरिया नामक एक कार्बनिक यौगिक बनाया।
आज, हम जानते हैं कि कार्बनिक रसायन विज्ञान कार्बन यौगिकों का अध्ययन है।

कार्बनिक और अकार्बनिक यौगिक

अधिकांश कार्बनिक यौगिकों को जलाया जा सकता है, जबकि अधिकांश अकार्बनिक यौगिकों को नहीं जलाया जा सकता।
अधिकांश कार्बनिक यौगिक कमरे के तापमान पर द्रव या ठोस होते हैं, जबकि अधिकांश अकार्बनिक यौगिक ठोस या गैस होते हैं।

ठोस और द्रव

अधिकांश कार्बनिक यौगिक अपेक्षाकृत कम गलनांक वाले द्रव या ठोस होते हैं।
अधिकांश अकार्बनिक यौगिक उच्च गलनांक वाले ठोस होते हैं।
जबकि अधिकांश कार्बनिक यौगिक पानी में अघुलनशील होते हैं, अधिकांश अकार्बनिक यौगिक घुलनशील होते हैं।

कार्बन

कार्बन पृथ्वी की पपड़ी में चौथा सबसे प्रचुर तत्व है।
यह अद्वितीय है क्योंकि यह आसानी से स्वयं के साथ संयोजित होकर लंबी श्रृंखलाओं या वलयों में जुड़े कार्बन परमाणुओं के बड़े अणु बना सकता है।
कार्बन परमाणुओं के एक मिलियन से अधिक विभिन्न संयोजन हैं।

कार्बन के विभिन्न रूप

कार्बन के कई विभिन्न रूप हैं, जिनमें हीरा, ग्रेफाइट, चारकोल, लैंप ब्लैक, कोक, गैस कार्बन, कोयला और एनिमल चारकोल शामिल हैं।

कार्बन के समस्थानिक रूप

जब कोई पदार्थ विभिन्न क्रिस्टलीय रूपों में पाया जाता है, तो इसे बहुरूपता (polymorphism) कहा जाता है।
पदार्थ के इन विभिन्न रूपों को अपरूप (allotropes) कहा जाता है।
कार्बन अपरूपता दिखाता है क्योंकि यह विभिन्न रूपों में पाया जाता है। कार्बन विभिन्न रूप ले सकता है, जिन्हें अपरूप कहा जाता है। इनमें से दो अपरूप हीरा और ग्रेफाइट हैं।
कोक, चारकोल और लैंप ब्लैक को पहले कार्बन के आकारहीन रूप माने जाते थे। हालाँकि, अब हम जानते हैं कि इन सभी में ग्रेफाइट के छोटे क्रिस्टल होते हैं।
हीरा और ग्रेफाइट की संरचनाएँ और गुणधर्म अलग-अलग हैं, लेकिन इनका रासायनिक प्रतीक समान है, C। ये दोनों जब तेज़ी से गरम किए जाते हैं, तो ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया कर कार्बन डाइऑक्साइड बनाते हैं।
हीरा सबसे कठोर प्राकृतिक पदार्थ है। इसका नाम ग्रीक शब्द “adamas” से आया है, जिसका अर्थ है अजेय। यह कार्बन का सबसे शुद्ध रूप है।

हीरे:

हीरे शुद्ध कार्बन से बने होते हैं।
ये बहुत कठोर होते हैं और इन्हें अधिकांश अन्य पदार्थों से खरोचा नहीं जा सकता।
हीरे ऊष्मा या विद्युत का अच्छा संचालन नहीं करते।
ये रसायनों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते, लेकिन यदि बहुत गरम हों, तो हवा में जल सकते हैं।
हीरे किसी भी द्रव में घुलते नहीं हैं।

सिंथेटिक हीरे:

1955 से, लोग प्रयोगशाला में हीरे बनाने में सक्षम हैं।
वे इसके लिए कार्बन यौगिकों को गरम करके और दबाव डालकर करते हैं।

हीरों के उपयोग:

पारदर्शी हीरे आभूषणों में प्रयोग किए जाते हैं।
सिंथेटिक हीरे काटने वाले उपकरण बनाने में प्रयोग किए जाते हैं।

प्रसिद्ध हीरे:

कोह-इ-नूर दुनिया का सबसे प्रसिद्ध हीरा है।
इसे भारत में खोदा गया था, लेकिन अंग्रेजों ने इसे ले लिया।
कुलिनन दुनिया का सबसे बड़ा हीरा है।
इसे 1905 में दक्षिण अफ्रीका में पाया गया था।

ग्रेफाइट:

ग्रेफाइट एक गहरे भूरे रंग का ठोस पदार्थ है।
यह साबुन जैसा और चमकदार लगता है।
ग्रेफाइट बिजली और ऊष्मा का अच्छा संचालन करता है।
इसका उपयोग पेंसिल बनाने में किया जाता है। - जब ग्रेफाइट को अम्लों या क्षारों के साथ मिलाया जाता है, तो यह रासायनिक परिवर्तन से गुजरता है। हालांकि, जब इसे नाइट्रिक अम्ल के साथ गरम किया जाता है, तो यह ग्रेफाइटिक अम्ल बनाता है।
ग्रेफाइट का उपयोग स्नेहक, पेंट्स में, इलेक्ट्रोड बनाने में और लेड पेंसिलों में किया जाता है।
शुद्ध ग्रेफाइट कोक को बिना हवा के लगभग 3000 डिग्री सेल्सियस तापमान पर इलेक्ट्रिक भट्टी में गरम करके बनाया जाता है।

पेट्रोलियम

पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बनों का मिश्रण है, जिसे उच्च दबाव और तापमान के तहत पशु और पौधों की वसा के विघटन से उत्पन्न माना जाता है।
अंशिक आसवन एक ऐसी प्रक्रिया है जो पेट्रोलियम को विभिन्न उत्पादों में इस आधार पर अलग करती है कि निम्न हाइड्रोकार्बन उच्च हाइड्रोकार्बनों की तुलना में कम तापमान पर उबलते हैं।
एक प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला, ज्वलनशील द्रव जो पृथ्वी की पपड़ी में पाया जाता है।
गैसोलीन, डीजल और अन्य उत्पाद बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

पेट्रोलियम उत्पादों को अलग करें:

ईथर

एक बिना रंग का, ज्वलनशील द्रव जिसे विलायक और संज्ञाहरणी के रूप में उपयोग किया जाता है।

पेट्रोल या गैसोलीन

एक ज्वलनशील द्रव जो कारों और अन्य वाहनों को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है।

केरोसिन

एक ज्वलनशील द्रव जो हीटिंग और खाना पकाने के लिए उपयोग किया जाता है।

गैस ऑयल, डीज़ल, या भारी तेल

एक ज्वलनशील द्रव जिसका उपयोग ट्रकों, बसों और अन्य भारी वाहनों को चलाने के लिए किया जाता है।

स्नेहक तेल, गैसीय और पेट्रोलियम जेली

मशीनरी और इंजनों को चिकनाई देने के लिए उपयोग किया जाता है।

पैराफिन (मोम)

एक ठोस, मोमी पदार्थ जिसका उपयोग मोमबत्तियाँ, बूट पॉलिश और अन्य उत्पाद बनाने के लिए किया जाता है।

ऐस्फाल्ट, पेट्रोलियम कोक (बिटुमेन और कोक)

एक काला, चिपचिपा पदार्थ जिसका उपयोग सड़कों को पकाने और छत की सामग्री बनाने के लिए किया जाता है।

तरलीकृत पेट्रोलियम गैस (एलपीजी)

प्रोपेन, ब्यूटेन और पेंटेन जैसे हाइड्रोकार्बन का मिश्रण।
खाना पकाने, गर्म करने और परिवहन के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।

तरलीकृत पेट्रोलियम गैस (एलपीजी)

एलपीजी प्रोपेन और ब्यूटेन गैसों का मिश्रण है।
इन गैसों को दबाव में सिलेंडरों में संग्रहित किया जाता है ताकि वे द्रव अवस्था में रहें।
खाना पकाने वाले गैस सिलेंडरों में एलपीजी द्रव रूप में होता है।

सिंथेटिक रबड़

सिंथेटिक रबड़ कुछ मोनोमरों से पॉलिमराइज़ेशन नामक प्रक्रिया के माध्यम से बनाया जाता है।
सिंथेटिक रबड़ के कुछ उदाहरण इस प्रकार हैं:
- नियोप्रीन: क्लोरोप्रीन से बनाया जाता है
- ब्यूना-एस: स्टायरीन और ब्यूटाडाइन से बनाया जाता है
- ब्यूना-एन: ब्यूटाडाइन और एक्रिलोनाइट्राइल से बनाया जाता है
रबड़ को वल्कनाइज़ेशन नामक प्रक्रिया द्वारा कठोर बनाया जाता है, जिसमें रबड़ को सल्फर के साथ गर्म किया जाता है।

सिंथेटिक फाइबर

नायलॉन: पहला सिंथेटिक फाइबर, एडिपिक एसिड और हेक्सामेथिलीन डायामिन से बनाया जाता है
टेरिलीन: टेरेफ्थैलिक एसिड और एथिलीन ग्लाइकोल से बनाया जाता है

प्लास्टिक्स

प्लास्टिक सिंथेटिक सामग्रियाँ होती हैं जो न रबर होती हैं न फाइबर, पर इनके स्थान पर इनका उपयोग किया जाता है।
प्लास्टिक भी बहुलक होते हैं, जो विभिन्न कच्चे माल से बनते हैं, जिनमें शामिल हैं:
- पॉलिएथिलीन (PE)
- पॉलिविनाइल क्लोराइड (PVC)
- पॉलिस्टाइरीन (PS)
- पॉलिप्रोपिलीन (PP)

पॉलिएथिलीन

पॉलिएथिलीन एक प्लास्टिक है जो एथिलीन गैस से बनाया जाता है।
एथिलीन गैस को दबाव में रखा जाता है और उसे उत्प्रेरक की उपस्थिति में गरम किया जाता है।
इससे एथिलीन गैस के अणु एक-दूसरे से जुड़कर लंबी श्रृंखलाएँ बनाते हैं।
ये लंबी श्रृंखलाएँ ही पॉलिएथिलीन प्लास्टिक बनाती हैं।

रेडियोधर्मिता

रेडियोधर्मिता तब होती है जब कोई परमाणु क्षय से गुजरता है और ऊर्जा मुक्त करता है।
यह प्राकृतिक रूप से या मानव-जनित रूप से हो सकता है।
जब कोई परमाणु टूटता है, तो वह अल्फा, बीटा और गामा किरणों सहित विभिन्न प्रकार की विकिरण मुक्त कर सकता है।
अल्फा किरणें सबसे हानिकारक होती हैं, जबकि गामा किरणें सबसे कम हानिकारक होती हैं।
रेडियोधर्मिता का उपयोग भलाई के लिए किया जा सकता है, जैसे कि चिकित्सा और बिजली उत्पादन में।
हालाँकि, इसका उपयोग बुरे उद्देश्यों के लिए भी किया जा सकता है, जैसे कि परमाणु हथियारों में।

रेडियोधर्मी उत्सर्जन

उपपरमाणु कण (विकिरण)

अल्फा $(\alpha)$ कण: ये धनात्मक आवेशित हीलियम परमाणु होते हैं जो बहुत दूर तक नहीं घुस सकते। इन्हें कागज़ या एल्युमिनियम फॉयल की एक शीट से रोका जा सकता है।
बीटा ( $\beta$ ) कण: ये ऋणात्मक आवेशित हल्के कण होते हैं जो अल्फा कणों से अधिक घुस सकते हैं।

भेदक कण (विकिरण)

इन्हें गामा $(\gamma)$ उत्सर्जन भी कहा जाता है। ये प्रकाश की तरह होते हैं लेकिन इनकी तरंगदैर्ध्य छोटी और ऊर्जा अधिक होती है। ये कई सेंटीमीटर मोटी सीसे की परत से भी गुजर सकते हैं।

एक्स-रे

एक्स-रे एक प्रकार का विकिरण है जो प्रकाश के समान है लेकिन ठोस पदार्थों को भेद सकता है।
एक्स-रे तब उत्पन्न होते हैं जब कैथोड किरणें किसी उच्च परमाणु द्रव्यमान वाली धातु, जैसे टंगस्टन, से टकराती हैं।

एक्स-रे फोटोग्राफ

एक्स-रे मोटी वस्तुओं से पूरी तरह अवशोषित हुए बिना गुजर सकते हैं।

नाभिकीय अभिक्रिया और परमाणु ऊर्जा

नाभिकीय अभिक्रिया: जब किसी नाभिक को न्यूट्रॉन या प्रोटॉन जैसे किसी सूक्ष्म कण या किसी अन्य नाभिक से टकराया जाता है, तो वह तुरंत कुछ अलग चीज़ों में बदल सकता है। यह पहली बार 1919 में देखा गया जब रदरफोर्ड ने नाइट्रोजन पर अल्फा कण चलाए।
नाभिकीय विखंडन तब होता है जब कोई बड़ा नाभिक दो छोटे नाभिकों में टूट जाता है और बहुत अधिक ऊर्जा मुक्त करता है। 1939 में जर्मनी के ओटो हान और फ्रिट्ज़ स्ट्रासमैन ने पाया कि जब वे यूरेनियम पर धीमे न्यूट्रॉन चलाते हैं, तो वह दो छोटे टुकड़ों में बंट जाता है और बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न करता है। यूरेनियम का यह विखंडन नाभिकीय विखंडन कहलाता है।

नाभिकीय विखंडन के प्रकार

नियंत्रित नाभिकीय विखंडन: यह प्रकार का विखंडन नाभिकीय रिएक्टरों में होता है। विखंडन अभिक्रिया की दर को धीमा कर दिया जाता है, और उत्पन्न ऊर्जा को उपयोगी कार्यों में लगाया जा सकता है।
अनियंत्रित नाभिकीय विखंडन: यह प्रकार का विखंडन परमाणु बम में होता है। विखंडन अभिक्रिया को नियंत्रित नहीं किया जाता, और बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। यह प्रक्रिया तब तक चलती है जब तक सारा विखंडनीय पदार्थ समाप्त नहीं हो जाता।

पहला परमाणु बम

6 अगस्त 1945 को जापान के हिरोशिमा शहर पर एक परमाणु बम गिराया गया। यह बम प्लूटोनियम-239 से बना था। 9 अगस्त 1945 को जापान के नागासाकी शहर पर एक और परमाणु बम गिराया गया।

नाभिकीय संलयन

नाभिकीय संलयन एक नाभिकीय अभिक्रिया है जिसमें हल्के परमाणु नाभिक मिलकर एक भारी नाभिक बनाते हैं। यह अभिक्रिया भी बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न करती है। यदि नाभिकीय संलयन को नियंत्रित किया जा सके, तो यह ऊर्जा का एक महान स्रोत हो सकता है।

परमाणु ऊर्जा (नाभिकीय ऊर्जा)

परमाणु ऊर्जा या नाभिकीय ऊर्जा वह ऊर्जा है जो नाभिकीय विखंडन या नाभिकीय संलयन से प्राप्त होती है।

नाभिकीय ऊर्जा

नाभिकीय ऊर्जा, जिसे परमाणु ऊर्जा भी कहा जाता है, एक प्रकार की ऊर्जा है जो परमाणु के नाभिक से आती है। जब परमाणुओं को विभाजित किया जाता है, तो बहुत अधिक ऊर्जा मुक्त होती है। इस ऊर्जा का उपयोग बिजली उत्पन्न करने या मशीनों को चलाने के लिए किया जा सकता है।

नाभिकीय ऊर्जा कैसे काम करती है

परमाणु ऊर्जा तब बनती है जब किसी परमाणु के नाभिक को विभाजित किया जाता है। इस प्रक्रिया को परमाणु विखंडन कहा जाता है। जब कोई परमाणु विभाजित होता है, तो वह ऊष्मा और विकिरण के रूप में बहुत अधिक ऊर्जा मुक्त करता है। इस ऊष्मा का उपयोग पानी को उबालने और भाप बनाने के लिए किया जा सकता है, जिसका उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

परमाणु ऊर्जा के लाभ

परमाणु ऊर्जा के कई लाभ हैं, जिनमें शामिल हैं:

यह ऊर्जा का एक स्वच्छ स्रोत है। परमाणु विद्युत संयंत्र ग्रीनहाउस गैसों का उत्सर्जन नहीं करते हैं, जो जलवायु परिवर्तन में योगदान देती हैं।
यह ऊर्जा का एक विश्वसनीय स्रोत है। परमाणु विद्युत संयंत्र मौसम की परवाह किए बिना 24 घंटे, सप्ताह के 7 दिन संचालित हो सकते हैं।
यह ऊर्जा का अपेक्षाकृत सस्ता स्रोत है। परमाणु विद्युत संयंत्र अन्य ऊर्जा स्रोतों की तुलना में प्रतिस्पर्धी लागत पर बिजली उत्पन्न कर सकते हैं।

परमाणु ऊर्जा के जोखिम

परमाणु ऊर्जा से जुड़े कुछ जोखिम भी हैं, जिनमें शामिल हैं:

परमाणु दुर्घटनाओं की संभावना। परमाणु विद्युत संयंत्र जटिल सुविधाएँ होती हैं, और हमेशा दुर्घटना होने की संभावना बनी रहती है।
परमाणु अपशिष्ट का दीर्घकालिक भंडारण। परमाणु विद्युत संयंत्र रेडियोधर्मी अपशिष्ट उत्पन्न करते हैं, जिसे हजारों वर्षों तक सुरक्षित रूप से संग्रहित करना होता है।
परमाणु हथियारों का प्रसार। परमाणु विद्युत संयंत्र ऐसी सामग्री उत्पन्न कर सकते हैं जिसका उपयोग परमाणु हथियार बनाने में किया जा सकता है।

कुल मिलाकर, परमाणु ऊर्जा एक जटिल प्रौद्योगिकी है जिसमें लाभ और जोखिम दोनों हैं। यह महत्वपूर्ण है कि परमाणु ऊर्जा का समर्थन करने या न करने के निर्णय से पहले लाभ और जोखिमों को सावधानीपूर्वक तौला जाए। किसी गैस का दबाव और आयतन उसके तापमान से सीधे संबंधित होते हैं।

परम तापमान परम शून्य से मापा जाता है, जो लगभग -273 डिग्री सेल्सियस होता है।
जब किसी गैस का तापमान 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ता है, तो उसका दबाव 0 डिग्री सेल्सियस पर उसके मूल दबाव का 1/273 भाग बढ़ जाता है।
यदि किसी गैस का दबाव समान रहता है, तो तापमान में हर 1 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि पर उसका आयतन 0 डिग्री सेल्सियस पर उसके मूल आयतन का 1/273 भाग बढ़ेगा।
दूसरे शब्दों में, जब दबाव स्थिर होता है, तो किसी गैस का आयतन उसके परम तापमान के समानुपाती होता है।
इस सिद्धांत की खोज फ्रांसीसी वैज्ञानिक जैक्स अलेक्जेंडर चार्ल्स ने की थी।

गे-लुसाक का नियम

गैसीय आयतन का नियम: यह नियम कहता है कि जब गैसें एक-दूसरे से अभिक्रिया करती हैं, तो अभिक्रिया करने वाली गैसों की मात्राएँ और बनने वाली गैसों की मात्राएँ सरल पूर्ण संख्या अनुपात में होती हैं। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन गैस की एक इकाई हाइड्रोजन गैस की तीन इकाइयों से अभिक्रिया करके अमोनिया गैस की दो इकाइयाँ बनाती है।
यह नियम कहता है कि जब आप किसी गैस को गर्म करते हैं, तो तापमान में हर डिग्री की वृद्धि पर वह समान मात्रा में फैलती है।

हेस का नियम

यह नियम कहता है कि किसी रासायनिक अभिक्रिया में निकलने या अवशोषित होने वाली ऊष्मा की मात्रा एक समान रहती है, चाहे अभिक्रिया कितने भी चरणों में हो।

ग्राहम का विसरण नियम:

यह नियम कहता है कि दो गैसें कितनी तेजी से फैलती हैं (विसरित होती हैं), यह उनके भार पर निर्भर करता है।
गैस जितनी हल्की होगी, वह उतनी ही तेजी से फैलेगी।
इस नियम की खोज एक स्कॉटिश रसायनज्ञ थॉमस ग्राहम (1805-1860) ने की थी।

हेनरी का नियम:

यह नियम कहता है कि किसी द्रव में घुलने वाली गैस की मात्रा उस गैस के दाब पर निर्भर करती है।
दाब जितना अधिक होगा, द्रव में उतनी ही अधिक गैस घुलेगी।
इस नियम की खोज 1803 में ब्रिटिश रसायनज्ञ विलियम हेनरी ने की थी।

लैम्बर्ट का नियम:

यह नियम कहता है कि जब प्रकाश किसी पदार्थ से गुजरता है, तो समान मोटाई की हर परत द्वारा अवशोषित प्रकाश की मात्रा समान होती है।
उदाहरण के लिए, यदि आपके पास रंगीन काँच का एक टुकड़ा है, तो समान मोटाई की हर परत द्वारा अवशोषित प्रकाश की मात्रा समान होगी।

राउल्ट का नियम:

यह नियम कहता है कि किसी विलेय (जो द्रव में घुला हो) द्वारा वाष्प दाब में जितनी कमी आती है, वह द्रव में घुले विलेय की मात्रा के अनुपात में होती है।
द्रव में जितना अधिक विलेय घुला होगा, वाष्प दाब उतना ही कम होगा।
इस नियम की खोज 1886 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ फ्रांस्वा-मारी राउल्ट ने की थी।

द्रव्य और पदार्थ के संरक्षण का नियम

पदार्थ को बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता।
किसी प्रणाली में द्रव्यमान या पदार्थ की कुल मात्रा हमेशा समान रहती है, मात्रा में कोई वृद्धि या कमी नहीं होती।

महत्वपूर्ण रासायनिक प्रक्रम

बेसेमर प्रक्रिया: यह विधि ढलुआ लोहे को इस्पात में बदलती है, पिघले धातुओं से हवा प्रवाहित कर कार्बन, सिलिकॉन, फॉस्फोरस और मैंगनीज़ जैसे अशुद्धियों को दूर करती है जो ढलुआ लोहे में सामान्यतः पाए जाते हैं।
क्लेमेन्सन अपचयन: यह प्रक्रिया ऐल्डिहाइड और कीटोनों को जिंक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के मिश्रण के साथ गर्म करके एल्केन में अपचयित करती है।
गैटरमैन अभिक्रिया: यह प्रक्रिया एरोमैटिक हाइड्रोकार्बनों को कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन क्लोराइड की तांबे के उत्प्रेरक की उपस्थिति में अभिक्रिया कराकर ऐल्डिहाइड में बदलती है। हैबर प्रक्रिया: नाइट्रोजन और हाइड्रोजन को उत्प्रेरक की उपस्थिति में मिलाकर अमोनिया बनाने की विधि। कोल्बे अभिक्रिया: ऐलिफैटिक कार्बोक्सिलिक एसिडों के क्षारीय लवणों के विलयन से विद्युत धारा प्रवाहित कर हाइड्रोकार्बन बनाने की प्रक्रिया। सॉल्वे प्रक्रिया: कैल्शियम कार्बोनेट और सोडियम क्लोराइड से सोडियम कार्बोनेट बनाने की विधि। इसमें कैल्शियम कार्बोनेट को गर्म कर कैल्शियम ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड बनाया जाता है, फिर इसे अमोनिया युक्त सोडियम क्लोराइड विलयन में बबलाया जाता है। सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट अवक्षेपित होता है, जिसे गर्म कर सोडियम कार्बोनेट बनाया जाता है। बेयर प्रक्रिया: बॉक्साइट को गर्म कॉस्टिक सोडा विलयन से दाब के तहत उपचारित कर एल्युमिनियम ऑक्साइड निकालने की विधि। बर्गियस प्रक्रिया:
कोयले से स्नेहक और सिंथेटिक ईंधन जैसे पेट्रोल बनाने की विधि।
इसमें पिसे कोयले, भारी तेल या तार और हाइड्रोजन के मिश्रण को दाब के तहत गर्म किया जाता है।
प्रक्रिया में लोहे, टिन या लेड जैसा उत्प्रेरक प्रयुक्त होता है।
जर्मन रसायनज्ञ फ्रिडरिक बर्गियस ने विकसित किया, जिन्हें 1931 में नोबेल पुरस्कार मिला। बॉश प्रक्रिया:
औद्योगिक हाइड्रोजन उत्पादन की विधि।
इसमें अत्यधिक गर्म कोक पर स्टीम प्रवाहित कर वॉटर गैस (कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन का मिश्रण) बनाया जाता है।
उत्प्रेरक (धातु ऑक्साइड) की उपस्थिति में यह वॉटर गैस अतिरिक्त स्टीम से अभिक्रिया कर हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त करता है।
जर्मन रसायनज्ञ कार्ल बॉश (1874-1940) के नाम पर। डाउन प्रक्रिया:
सोडियम धातु उत्पादन की विधि।
इसमें पिघले सोडियम क्लोराइड (NaCl) का विद्युत अपघटन किया जाता है।
कैथोड पर बने पिघले सोडियम और कैल्शियम को पृथक किया जाता है। फ्रैश प्रक्रिया:
भूमिगत सल्फर जमा से सल्फर निष्कर्षण की विधि।
सुपरहीटेड पानी जमा में दबाया जाता है, जिससे सल्फर पिघलता है।
पिघले सल्फर को सतह पर पंप किया जाता है। सल्फर खनन:
सल्फर भूमिगत जमाओं में पाया जाता है।
संपीड़ित वायु का उपयोग सल्फर को तोड़ने के लिए किया जाता है।
पिघले सल्फर को एकत्र किया जाता है।
यह प्रक्रिया 1901 में हरमन फ्रैश ने खोजी। हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रिया:
एल्युमिनियम शुद्धीकरण के लिए प्रयुक्त।
एल्युमिनियम ऑक्साइड को क्रायोलाइट में घोला जाता है।
मिश्रण से विद्युत प्रवाहित कर ऑक्सीजन को एल्युमिनियम से पृथक किया जाता है।
यह प्रक्रिया 1885 में अमेरिका के चार्ल्स हॉल और फ्रांस के पी. टी. हेरॉल्ट ने विकसित की। पार्केस प्रक्रिया:
चांदी के अयस्क से सीसा निष्कर्षण के लिए प्रयुक्त।
सीसा अयस्क में पिघला जिंक मिलाया जाता है।
सीसा चांदी से अलग होकर जिंक छोड़ता है।
जिंक-चांदी मिश्रधातु को गर्म किया जाता है, जिससे जिंक वाष्प बनकर चांदी शेष रहती है। ब्राउन-रिंग परीक्षण:
विलयन में नाइट्रेट की जांच के लिए प्रयुक्त।
परीक्षण किए जा रहे विलयन में आयरन सल्फेट विलयन मिलाया जाता है।
सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड को धीरे से टेस्ट ट्यूब के किनारे से डाला जाता है।
यदि नाइट्रेट मौजूद हैं, तो दोनों द्रवों के संगम पर भूरी वलय बनती है। फ्लेम टेस्ट: यह परीक्षण विशिष्ट तत्वों की पहचान में सहायक करता है। हम स्वच्छ प्लैटिनम तार को परीक्षण मिश्रण में डुबोकर बंसन फ्लेम से गर्म करते हैं। विभिन्न तत्व विभिन्न फ्लेम रंग उत्पन्न करते हैं। उदाहरण:
चमकीला नारंगी-पीला: सोडियम वाष्प
गहरा लाल: स्ट्रॉन्शियम
सेब हरा: क्रोमियम बाइलस्टीन परीक्षण: यह परीक्षण कार्बनिक यौगिक में हैलोजन (जैसे क्लोरीन, ब्रोमीन या आयोडीन) की उपस्थिति का पता लगाने के लिए प्रयुक्त होता है। हम स्वच्छ तांबे के तार को तब तक फ्लेम में गर्म करते हैं जब तक हरा फ्लेम बंद न हो जाए। फिर तार को परीक्षण विलयन में डुबोकर पुनः गर्म करते हैं। यदि क्लोरीन मौजूद है, तो फ्लेम चमकीला हरा होगा। यदि ब्रोमीन या आयोडीन मौजूद है, तो फ्लेम क्रमशः बैंगनी या बैंगनी होगा। फेहलिंग परीक्षण: यह परीक्षण विलयन में शर्करा और ऐल्डिहाइड का पता लगाने में सहायक होता है। हम टेस्ट ट्यूब में समान मात्रा में कॉपर सल्फेट विलयन (फेहलिंग A) और सोडियम टार्ट्रेट विलयन (फेहलिंग B) मिलाते हैं। यदि विलयन में शर्करा या ऐल्डिहाइड हैं, तो गर्म करने पर यह लाल-भूरा रंग लेगा। Ube: जब ube को विशिष्ट विलयन के साथ उबाला जाता है, तो यदि शर्करा या ऐल्डिहाइड मौजूद है तो नीला अवक्षेप बनता है। क्जेल्डाल विधि: यह विधि कार्बनिक यौगिक में नाइट्रोजन की मात्रा मापने के लिए प्रयुक्त होती है। यौगिक को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड और कॉपर सल्फेट (उत्प्रेरक) के साथ उबालकर नाइट्रोजन को अमोनियम सल्फेट में बदला जाता है। फिर मिश्रण में क्षार मिलाकर पुनः उबाला जाता है ताकि अमोनिया आसवित हो। इस अमोनिया को मानक एसिड विलयन में पास किया जाता है और टिट्रेशन द्वारा मापा जाता है। मोलिश परीक्षण: यह परीक्षण विलयन में कार्बोहाइड्रेट का पता लगाने के लिए प्रयुक्त होता है। परीक्षण किए जा रहे विलयन में थोड़ी मात्रा में अल्कोहलयुक्त अल्फा-नैफ्थॉल मिलाया जाता है, और सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड को धीरे से टेस्ट ट्यूब के किनारे से डाला जाता है। यदि दोनों द्रवों के मिलने पर गहरा बैंगनी वलय बनता है, तो इससे कार्बोहाइड्रेट की उपस्थिति संकेत मिलती है। रास्ट विधि: यह विधि किसी पदार्थ का आण्विक भार निर्धारित करने के लिए प्रयुक्त होती है, जिसमें ज्ञात भार के पदार्थ को कैंफर में मिलाने पर कैंफर के हिमांक बिंदु में कितनी गिरावट आती है, उसे मापा जाता है। शिफ परीक्षण: यह परीक्षण ऐल्डिहाइड और कीटोन के बीच भेद करने के लिए प्रयुक्त होता है। जब ऐल्डिहाइड को शिफ अभिकर्मक (फुचसिन और सल्फ्यूरस एसिड का विलयन) के साथ मिलाया जाता है, तो यह बैंगनी या लाल रंग बनाता है। कीटोन शिफ अभिकर्मक से अभिक्रिया नहीं करते। ऐल्डिहाइड और कीटोन ऐल्डिहाइड और कीटोन दो प्रकार के कार्बनिक यौगिक हैं। ऐल्डिहाइड में कार्बोनिल समूह (C=O) कार्बन श्रृंखला के अंत में होता है, जबकि कीटोन में कार्बोनिल समूह कार्बन श्रृंखला के बीच में होता है। शिफ अभिकर्मक शिफ अभिकर्मक रोज़ैनिलिन और सल्फ्यूरस एसिड का विलयन है। इसका उपयोग ऐल्डिहाइड की उपस्थिति की जांच के लिए किया जाता है। जब ऐल्डिहाइड शिफ अभिकर्मक में मिलाया जाता है, तो यह रोज़ैनिलिन के ऑक्सीकृत रूप को उसके मूल मैजेंटा रंग में अपचयित करता है। ऐल्डिहाइड और कीटोन की जांच ऐल्डिहाइड शिफ अभिकर्मक को तुरंत अपचयित करते हैं, जबकि कीटोन शिफ अभिकर्मक को अपचयित नहीं करते। इस अंतर का उपयोग ऐल्डिहाइड और कीटोन के बीच भेद करने के लिए किया जा सकता है।

सामान्य पदार्थ और उनकी रासायनिक संरचना

नीचे दी गई तालिका कुछ सामान्य पदार्थों और उनकी रासायनिक संरचना को सूचीबद्ध करती है।

पदार्थ	रसायन	संरचना	सूत्र
फिटकरी	पोटाश	पोटैशियम, सल्फर, एल्युमिनियम, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन	$\mathrm{K} _{2} \mathrm{SO} _{4} \mathrm{Al} _{2}\left(\mathrm{SO} _{4}\right) _{3}\ 24 \mathrm{H} _{2} \mathrm{O}$
ब्लीचिंग पाउडर	कैल्शियम हाइपोक्लोराइट	कैल्शियम, क्लोरीन, ऑक्सीजन	$\mathrm{Ca(ClO)}{2} \mathrm{H}{2} \mathrm{O}$
ब्लू विट्रियॉल	कॉपर सल्फेट	कॉपर, सल्फर, ऑक्सीजन	$\mathrm{CuSO} _{4} \cdot 5 \mathrm{H} _{2} \mathrm{O}$
कैलोमेल	मरक्यूरस क्लोराइड	मरक्युरी, क्लोरीन	$\mathrm{Hg} _{2} \mathrm{Cl} _{2}$
कॉस्टिक लोशन	सिल्वर नाइट्रेट	सिल्वर	$\mathrm{Ag}\mathrm{NO} _{3}$

पदार्थ	रासायनिक	संघटन	सूत्र
कैंडी द्रव	पोटैशियम परमैंगनेट	पोटैशियम, मैंगनीज, ऑक्सीजन	$KMnO_4$
कॉस्टिक पोटाश	पोटैशियम हाइड्रॉक्साइड	पोटैशियम, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन	KOH
चाक	कैल्शियम कार्बोनेट	कैल्शियम, कार्बन, ऑक्सीजन	$CaCo_3$
कॉस्टिक सोडा	सोडियम हाइड्रॉक्साइड	सोडियम, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन	$ NaOH $
बेकिंग सोडा	सोडियम बाइकार्बोनेट	सोडियम, हाइड्रोजन, कार्बन, ऑक्सीजन	$NaHCO_3$
सामान्य नमक	सोडियम क्लोराइड	सोडियम, क्लोरीन	NaCl
एप्सम नमक	मैग्नीशियम सल्फेट	मैग्नीशियम, सल्फर, ऑक्सीजन	$MgSO_4 7H_2O$
गेलेना	लीड सल्फाइड	लीड और सल्फर	PbS
ग्रीन विट्रियल	आयरन सल्फेट	आयरन, सल्फर, ऑक्सीजन	$ FeSO_4 7H_2O $
ग्लाउबर नमक	हाइड्रस सोडियम सल्फेट	सोडियम, सल्फर, ऑक्सीजन	$ Na_2SO_4 10H_2O$

रासायनिक अभिक्रिया

नाम	सामान्य नाम	मौजूद तत्व	रासायनिक सूत्र
कैल्शियम सल्फेट डाइहाइड्रेट	जिप्सम	कैल्शियम, सल्फर, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन	$CaSO_4 · 2H_2O$
सोडियम थायोसल्फेट पेंटाहाइड्रेट	हाइपो	सोडियम, सल्फर, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन	$Na_2S_2O_3 · 5H_2O$
नाइट्रस ऑक्साइड	लाफिंग गैस	नाइट्रोजन, ऑक्सीजन	$N_2O$
कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड	लाइम वाटर	कैल्शियम, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन	$Ca(OH)_2$
लेड मोनोऑक्साइड	लिथार्ज	लेड, ऑक्सीजन	$PbO$
पोटैशियम नाइट्रेट	नाइटर	पोटैशियम, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन	$KNO_3$
कैल्शियम सल्फेट हेमिहाइड्रेट	प्लास्टर ऑफ पेरिस	कैल्शियम, सल्फर, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन	$2CaSO4 · H_2O$
सोडियम सिलिकेट	क्वार्ट्ज	सोडियम, सिलिकन, ऑक्सीजन	$Na_2SiO_3$
कैल्शियम ऑक्साइड	क्विक लाइम	कैल्शियम, ऑक्सीजन	CaO
लेड टेट्राऑक्साइड	रेड लेड	लेड, ऑक्सीजन	$Pb_3O_4$

भूगोल