NCERT सारांश: रसायन विज्ञान- 5 का सारांश | UPSC CSE (हिंदी) के लिए पुरानी और नई एनसीईआरटी अवश्य पढ़ें PDF Download

5. क्लोरीन: क्लोरीन समूह VII A का सदस्य है। इस समूह के सदस्यों को हैलोजेन कहा जाता है जिसका अर्थ है 'नमक उत्पादक'। क्लोरीन के बाहरी आवरण में सात इलेक्ट्रॉन होते हैं और इसलिए इसकी वैलेंसी 1 होती है। क्लोरीन को सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड के ऑक्सीकरण द्वारा तैयार किया जाता है, जिसमें ऑक्सीडाइजिंग एजेंट जैसे मैंगनीज डाइऑक्साइड, लीड डाइऑक्साइड, ट्रिलीड टेट्रा ऑक्साइड, पोटेशियम परमैंगनेट और पोटेशियम डाइक्रोमेट का उपयोग किया जाता है। क्लोरीन एक अग्निशामक गैस है, लेकिन यह कुछ धातुओं और अधातुओं के जलने का समर्थन करती है। क्लोरीन अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है। यह हाइड्रोजन, अन्य अधातुओं और धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करके संबंधित क्लोराइड बनाती है। क्लोरीन एक अम्लीय गैस होने के नाते नम ब्लू लिटमस पेपर को लाल कर देती है और फिर उसे ब्लीच करती है।

6. पानी (H2O):

• पानी एकमात्र पदार्थ है जो इस पृथ्वी पर ठोस, तरल और गैसीय तीनों अवस्थाओं में एक साथ मौजूद हो सकता है।
• शुद्ध पानी एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन तरल है।
• पानी की घनत्व 4ºC पर 1 गाम/सेमी³ है।
• पानी का उबालने का बिंदु 760 मिमी एचजी के दबाव पर 100ºC है।
• बर्फ का पिघलने का बिंदु 1 वायुमंडल के दबाव पर 0ºC है।
• बर्फ का सापेक्ष घनत्व 0.92 है।
• पानी की विशिष्ट ताप क्षमता 15ºC पर 1 कैल/ग्राम है।
• पानी को 'सार्वभौमिक विलायक' कहा जाता है। लगभग सभी पदार्थ पानी में एक निश्चित मात्रा में घुल जाते हैं। इसलिए, इसे एक सार्वभौमिक विलायक माना जाता है।
• इस गुण के कारण, पृथ्वी पर रासायनिक रूप से शुद्ध पानी प्राप्त करना असंभव है।
• सोना, चांदी, तांबा, टिन आदि जैसे धातुएँ पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती हैं। सामान्य लोहे में जंग लग जाता है और एल्युमिनियम धुंधला हो जाता है।
• पानी को 'कठोर' तब कहा जाता है जब यह साबुन के साथ आसानी से झाग नहीं बनाता है। 'नरम पानी', दूसरी ओर, उस पानी को कहा जाता है, जो साबुन के साथ आसानी से झाग बनाता है।
• रासायनिक रूप से, प्राकृतिक पानी कभी भी शुद्ध नहीं होता और इसमें प्राकृतिक या मानव निर्मित वातावरण से अवशिष्ट अशुद्धियों की भिन्न मात्रा होती है।
• कठोर पानी में दो प्रकार की कठोरता होती है: अस्थायी कठोरता और स्थायी कठोरता:
• जब पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम के बाइकार्बोनेट (या हाइड्रोजन कार्बोनेट) होते हैं, तो इसे अस्थायी रूप से कठोर कहा जाता है। इस प्रकार की कठोरता को उबालने से आसानी से हटाया जा सकता है।
• पानी को स्थायी रूप से कठोर तब कहा जाता है जब इसमें कैल्शियम और मैग्नीशियम के सल्फेट और क्लोराइड होते हैं। पानी तब स्थायी रूप से कठोर हो जाता है जब यह उन चट्टानों से गुजरता है जिनमें कैल्शियम और मैग्नीशियम के सल्फेट या क्लोराइड होते हैं, जिससे अघुलनशील कैल्शियम बाइकार्बोनेट या मैग्नीशियम बाइकार्बोनेट (या हाइड्रोजन कार्बोनेट) बनते हैं। इस कठोरता को उबालने से नहीं हटाया जा सकता।
• भारी पानी या तो लंबे समय तक इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा या सामान्य पानी के अंशीय आसवन द्वारा तैयार किया जाता है।
• भारी पानी (D2O) एक रंगहीन, tasteless और गंधहीन तरल है। इसके सभी भौतिक गुणांक सामान्य पानी के सापेक्ष उच्चतम मान रखते हैं।
• यूरेनियम-235 में विखंडन धीमी गति के न्यूट्रॉन द्वारा होता है। भारी पानी को इस उद्देश्य के लिए परमाणु रिएक्टरों में मॉडरेटर के रूप में उपयोग किया जाता है।

7. अमोनिया (NH3):

अमोनिया वायुमंडलीय हवा और प्राकृतिक जल में ट्रेस मात्रा में उपस्थित होता है। हालांकि, इसमें नाली के पानी में अधिक मात्रा में पाया जाता है। अमोनिया विभिन्न अमोनियम लवणों के संयुक्त रूप में उपस्थित होता है। दो सबसे लोकप्रिय लवण अमोनियम क्लोराइड और अमोनियम सल्फेट हैं। अमोनिया सामान्यतः कोयले की विनाशकारी आसवन, जैसे कि horns, hoofs, bones आदि जैसे नाइट्रोजेनस कार्बनिक पदार्थों से प्राप्त अमोनियाकल द्रव से प्राप्त होता है। प्रयोगशाला में, अमोनिया आमतौर पर अमोनियम क्लोराइड और स्लैक्ड लाइम के मिश्रण को 2:3 के अनुपात में गर्म करके तैयार किया जाता है।

• अमोनिया एक रंगहीन गैस है। इसका वाष्प घनत्व 8.5 है। इसलिए यह हवा से हल्का है (हवा का वाष्प घनत्व = 14.4)। जब इसे दबाव में ठंडा किया जाता है, तो अमोनिया एक रंगहीन द्रव में संघनित होता है, जो -33.4ºC पर उबलता है। जब और ठंडा किया जाता है, तो यह एक सफेद क्रिस्टलीय बर्फ जैसे ठोस में जम जाता है, जो -77.7ºC पर पिघलता है।
• अमोनिया पानी में सबसे अधिक घुलनशील गैसों में से एक है। 0ºC और 760 मिमी एचजी दबाव पर, एक मात्रा पानी लगभग 1200 मात्रा अमोनिया घुला सकता है। अमोनिया की इस उच्च घुलनशीलता को फव्वारा प्रयोग द्वारा प्रदर्शित किया जा सकता है।
• अमोनिया हवा में ज्वलनशील नहीं है और न ही यह जलन का समर्थन करता है। हालांकि, यह ऑक्सीजन में हरे-पीले रंग की लौ के साथ जलता है, जिससे पानी और नाइट्रोजन उत्पन्न होता है।
• अमोनिया अम्लों के साथ प्रतिक्रिया करता है और उनके संबंधित अमोनियम लवणों का निर्माण करता है। अमोनिया पानी में अत्यधिक घुलनशील है और अमोनियम हाइड्रॉक्साइड बनाता है।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCL):

हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उत्पादन हाइड्रोजन क्लोराइड गैस को पानी में घोलकर किया जाता है। हाइड्रोजन क्लोराइड एक सहसंयोजक यौगिक है, लेकिन जब इसे पानी में घोला जाता है, तो यह हाइड्रोजन आयनों और क्लोराइड आयनों में आयनित हो जाता है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उत्पादन औद्योगिक स्तर पर कास्टिक सोडा (सोडियम हाइड्रॉक्साइड) के साथ किया जाता है। सोडियम क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन और क्लोरीन गैस उपोत्पाद के रूप में प्राप्त होती हैं। इन दोनों गैसों को जलाकर हाइड्रोजन क्लोराइड गैस बनाई जाती है। इस प्रकार उत्पन्न हाइड्रोजन क्लोराइड गैस को पानी में घोलकर हाइड्रोक्लोरिक एसिड बनाया जाता है। एसिड का संतृप्त घोल 1.2 ग्राम प्रति सेंटीमीटर³ की घनत्व रखता है। इसमें लगभग 40% हाइड्रोजन क्लोराइड का द्रव्यमान होता है।

• यह लिटमस पेपर को नीले से लाल में बदलता है।
• यह मेथाइल ऑरेंज को पीले से गुलाबी में बदलता है।
• यह धातुओं के साथ अभिक्रिया करके उनके संबंधित क्लोराइड बनाता है और हाइड्रोजन छोड़ता है।
• यह आधारों के साथ अभिक्रिया करके उनके संबंधित क्लोराइड और पानी बनाता है।
• यह कार्बोनेट्स और हाइड्रोजन कार्बोनेट्स के साथ अभिक्रिया करके उनके संबंधित क्लोराइड बनाता है और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है।
• हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उपयोग रंग, औषधियों, पेंट, फोटोग्राफिक रसायनों के उत्पादन में और सोने और प्लेटिनम जैसे धातुओं को घोलने के लिए आक्वा-रेजिया तैयार करने में किया जाता है।

नाइट्रिक एसिड (HNO3):

नाइट्रिक एसिड:

• नाइट्रिक एसिड का निर्माण बिजली के तूफानों के दौरान वायुमंडल में बड़े पैमाने पर होता है।
• यह ओस्टवाल्ड प्रक्रिया द्वारा अमोनिया और हवा के प्रतिक्रिया से प्लेटिनम की उपस्थिति में 700-800º C पर तैयार किया जाता है।
• शुद्ध रूप में नाइट्रिक एसिड रंगहीन होता है। वाणिज्यिक नाइट्रिक एसिड पीले रंग का होता है क्योंकि इसमें घुला हुआ नाइट्रोजन डाइऑक्साइड होता है।
• शुद्ध नाइट्रिक एसिड बहुत स्थिर नहीं होता। सामान्य तापमान पर, सूर्य के प्रकाश की उपस्थिति में यह थोड़ी मात्रा में विघटित हो जाता है।
• जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, विघटन की दर भी बढ़ती है।
• मजबूत गर्मी पर यह पूरी तरह से विघटित होकर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड, पानी और ऑक्सीजन देता है।
• नाइट्रिक एसिड एक मजबूत मोनोबेसिक एसिड है। यह पानी में आसानी से आयनित होता है।
• नाइट्रिक एसिड आमतौर पर धातुओं के साथ एसिड के रूप में व्यवहार नहीं करता, जिससे संबंधित नमक बनता है और हाइड्रोजन मुक्त होता है।
• हालांकि, मैग्नीशियम और मैंगनीज़ दो ही धातुएं हैं, जो ठंडी और बहुत पतली (1%) नाइट्रिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन उत्पन्न करती हैं।
• नाइट्रिक एसिड एक मजबूत ऑक्सीडाइजिंग एजेंट है। जब यह तापीय विघटन से गुजरता है, तो यह नवजात ऑक्सीजन उत्पन्न करता है।

सोडियम (Na):

• सोडियम आवर्त सारणी के समूह I में आता है। इस समूह को क्षारीय धातुओं के समूह के रूप में भी जाना जाता है।
• चूंकि सोडियम का परमाणु संख्या 11 है, इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 2,8,1 है।
• सोडियम आसानी से एकल इलेक्ट्रॉन खो देता है ताकि यह नीयन का स्थिर विन्यास प्राप्त कर सके।
• इसलिए, सोडियम जैसे एकवैलेंट क्षारीय धातुएं आसानी से आयनिक यौगिक बना सकती हैं।
• सोडियम जैसे क्षारीय धातुएं अत्यधिक इलेक्ट्रोपॉजिटिव होती हैं (इलेक्ट्रॉन खोने और कैटियन बनने की प्रवृत्ति), इसलिए उनके कार्बोनेट और बाइकार्बोनेट गर्मी के प्रभाव के प्रति अत्यधिक स्थिर होते हैं।
• सोडियम के कुछ महत्वपूर्ण यौगिक हैं:
• 1. सोडियम कार्बोनेट (Na2CO3): इसे आमतौर पर वाशिंग सोडा या सोडा ऐश के रूप में जाना जाता है। यह एक वाणिज्यिक रूप से महत्वपूर्ण यौगिक है।
• (a) पारदर्शी क्रिस्टलीय ठोस, प्रति अणु दस पानी के अणु होते हैं।
• (b) पानी में घुलनशील।
• (c) वाशिंग सोडा का घोल हाइड्रोलिसिस के कारण क्षारीय होता है।
• (d) इसमें डिटर्जेंट या सफाई की विशेषताएँ होती हैं।
• (e) सोडियम कार्बोनेट का उपयोग लांड्री में सफाई एजेंट के रूप में, कठोर पानी को नरम करने, कांच, कागज, साबुन और कैस्टिक सोडा के निर्माण में किया जाता है।
• 2. सोडियम बाइकार्बोनेट (NaHCO3): सोडियम बाइकार्बोनेट को आमतौर पर बेकिंग सोडा कहा जाता है।
• (a) सोडियम बाइकार्बोनेट प्रयोगशाला में सोडियम कार्बोनेट के ठंडे समाधान को कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त करके तैयार किया जाता है।
• (b) सोडियम बाइकार्बोनेट सफेद क्रिस्टल के रूप में अलग होता है। यह इसलिए है क्योंकि यह पानी में बहुत कम घुलता है।
• (c) कार्बन डाइऑक्साइड के उत्पादन में उपयोग होता है।
• (d) इसे बेकिंग पाउडर के घटक के रूप में और उत्सर्जक पेय में उपयोग किया जाता है। बेकिंग पाउडर में सोडियम बाइकार्बोनेट और टैटारिक या साइट्रिक एसिड होता है। जब इसे पानी में घोला जाता है या गर्म किया जाता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन होता है। यह कार्बन डाइऑक्साइड गैस केक, बिस्कुट आदि की फुलाव और हल्कापन का कारण बनती है।
• (e) सोडियम बाइकार्बोनेट का उपयोग आग बुझाने में किया जाता है क्योंकि यह कार्बन डाइऑक्साइड गैस उत्पन्न करता है।

कैल्शियम (Ca):

समूह II के तत्व जैसे कैल्शियम को क्षारीय पृथ्वी धातुएँ कहा जाता है। कैल्शियम का आणविक संख्या 20 है और इसकी संरचना 2,8,8,2 है। कैल्शियम दो इलेक्ट्रॉन खोता है और Ca²⁺ आयन बन जाता है, जिसमें आर्गन की स्थिर संरचना होती है। इसलिए कैल्शियम स्वभाव से द्विवेणी है। कैल्शियम के कुछ महत्वपूर्ण यौगिक इस प्रकार हैं:

• ब्लीचिंग पाउडर (CaOCl₂):
  • (a) ब्लीचिंग पाउडर का रासायनिक नाम कैल्शियम ऑक्सीक्लोराइड है।
  • (b) सूखे चूने (Ca(OH)₂) पर क्लोरीन गैस पास करने से ब्लीचिंग पाउडर प्राप्त होता है।
  • (c) यह पानी में घुलनशील है। इसमें उपस्थित चूना हमेशा एक अघुलनशील नमक के रूप में रह जाता है। इसी कारण इसे चूने का क्लोराइड भी कहा जाता है।
  • (d) ब्लीचिंग पाउडर का सामान्यत: कपड़ों को ब्लीच करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग कागज उद्योग में लकड़ी के गूदे को ब्लीच करने, पीने के पानी को कीटाणुरहित करने, और क्लोरोफॉर्म (CHCl₃) बनाने में भी होता है, जो एक एनस्थेटिक है।
• प्लास्टर ऑफ पेरिस (CaSO₄)₂.H₂O:
  • रासायनिक दृष्टि से, प्लास्टर ऑफ पेरिस को कैल्शियम सल्फेट हेमीहाइड्रेट के रूप में जाना जाता है (हेमी का मतलब आधा है)।
  • जब जिप्सम को 120ºC पर गर्म किया जाता है, तो यह अपने क्रिस्टलीकरण के पानी का 75% खो देता है और प्लास्टर ऑफ पेरिस बनाता है। यह एक सफेद पाउडर है।
  • जब इसे पानी के साथ मिलाया जाता है, तो यह एक प्लास्टिक द्रव्यमान बनाता है। लगभग आधे घंटे बाद, यह द्रव्यमान एक कठोर ठोस द्रव्यमान में बदल जाता है, जिसमें जिप्सम के इंटरलेस्ड क्रिस्टल होते हैं।
  • प्लास्टर ऑफ पेरिस का उपयोग टूटे हुए हड्डियों को सेट करने के लिए किया जाता है, इसकी सेटिंग विशेषता के कारण, प्रयोगशालाओं में सीलेंट के रूप में, और ब्लैकबोर्ड चाक बनाने में किया जाता है।