अध्याय 5: हमारे आसपास के परिवर्तन : भौतिक और रासायनिक

परिवर्तन यानी किसी पदार्थ में हमें दिखने वाला कोई भी अंतर: उसका आकार, माप, रंग, अवस्था, गंध, तापमान या उसका व्यवहार। परिवर्तन का अध्ययन करते समय हम दो प्रश्न पूछते हैं: ठीक-ठीक क्या बदला? और क्या नया पदार्थ बना? यदि पदार्थ केवल अलग दिखता है पर वही पदार्थ रहता है तो वह भौतिक परिवर्तन है। यदि अलग गुणों वाला नया पदार्थ बनता है तो वह रासायनिक परिवर्तन है। कौन-सा प्रकार है यह तय करने के लिए ध्यान से अवलोकन और कभी-कभी छोटी जाँच की ज़रूरत पड़ती है।

भौतिक परिवर्तन वह परिवर्तन है जिसमें नया पदार्थ नहीं बनता। केवल आकार, माप, अवस्था या दिखावट बदलती है। पिघलना, जमना, उबलना, वाष्पीकरण, संघनन, घुलना, काटना, मोड़ना, फाड़ना और चूर करना सब भौतिक परिवर्तन हैं। कई भौतिक परिवर्तन सरल तरीके से उलटे जा सकते हैं: बर्फ़ पिघलकर पानी बनती है और पानी फिर जमकर बर्फ़ बन जाता है, और पानी में घुली चीनी पानी का वाष्पीकरण करके वापस मिल सकती है। कुछ भौतिक परिवर्तन आसानी से उलटे नहीं जा सकते, जैसे रस्सी के छोटे टुकड़े करना, पर टुकड़े भी रस्सी ही रहते हैं।

रासायनिक परिवर्तन वह परिवर्तन है जिसमें मूल पदार्थों से अलग गुणों वाले एक या अधिक नए पदार्थ बनते हैं। रासायनिक परिवर्तन प्रायः स्थायी होते हैं। रंग बदलना, गैस (बुलबुले) निकलना, नई गंध आना, ऊष्मा या प्रकाश उत्पन्न होना, आवाज़ आना या ठोस बनना इसके सामान्य चिह्न हैं। खाना पकाना, ईंधन जलना, जंग लगना, सड़ना और दूध का खट्टा होना रासायनिक परिवर्तन हैं। रसोई का एक हानिरहित उदाहरण है बेकिंग सोडा और सिरका: वे मिलते ही नई गैस बनने से झाग बनाते हैं।

जंग लगना वह धीमा रासायनिक परिवर्तन है जिसमें लोहा हवा की ऑक्सीजन और पानी (नमी) से अभिक्रिया करके जंग नामक लाल-भूरा पदार्थ बनाता है। जंग लोहा नहीं है; वह नया पदार्थ है। वह भुरभुरी और कमज़ोर होती है, इसलिए झड़ जाती है और नीचे का ताज़ा लोहा खुल जाता है, जिसमें फिर जंग लगती है। नम जगहों में और समुद्र के पास जंग जल्दी लगती है, क्योंकि नमकीन हवा उसे तेज़ करती है। जंग से रेलिंग, औज़ार और पुल जैसी लोहे की वस्तुएँ कमज़ोर हो जाती हैं और मरम्मत में बहुत खर्च आता है। लोहे को हवा और पानी से दूर रखकर जंग रोकी जा सकती है: रंग लगाना, तेल या ग्रीस लगाना, ज़िंक जैसी दूसरी धातु की परत चढ़ाना (यशदलेपन) या लोहे में अन्य पदार्थ मिलाकर स्टेनलेस स्टील बनाना।

दहन वह रासायनिक परिवर्तन है जिसमें कोई पदार्थ ऑक्सीजन से तेज़ी से अभिक्रिया करता है और ऊष्मा तथा प्रायः प्रकाश देता है। जलने वाले पदार्थ को ईंधन कहते हैं: लकड़ी, कोयला, रसोई गैस, पेट्रोल और मोम इसके उदाहरण हैं। जलने के लिए एक साथ तीन चीज़ें चाहिए: ईंधन, ऑक्सीजन (हवा) और जलने के ताप तक पहुँचने जितनी ऊष्मा। यह आग का त्रिकोण है। तीनों में से कोई एक हटा दें तो आग बुझ जाती है। कार्बन वाला ईंधन जलने पर कार्बन डाइऑक्साइड और जलवाष्प बनाता है, और हवा कम हो तो काली कालिख और ज़हरीली गैस कार्बन मोनोऑक्साइड भी बनती है। आग उपयोगी पर खतरनाक है, इसलिए उसे सावधानी से इस्तेमाल करना चाहिए।

कई रोज़ की प्रक्रियाओं में भौतिक और रासायनिक दोनों परिवर्तन होते हैं। तय करने के लिए हम हर चरण को अलग देखते हैं और पूछते हैं कि नया पदार्थ बना या नहीं। जलती मोमबत्ती में मोम का पिघलना भौतिक परिवर्तन है (मोम मोम ही रहता है), पर मोम की भाप का जलना रासायनिक परिवर्तन है (नई गैसें और ऊष्मा बनती हैं)। चीनी गरम करने पर पिघलना भौतिक है और भूरी होना तथा कैरेमल की गंध आना रासायनिक है। अंडा तलते समय ऊष्मा कारण है और सफ़ेद भाग का ठोस होना रासायनिक परिवर्तन है। चरण-दर-चरण देखने से गलतियाँ बचती हैं।

जिस परिवर्तन को उलटकर मूल पदार्थ वापस पाया जा सके वह उत्क्रमणीय परिवर्तन है। जैसे पिघलना और जमना, घोलना और वापस पाना, तार मोड़ना। जिस परिवर्तन को उलटा नहीं जा सकता वह स्थायी (अनुत्क्रमणीय) परिवर्तन है, जैसे केक सेंकना, कागज़ जलाना या फल सड़ना। अधिकतर भौतिक परिवर्तन उत्क्रमणीय और अधिकतर रासायनिक परिवर्तन स्थायी होते हैं, पर अपवाद हैं: चॉक का चूर करना भौतिक है पर आसानी से उलटा नहीं जा सकता। परिवर्तन वांछनीय हो सकते हैं, जो हमारे काम आते हैं (पकाना, फल पकना, दही जमाना), या अवांछनीय, जो हमें नुकसान पहुँचाते हैं (जंग लगना, खाना खराब होना, जंगल की आग)। अवांछनीय परिवर्तनों को हम ठंडा करके, ढककर, रंग लगाकर और ठीक से रखकर धीमा करते हैं।

अपक्षय यानी धूप और ठंड, बारिश, हवा, बर्फ़ और पौधों की जड़ों से चट्टानों का धीरे-धीरे छोटे टुकड़ों में टूटना। दिन की गर्मी और रात की ठंड से चट्टान फैलती-सिकुड़ती है और उसमें दरारें पड़ जाती हैं। दरारों का पानी जमकर फैलता है और चट्टान को तोड़ देता है। जड़ें दरारों में घुसकर उन्हें चौड़ा करती हैं। थोड़ी अम्लीय बारिश चूना-पत्थर और संगमरमर जैसी चट्टानों को धीरे-धीरे घोल सकती है। अपरदन यानी टूटी चट्टानों और मिट्टी का बहते पानी, हवा या बर्फ़ द्वारा बहाकर ले जाया जाना। अपक्षय और अपरदन से धीरे-धीरे मिट्टी बनती है, घाटियाँ आकार लेती हैं, नदी के मुहाने पर डेल्टा बनते हैं और पहाड़ घिसते हैं। इनसे खेती की ज़मीन और इमारतों को हानि भी हो सकती है। पेड़ और घास लगाने से मिट्टी जकड़ी रहती है और अपरदन कम होता है।