रासायनिक अभिक्रिया आणि समीकरणे लिहिणे
बर्फ वितळवला तर तो पुन्हा गोठवून बर्फ मिळतो. दुधाचे दही झाले की दूध परत मिळत नाही. पहिला भौतिक बदल; दुसरा रासायनिक बदल, कारण नवा पदार्थ तयार झाला.
रासायनिक बदलात क्रियाकारके (reactants) उत्पादितांत (products) बदलतात.
नियम 1 : रासायनिक आणि भौतिक बदल — रासायनिक बदलात संघटन कायमचे बदलते आणि नवे पदार्थ तयार होतात. भौतिक बदलात फक्त अवस्था किंवा आकार बदलतो. रासायनिक अभिक्रिया क्रियाकारके → उत्पादिते अशी लिहितात.
आकृतीत : आकृतीत रासायनिक बदलात नवा पदार्थ तयार होतो.
- सोपे : मेणबत्तीचे मेण जळणे, दूध नासणे आणि लोखंडाला गंज लागणे हे रासायनिक बदल.
- मध्यम : मेण वितळणे, काच फुटणे आणि साखर पाण्यात विरघळणे हे भौतिक बदल.
- परीक्षेसाठी : लोखंड + गंधक तापवले की आयर्न सल्फाइड (Fe + S → FeS) बनते, हा काळा घन चुंबकाकडे आकर्षित होत नाही : नवे गुणधर्म असलेला नवा पदार्थ.
नियम 2 : समीकरण कसे लिहितात — अवस्था चिन्हे : (s) घन, (l) द्रव, (g) वायू, (aq) पाण्यातील द्रावण. ↑ वायू बाहेर पडल्याचे, ↓ अवक्षेप बनल्याचे दाखवते, Δ तापवल्याचे, आणि उत्प्रेरक बाणावर लिहितात.
- सोपे : तापवल्यावर CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)↑.
- मध्यम : Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)↑ : जस्त आम्लात विरघळते आणि हायड्रोजनचे बुडबुडे येतात.
- परीक्षेसाठी : BaCl₂(aq) + Na₂SO₄(aq) → BaSO₄(s)↓ + 2NaCl(aq) : पांढरा अवक्षेप रासायनिक बदल दाखवतो.
रासायनिक बदल : नवा पदार्थ, कायमचा. चिन्हे : (s) (l) (g) (aq), ↑ वायू, ↓ अवक्षेप, Δ उष्णता.
विरघळणे हा रासायनिक बदल असे समजणे. पाण्यातील साखर बाष्पीभवनाने परत मिळते, म्हणून तो भौतिक बदल.
आठवणीची युक्ती : "नवा पदार्थ, परतीचा मार्ग नाही = रासायनिक".
फरक ओळखा
| बदल | प्रकार |
|---|---|
| दुधाचे दही | रासायनिक |
| बर्फ वितळणे | भौतिक |
| गंज लागणे | रासायनिक |
| साखर विरघळणे | भौतिक |
सरावासाठी प्रश्न
- 1रासायनिक बदल म्हणजे काय?
- 2क्रियाकारके आणि उत्पादिते म्हणजे काय?
- 3(aq) या चिन्हाचा अर्थ काय?
- 4समीकरणात ↓ काय दाखवते?
- 5कागद जळणे हा भौतिक की रासायनिक बदल?
- 6लोखंड आणि गंधक यांपासून आयर्न सल्फाइड बनण्याचे समीकरण लिहा.
- 7जस्त विरल HCl मध्ये टाकले आणि बुडबुडे आले. वायूचे नाव सांगा आणि समीकरण लिहा.
- 8प्लॅटिनम तार ज्योतीत तापवणे भौतिक पण मॅग्नेशियम जाळणे रासायनिक, असे का?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1ज्यात नवे पदार्थ तयार होतात असा बदल.
- 2क्रियाकारके म्हणजे सुरुवातीचे पदार्थ; उत्पादिते म्हणजे तयार झालेले नवे पदार्थ.
- 3पाण्यातील द्रावण.
- 4अवक्षेप तयार होतो.
- 5रासायनिक.
- 6Fe + S → FeS.
- 7हायड्रोजन; Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑.
- 8तार फक्त तापून चमकते आणि थंड होऊन तशीच राहते; मॅग्नेशियमपासून नवे मॅग्नेशियम ऑक्साइड तयार होते.
समीकरण संतुलित करणे
दुकानदार प्रत्येक संचात 2 पेन्सिली आणि 1 खोडरबर भरतो. 10 पेन्सिली असतील तर 5 संचच बनतात. दोन्ही बाजूंचे भाग मोजले तर काहीही हरवत किंवा तयार होत नाही. रासायनिक समीकरणही असेच संतुलित करतात.
संतुलित समीकरणात (balanced equation) दोन्ही बाजूंना प्रत्येक मूलद्रव्याच्या अणूंची संख्या सारखीच असते.
नियम 1 : द्रव्यसंधारणाचा नियम — अभिक्रियेत द्रव्य निर्माण होत नाही आणि नष्टही होत नाही, म्हणून दोन्ही बाजूंना प्रत्येक मूलद्रव्याचे अणू सारखे हवेत. सूत्रांसमोर आकडे (सहगुणक) लिहून प्रयत्न-चुकीने संतुलन साधतात; सूत्रे कधीही बदलू नका. उदाहरण : 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O.
आकृतीत : आकृतीत समीकरण संतुलित करण्यासाठी अणू मोजणे.
- सोपे : H₂ + Cl₂ → 2HCl : डावीकडे 2 H आणि 2 Cl; उजवीकडेही (2 × 1 H आणि 2 × 1 Cl) 2 H आणि 2 Cl.
- मध्यम : Mg + HCl → MgCl₂ + H₂ संतुलित करा : Cl चे 2 हवेत म्हणून 2HCl. आता H दोन्हीकडे 2 : Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂.
- परीक्षेसाठी : Al + O₂ → Al₂O₃ संतुलित करा. O डावीकडे 2 आणि उजवीकडे 3; दोन्ही 6 करा : 3O₂ आणि 2Al₂O₃. आता उजवीकडे Al 4 म्हणून 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃.
समीकरण संतुलित करणे
ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.
ॲपमध्ये उघडादोन्ही बाजूंना अणू सारखे. फक्त सहगुणक बदला, सूत्रे नव्हे.
संतुलनासाठी लहान आकडा बदलणे, जसे पाण्यासाठी H₂O₂ लिहिणे. त्यामुळे पदार्थच बदलतो.
आठवणीची युक्ती : "मोजा, जुळवा, सहगुणक लिहा, पडताळा".
फरक ओळखा
| पायरी | काय करायचे |
|---|---|
| 1 | अपूर्ण समीकरण लिहा |
| 2 | दोन्ही बाजूंचे अणू मोजा |
| 3 | सहगुणक समोर लिहा |
| 4 | पुन्हा मोजून पडताळा |
सरावासाठी प्रश्न
- 1द्रव्यसंधारणाचा नियम काय सांगतो?
- 2समीकरणातील सहगुणक म्हणजे काय?
- 3संतुलित करा : H₂ + O₂ → H₂O.
- 4संतुलित करा : N₂ + H₂ → NH₃.
- 5संतुलित करा : Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂.
- 6संतुलित करा : KClO₃ → KCl + O₂.
- 7संतुलित करा : Fe + O₂ → Fe₂O₃.
- 8संतुलन करताना सूत्र (उदा. H₂O चे H₂O₂) का बदलू नये?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1रासायनिक अभिक्रियेत द्रव्य निर्माण होत नाही किंवा नष्टही होत नाही.
- 2अणू संतुलित करण्यासाठी सूत्रासमोर लिहिलेला आकडा.
- 32H₂ + O₂ → 2H₂O.
- 4N₂ + 3H₂ → 2NH₃.
- 5Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂.
- 62KClO₃ → 2KCl + 3O₂.
- 74Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃.
- 8वेगळे सूत्र म्हणजे वेगळा पदार्थ.
अभिक्रियांचे प्रकार
शेगडीवर गॅस जळला की उष्णता मिळते, पण मुरगळलेल्या पायाचा थंड पॅक त्वचेतील उष्णता घेतो. दोन्ही रासायनिक बदल, पण एकात उष्णता बाहेर जाते आणि दुसऱ्यात आत येते. अभिक्रियांचे वर्गीकरण क्रियाकारकांच्या वर्तनानुसारही करता येते.
चार प्रकार : संयोग, अपघटन, विस्थापन आणि द्विविस्थापन.
नियम 1 : अभिक्रियांचे चार प्रकार — संयोग : दोन किंवा अधिक पदार्थांपासून एक पदार्थ (2Mg + O₂ → 2MgO). अपघटन : एका पदार्थाचे साध्या पदार्थांत विभाजन (CaCO₃ → CaO + CO₂). विस्थापन : जास्त क्रियाशील मूलद्रव्य कमी क्रियाशीलाला बाहेर काढते (CuSO₄ + Zn → ZnSO₄ + Cu). द्विविस्थापन : दोन संयुगे आपले भाग अदलाबदल करतात (AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃).
आकृतीत : आकृतीत रासायनिक अभिक्रियांचे चार प्रकार.
- सोपे : हायड्रोजन ऑक्सिजनमध्ये जळतो : 2H₂ + O₂ → 2H₂O (संयोग).
- मध्यम : पाण्याचे विद्युतविच्छेदन : 2H₂O → 2H₂ + O₂ (अपघटन). तांब्याच्या सल्फेटमध्ये लोखंडी खिळा : Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu (विस्थापन).
- परीक्षेसाठी : BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl ओळखा : दोन संयुगांनी जोडीदार बदलले आणि अवक्षेप बनला, म्हणून द्विविस्थापन.
नियम 2 : ऊष्माक्षेपी आणि ऊष्माशोषी अभिक्रिया — ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया उष्णता बाहेर टाकतात; ऊष्माशोषी अभिक्रिया उष्णता शोषतात.
आकृतीत : आकृतीत उष्णता बाहेर पडणे किंवा आत शोषली जाणे.
- सोपे : इंधन जळणे आणि उदासिनीकरण ऊष्माक्षेपी.
- मध्यम : कळीचा चुना पाण्यात : CaO + H₂O → Ca(OH)₂ मुळे इतकी उष्णता मिळते की भांडे गरम होते (ऊष्माक्षेपी).
- परीक्षेसाठी : चुनखडी CaCO₃ चे CaO आणि CO₂ मध्ये विभाजन करायला सतत उष्णता लागते, म्हणून ती ऊष्माशोषी.
चार प्रकार : संयोग, अपघटन, विस्थापन, द्विविस्थापन. ऊष्माक्षेपी उष्णता देते; ऊष्माशोषी उष्णता घेते.
विस्थापन आणि द्विविस्थापन यांची गल्लत करणे. विस्थापनात एक मूलद्रव्य बदलते; द्विविस्थापनात दोन संयुगे भाग अदलाबदल करतात.
आठवणीची युक्ती : "जुळते, तुटते, एक बदलतो, दोन बदलतात".
फरक ओळखा
| प्रकार | रूप |
|---|---|
| संयोग | A + B → AB |
| अपघटन | AB → A + B |
| विस्थापन | A + BC → AC + B |
| द्विविस्थापन | AB + CD → AD + CB |
सरावासाठी प्रश्न
- 1रासायनिक अभिक्रियांचे चार प्रकार सांगा.
- 2अपघटन अभिक्रियेचे उदाहरण द्या.
- 3ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया म्हणजे काय?
- 4वर्गीकरण करा : 2Mg + O₂ → 2MgO.
- 5वर्गीकरण करा : Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu.
- 6वर्गीकरण करा : AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃.
- 7कळीचा चुना पाण्यात विरघळणे ऊष्माक्षेपी की ऊष्माशोषी? का?
- 8लोखंड तांब्याच्या सल्फेट द्रावणातून तांबे का बाहेर काढते?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1संयोग, अपघटन, विस्थापन, द्विविस्थापन.
- 2CaCO₃ → CaO + CO₂.
- 3उष्णता बाहेर टाकणारी अभिक्रिया.
- 4संयोग.
- 5विस्थापन.
- 6द्विविस्थापन.
- 7ऊष्माक्षेपी, कारण खूप उष्णता बाहेर पडते आणि भांडे गरम होते.
- 8लोखंड तांब्यापेक्षा जास्त क्रियाशील आहे.
अभिक्रियेचा वेग
अख्खे बटाटे उकळायला पातळ चकत्यांपेक्षा जास्त वेळ लागतो आणि उन्हाळ्यात अन्न फ्रिजपेक्षा लवकर खराब होते. अभिक्रिया वेगवान किंवा हळू असू शकतात आणि आपण वेग नियंत्रित करू शकतो.
अभिक्रियेचा वेग (rate of reaction) म्हणजे क्रियाकारकांचे उत्पादितांत रूपांतर किती जलद होते ते.
नियम 1 : वेग बदलणारे घटक — वेग क्रियाकारकांचे स्वरूप, कणांचा आकार, सांद्रता, तापमान आणि उत्प्रेरक (catalyst) यांवर अवलंबून असतो; उत्प्रेरक वेग बदलतो पण स्वतः संपत नाही (KClO₃ साठी MnO₂). शीतकपाटात ठेवल्याने अन्नाचे अपघटन मंदावते.
आकृतीत : आकृतीत अभिक्रियेचा वेग बदलणारे घटक.
- सोपे : पावडर खडू आम्लाशी ढेकळापेक्षा जलद अभिक्रिया करतो, कारण जास्त पृष्ठभाग उघडा असतो.
- मध्यम : तापमान किंवा आम्लाची सांद्रता वाढवली की अभिक्रिया जलद होते.
- परीक्षेसाठी : हायड्रोजन पेरॉक्साइडचे अपघटन हळू होते : 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂. चिमूटभर MnO₂ टाकले की ते झपाट्याने बुडबुडते आणि MnO₂ बदल न होता परत मिळते.
वेग स्वरूप, आकार, सांद्रता, तापमान, उत्प्रेरक यांवर अवलंबून. उत्प्रेरक संपत नाही.
उत्प्रेरक हा क्रियाकारक आहे असे समजणे. तो वेग वाढवतो पण रासायनिकदृष्ट्या बदलत नाही.
आठवणीची युक्ती : "लहान कण, जास्त सांद्र, जास्त गरम, उत्प्रेरक = जलद".
फरक ओळखा
| बदल | वेगावर परिणाम |
|---|---|
| लहान कण | जलद |
| जास्त तापमान | जलद |
| कमी सांद्रता | मंद |
| उत्प्रेरक घातला | जलद |
सरावासाठी प्रश्न
- 1अभिक्रियेचा वेग म्हणजे काय?
- 2उत्प्रेरक म्हणजे काय?
- 3KClO₃ बरोबर वापरला जाणारा उत्प्रेरक कोणता?
- 4अन्न शीतकपाटात का ठेवतात?
- 5आम्लाशी कोण जलद अभिक्रिया करतो : संगमरवराचा खडा की त्याची पावडर?
- 6कमी तापमानाने वेग वाढतो की कमी होतो?
- 7एक अभिक्रिया 50 °C ला 20 s घेते. 20 °C ला जास्त वेळ लागेल की कमी?
- 8पावडर रूपातील पदार्थ ढेकळापेक्षा जलद का जळतो?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1क्रियाकारकांचे उत्पादितांत रूपांतर किती जलद होते ते.
- 2अभिक्रियेचा वेग बदलणारा पण स्वतः न संपणारा पदार्थ.
- 3MnO₂.
- 4कमी तापमानामुळे अन्न खराब करणाऱ्या अभिक्रिया मंद होतात.
- 5संगमरवराची पावडर.
- 6वेग कमी होतो.
- 7जास्त वेळ, कारण कमी तापमानाला ती हळू होते.
- 8पावडरचा पृष्ठभाग जास्त असतो, म्हणून एकाच वेळी जास्त कण ऑक्सिजनला भेटतात.
ऑक्सिडीकरण, क्षपण, गंज आणि खवटपणा
पावसात राहिलेल्या सायकलची साखळी तांबूस-तपकिरी होते आणि कापलेले सफरचंद तपकिरी होते. जुन्या खाऊच्या पाकिटातील तेलाला वास येतो. हे सर्व हवा आणि पाणी पदार्थांना हळूहळू बदलतात.
ऑक्सिडीकरण (oxidation) आणि क्षपण (reduction) नेहमी एकत्र घडतात, त्यांना रेडॉक्स अभिक्रिया म्हणतात.
नियम 1 : ऑक्सिडीकरण आणि क्षपण — ऑक्सिडीकरण : ऑक्सिजन मिळवणे, हायड्रोजन गमावणे किंवा इलेक्ट्रॉन गमावणे. क्षपण : हायड्रोजन मिळवणे किंवा ऑक्सिजन गमावणे.
- सोपे : 2Cu + O₂ → 2CuO : तांबे ऑक्सिजन मिळवते, म्हणून तांब्याचे ऑक्सिडीकरण.
- मध्यम : CuO + H₂ → Cu + H₂O : CuO ऑक्सिजन गमावतो (क्षपण) आणि H₂ ऑक्सिजन मिळवतो (ऑक्सिडीकरण).
- परीक्षेसाठी : ZnO + C → Zn + CO मध्ये झिंक ऑक्साइड ऑक्सिजन गमावतो म्हणून क्षपण, आणि कार्बन ऑक्सिजन मिळवतो म्हणून ऑक्सिडीकरण : रेडॉक्स अभिक्रिया.
आकृतीत : आकृतीत हवा आणि पाणी दोन्ही असतील तर लोखंडाला गंज लागतो.
नियम 2 : गंज (क्षरण) आणि विकृतगंधिता — गंज म्हणजे Fe₂O₃·xH₂O. तो हवा आणि पाणी दोन्ही असतील तरच तयार होतो. विकृतगंधिता (rancidity) म्हणजे हवेने तेल-चरबीचे ऑक्सिडीकरण; त्यामुळे वाईट वास आणि चव येते; ती प्रतिऑक्सिडीकारकांनी टाळतात.
- सोपे : लोखंडी दरवाजाला रंग दिल्याने हवा आणि पाणी दूर राहते आणि गंज मंदावतो.
- मध्यम : जस्त लेपन (गॅल्वनायझिंग) लोखंडावर जस्ताचा थर देते; चिप्सच्या पाकिटात नायट्रोजन भरतात, म्हणजे तेल विकृतगंधी होत नाही.
- परीक्षेसाठी : प्रयोग : तीन परीक्षानळ्यांत खिळे : (1) हवा असलेली कोरडी, (2) उकळलेले पाणी आणि वर तेलाचा थर, (3) हवेला उघडे नळाचे पाणी. फक्त तिसऱ्यातला गंजतो, म्हणजे हवा आणि पाणी दोन्ही हवे.
ऑक्सिडीकरण = ऑक्सिजन मिळणे; क्षपण = ऑक्सिजन जाणे. गंजाला हवा आणि पाणी लागते. प्रतिऑक्सिडीकारके विकृतगंधिता टाळतात.
ऑक्सिडीकरण आणि क्षपण स्वतंत्रपणे घडतात असे समजणे. रेडॉक्समध्ये ते नेहमी एकत्र घडतात.
आठवणीची युक्ती : "OIL RIG : ऑक्सिडीकरण = इलेक्ट्रॉन जाणे, क्षपण = इलेक्ट्रॉन मिळणे".
फरक ओळखा
| संज्ञा | अर्थ |
|---|---|
| ऑक्सिडीकरण | O मिळणे किंवा H / e⁻ जाणे |
| क्षपण | H मिळणे किंवा O जाणे |
| गंज | हवा व पाणी लागते |
| विकृतगंधिता | तेलाचे हवेने ऑक्सिडीकरण |
सरावासाठी प्रश्न
- 1ऑक्सिडीकरणाची व्याख्या सांगा.
- 2क्षपणाची व्याख्या सांगा.
- 3गंजाचे रासायनिक सूत्र कोणते?
- 4विकृतगंधिता म्हणजे काय?
- 5विकृतगंधिता कशी टाळतात?
- 6CuO + H₂ → Cu + H₂O मध्ये ऑक्सिडीकरण आणि क्षपण झालेले पदार्थ सांगा.
- 7लोखंडी अवजारांना रंग किंवा ग्रीस का लावतात?
- 8तेलाचा थर असलेल्या उकळलेल्या पाण्यातील खिळा गंजत का नाही?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1ऑक्सिजन मिळणे, हायड्रोजन जाणे किंवा इलेक्ट्रॉन जाणे.
- 2हायड्रोजन मिळणे किंवा ऑक्सिजन जाणे.
- 3Fe₂O₃·xH₂O.
- 4हवेमुळे तेल-चरबीचे ऑक्सिडीकरण होऊन वाईट वास व चव येणे.
- 5प्रतिऑक्सिडीकारके, हवाबंद डबे किंवा नायट्रोजन भरून.
- 6H₂ चे ऑक्सिडीकरण; CuO चे क्षपण.
- 7ते हवा आणि पाणी दूर ठेवते आणि गंज टाळते.
- 8उकळल्याने विरघळलेली हवा निघते आणि तेल नवी हवा येऊ देत नाही, म्हणून हवा नसते.
झटपट उजळणी
- संतुलित समीकरण : दोन्ही बाजूंना समान अणू.
- अभिक्रियांचे 4 प्रकार; वेगावर परिणाम करणारे घटक; रेडॉक्स; गंज; खवटपणा.