खनिजे आणि धातुके
खाणीतून निघालेले दगड, कोळसा, मीठ आणि लोखंडी वस्तूंचा कच्चा माल आपल्या रोजच्या वापरात येतो.
पृथ्वीच्या कवचातील नैसर्गिक पदार्थ म्हणजे खनिजे (minerals). ज्या खनिजात धातू जास्त प्रमाणात असतो आणि त्यापासून धातू काढणे परवडते, त्याला धातुक (ore) म्हणतात.
नियम 1 : खनिजे चार प्रकारे तयार होतात — (1) ज्वालामुखीतील मॅग्मा थंड होऊन स्फटिक बनतात. (2) द्रावणाचे बाष्पीभवन झाल्यावर स्फटिक उरतात. (3) उष्णता आणि दाबामुळे एक खनिज दुसऱ्यात बदलते. (4) काही जीव शंख-शिंपल्यांसारखे अजैव खनिज तयार करतात.
- सोपे : सागराचे पाणी वाळल्यावर मीठाचे स्फटिक उरतात.
- मध्यम : शंख-शिंपले जिवांनी स्वतःच्या संरक्षणासाठी बनवलेले खनिज आहे.
- परीक्षेसाठी : ज्वालामुखीतील मॅग्मा थंड झाला की त्यात खनिजांचे स्फटिक तयार होतात.
नियम 2 : सर्व खनिजे धातुक नसतात — सोने, चांदी, तांबे, प्लॅटिनम आणि बिस्मथ हे थोडेच धातू मुक्त अवस्थेत सापडतात. बहुतेक धातू संयुगांच्या रूपात असतात. धातुकातील वाळू-मातीच्या अशुद्धीला गँग म्हणतात. धातू काढण्याच्या दोन टप्प्यांना निष्कर्षण आणि शुद्धीकरण म्हणतात.
- सोपे : सोने बहुधा मुक्त अवस्थेत सापडते.
- मध्यम : लोखंड मुक्त अवस्थेत न मिळता त्याच्या धातुकातून काढावे लागते.
- परीक्षेसाठी : ज्या खनिजात धातू फार कमी आहे त्यातून धातू काढणे परवडत नाही; म्हणून ते खनिज आहे पण धातुक नाही.
खनिजांचे गट : अधातू खनिजे, धातू खनिजे, ऊर्जा खनिजे आणि रत्ने.
"सर्व खनिजे धातुक असतात" हे चुकीचे आहे. फक्त धातू भरपूर असलेली व परवडणारी खनिजेच धातुक.
आठवणीची युक्ती : "सर्व धातुक खनिज, पण सर्व खनिज धातुक नाही" — जसे सर्व चौरस आयत, पण सर्व आयत चौरस नाहीत.
फरक ओळखा
| गट | उदाहरणे |
|---|---|
| अधातू खनिजे | अभ्रक, गंधक, जिप्सम, ग्रॅफाइट |
| धातू खनिजे | लोह, सोने, चांदी, बॉक्साइट |
| ऊर्जा खनिजे | कोळसा, खनिज तेल, नैसर्गिक वायू |
| रत्ने | हिरा, माणिक, पाचू, नीलम |
सरावासाठी प्रश्न
- 1खनिज म्हणजे काय?
- 2धातुक म्हणजे काय?
- 3मुक्त अवस्थेत सापडणारे दोन धातू सांगा.
- 4गँग म्हणजे काय?
- 5खनिजे कोणत्या चार प्रकारे तयार होतात?
- 6खनिज तेलाचा समावेश कोणत्या गटात होतो?
- 7सर्व खनिजे धातुक का नसतात?
- 8धातू काढण्याचे दोन टप्पे सांगा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1पृथ्वीच्या कवचातील नैसर्गिक पदार्थ.
- 2धातू भरपूर असलेले व परवडणारे खनिज.
- 3सोने आणि चांदी.
- 4धातुकातील वाळू-मातीची अशुद्धी.
- 5मॅग्मा थंड होऊन, बाष्पीभवनाने, उष्णता-दाबाने बदलून, जिवांकडून.
- 6ऊर्जा खनिजे.
- 7काहींत धातू कमी असतो; त्यातून धातू काढणे परवडत नाही.
- 8निष्कर्षण आणि शुद्धीकरण.
महत्त्वाची खनिजे आणि त्यांचे उपयोग
रेल्वे रूळ, इलेक्ट्रिकच्या तारा, विमान आणि स्वयंपाकाची भांडी वेगवेगळ्या धातूंपासून बनतात.
प्रत्येक खनिजाचे गुणधर्म वेगळे असतात आणि त्यानुसार त्याचा उपयोग ठरतो; उदा. लोह मजबूत, तांबे वीजवाहक, अभ्रक वीज न वाहून नेणारे.
नियम 1 : गुणधर्मानुसार उपयोग — लोहधातुकापासून पिनेपासून अवजड यंत्रांपर्यंत वस्तू बनतात. बॉक्साइट हे ॲल्युमिनियमचे मुख्य धातुक आहे; त्यात सुमारे 55% ॲल्युमिनियम असते. ॲल्युमिनियम हलके असून उष्णता-विजेचे चांगले वाहक आहे. तांबे विजेचे उत्तम वाहक आहे. अभ्रक वीज वाहून नेत नाही.
- सोपे : तांब्याच्या तारा वीज वाहून नेतात.
- मध्यम : ॲल्युमिनियम हलके असल्याने विमाने आणि वाहनांत वापरतात.
- परीक्षेसाठी : 200 कि.ग्रॅ. बॉक्साइटमध्ये सुमारे 55% ॲल्युमिनियम असेल तर ते सुमारे 110 कि.ग्रॅ.
नियम 2 : लोह आणि मॅंगनीजची धातुके — लोहाची चार मुख्य धातुके : मॅग्नेटाइट, हेमॅटाइट, लिमोनाइट आणि साइडेराइट. मॅंगनीजची संयुगे औषधे, काचेला गुलाबी छटा देण्यासाठी आणि विद्युत उपकरणांत वापरतात.
- सोपे : शेतीची अवजारे आणि रेल्वे रूळ लोहापासून बनतात.
- मध्यम : काचेला गुलाबी छटा देण्यासाठी मॅंगनीजची संयुगे वापरतात.
- परीक्षेसाठी : अभ्रक वीज न वाहून नेणारे असल्याने ते विद्युत यंत्रांत विजेपासून संरक्षण देणाऱ्या भागांत वापरतात.
अभ्रकाचे मूल्य त्याच्या थरांच्या जाडीवर अवलंबून असते.
"अभ्रक वीजवाहक आहे" हे चुकीचे आहे. ते वीज वाहून नेत नाही.
आठवणीची युक्ती : "लोह = मजबुती, तांबे = तार, बॉक्साइट = हलके, अभ्रक = रोधक" — खनिज आणि त्याचा गुण जोडून पाठ करा.
फरक ओळखा
| खनिज | मुख्य गुण | उपयोग |
|---|---|---|
| लोह | मजबूत | रूळ, अवजारे, यंत्रे |
| बॉक्साइट | हलके ॲल्युमिनियम देते | विमाने, तारा |
| तांबे | उत्तम वीजवाहक | तारा, रेडिओ, भांडी |
| अभ्रक | वीज न वाहून नेणारे | विद्युत यंत्रे, रंग |
सरावासाठी प्रश्न
- 1लोहाची दोन धातुके सांगा.
- 2ॲल्युमिनियमचे मुख्य धातुक कोणते?
- 3कोणता धातू विजेचा उत्तम वाहक आहे?
- 4ॲल्युमिनियम विमानात का वापरतात?
- 5अभ्रक कशासाठी उपयुक्त आहे?
- 6काचेला गुलाबी छटा देण्यासाठी काय वापरतात?
- 7100 कि.ग्रॅ. बॉक्साइटमध्ये सुमारे 55% ॲल्युमिनियम असेल तर ते किती?
- 8अभ्रक आणि तांबे यांतील फरक विजेच्या संदर्भात सांगा.
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1मॅग्नेटाइट आणि हेमॅटाइट.
- 2बॉक्साइट.
- 3तांबे.
- 4ते हलके आहे.
- 5विद्युत यंत्रे, रंग, आयुर्वेदिक औषधे.
- 6मॅंगनीजची संयुगे.
- 7सुमारे 55 कि.ग्रॅ.
- 8तांबे वीज वाहून नेते; अभ्रक नेत नाही.
इंधने: कोळसा, खनिज तेल आणि नैसर्गिक वायू
स्वयंपाकाचा गॅस, गाडीतले पेट्रोल आणि वीजकेंद्रातला कोळसा ऊर्जा देणारी इंधने आहेत.
ऊर्जा मिळवण्यासाठी जाळले जाणारे पदार्थ म्हणजे इंधन (fuel). कोळसा, खनिज तेल आणि नैसर्गिक वायू ही जीवाश्म इंधने आहेत, कारण ती लाखो वर्षांपूर्वीच्या सजीवांच्या अवशेषांपासून बनली.
नियम 1 : कोळसा — जमिनीखाली गाडल्या गेलेल्या वनस्पतींवर माती साचते; वरचा दाब आणि पृथ्वीच्या आतली उष्णता यांनी त्या हळूहळू कोळशात बदलतात. प्रकार : पीट, लिग्नाइट, बिट्युमिनस आणि अँथ्रासाइट. अँथ्रासाइट सर्वोत्तम प्रतीचा.
- सोपे : औष्णिक वीजकेंद्रात कोळसा जाळतात.
- मध्यम : कोळशापासून निर्मिती-वायू आणि पाणी-वायू ही वायुरूप इंधने मिळतात.
- परीक्षेसाठी : पीट, लिग्नाइट, बिट्युमिनस, अँथ्रासाइट यांत उच्चतम प्रतीचा कोळसा अँथ्रासाइट आहे.
नियम 2 : खनिज तेल आणि नैसर्गिक वायू — समुद्रातील मृत सजीवांवर माती-वाळू साचून दाब आणि तापमानामुळे खनिज तेल बनते. ते खनिज तेल विहिरींतून काढून विभाजित ऊर्ध्वपातनाने पेट्रोल, डिझेल, रॉकेल, डांबर इत्यादींत वेगळे करतात. नैसर्गिक वायूचा मुख्य घटक मिथेन (CH₄) आहे; तो CNG आणि LNG रूपात वाहून नेता येतो.
- सोपे : पेट्रोल आणि डिझेल खनिज तेलापासून मिळतात.
- मध्यम : CNG जळल्यावर घन कचरा उरत नाही आणि इतर प्रदूषके तयार होत नाहीत.
- परीक्षेसाठी : नैसर्गिक वायूची पाइपलाइन नसेल तर तो दाब देऊन CNG किंवा LNG करून वाहून नेता येतो.
नियम 3 : LPG आणि ऊर्जा संकट — LPG मध्ये प्रोपेन आणि ब्युटेन 30 : 70 प्रमाणात असतात. दाबाने त्याचे आकारमान मूळच्या 1/240 होते. गळती ओळखण्यासाठी त्यात तीव्र वासाचे इथाईल मरकॅप्टन मिसळतात. लोकसंख्या वाढते पण साठे मर्यादित, म्हणून ऊर्जा संकट येऊ शकते; त्यावर पर्याय : हायड्रोजन, जैवइंधन, मिथेनॉल, इथेनॉल.
- सोपे : LPG सिलेंडरमध्ये द्रवरूपात असतो.
- मध्यम : LPG ला वास नसतो; गळती कळावी म्हणून वास मिसळतात.
- परीक्षेसाठी : 240 लिटर वायू दाबाने द्रव करता येतो तेव्हा तो फक्त 1 लिटर जागा घेतो.
जीवाश्म इंधनांचे साठे मर्यादित आहेत; इंधनाची नासाडी टाळणे आवश्यक.
"खनिज तेल आणि कोळसा कधीही संपणार नाहीत" हे चुकीचे आहे. ते तयार व्हायला लाखो वर्षे लागतात.
आठवणीची युक्ती : "कोळसा = काळे सोने, तेल = द्रव सोने" — मौल्यवान पण संपणारे.
फरक ओळखा
| इंधन | अवस्था | मुख्य घटक |
|---|---|---|
| कोळसा | घन | कार्बन |
| खनिज तेल | द्रव | हायड्रोकार्बन्सचे मिश्रण |
| नैसर्गिक वायू | वायू | मिथेन |
| LPG | वायू (दाबाने द्रव) | प्रोपेन व ब्युटेन |
सरावासाठी प्रश्न
- 1जीवाश्म इंधन म्हणजे काय?
- 2कोळशाचे चार प्रकार सांगा.
- 3नैसर्गिक वायूचा मुख्य घटक कोणता?
- 4खनिज तेल वेगळे कशाने करतात?
- 5LPG मध्ये वास का मिसळतात?
- 6CNG चे दोन फायदे सांगा.
- 7ऊर्जा संकट म्हणजे काय?
- 8जीवाश्म इंधनांना पर्यायी इंधने कोणती?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1प्राचीन सजीवांच्या अवशेषांपासून बनलेले इंधन.
- 2पीट, लिग्नाइट, बिट्युमिनस, अँथ्रासाइट.
- 3मिथेन.
- 4विभाजित ऊर्ध्वपातनाने.
- 5गळती लगेच कळावी म्हणून.
- 6घन कचरा नाही; प्रदूषके कमी.
- 7इंधनाचे साठे संपण्याची शक्यता.
- 8हायड्रोजन, जैवइंधन, मिथेनॉल, इथेनॉल.
वन संसाधने
फर्निचरचे लाकूड, औषधी वनस्पती, मध आणि डिंक जंगलातून मिळतात, आणि जंगलामुळे पूर, धूप कमी होते.
अनेक प्रकारच्या वनस्पतींनी व्यापलेला विस्तृत भूभाग म्हणजे जंगल. ते वनस्पती, प्राणी आणि सूक्ष्मजीवांचे नैसर्गिक निवासस्थान आहे. जगातील सुमारे 30% जमीन जंगलांनी व्यापली आहे.
नियम 1 : जंगलांची संरक्षक कामे — जंगल जमिनीवरून वाहणाऱ्या पाण्याचा वेग कमी करते, मातीची धूप थांबवते, पाणी जमिनीत झिरपायला मदत करते, पूर नियंत्रित करते, बाष्पीभवन कमी करते, वन्यजीवांचे रक्षण करते आणि वातावरणातील वायूंचा समतोल राखते.
- सोपे : झाडांच्या मुळांमुळे माती धरून राहते.
- मध्यम : जंगल असलेल्या डोंगरावर पावसाचे पाणी हळू खाली येते, त्यामुळे पूर कमी होतो.
- परीक्षेसाठी : जंगल तोडल्यास जमिनीत पाणी कमी झिरपते आणि धूप वाढते.
नियम 2 : जंगलांची उत्पादक कामे आणि संवर्धन — जंगलातून सागवान, नीलगिरी, बाभूळ यांसारखे लाकूड, फायबर, कागद, रबर, डिंक, सुगंधी तेले (लेमन ग्रास, वाळा), फळे, कंद, मध, डिंक, रंग आणि औषधी वनस्पती मिळतात. संवर्धनासाठी कोवळी झाडे तोडू नयेत, तोडलेल्यापेक्षा जास्त झाडे लावून जगवावीत आणि वनकायदे पाळावेत.
- सोपे : सिंकोना झाडापासून मलेरियावरचे औषध मिळते.
- मध्यम : कडुनिंबाचा उपयोग ताप आणि सर्दीवर होतो.
- परीक्षेसाठी : रबर संपले तर टायर, चपला आणि अनेक वस्तू मिळणार नाहीत; म्हणून जंगले जपली पाहिजेत.
जंगलामुळे पर्यावरणाची गुणवत्ता टिकते आणि सुधारते.
"जंगल म्हणजे फक्त लाकडाचे भांडार" हा गैरसमज आहे. त्याची संरक्षक कामेही महत्त्वाची आहेत.
आठवणीची युक्ती : "संरक्षक = धूप, पूर, प्राणी; उत्पादक = लाकूड, औषध, डिंक" — दोन गट लक्षात ठेवा.
फरक ओळखा
| प्रकार | उदाहरणे |
|---|---|
| संरक्षक | धूप रोखणे, पूर नियंत्रण, वन्यजीव रक्षण |
| उत्पादक | लाकूड, कागद, रबर, डिंक, औषधे |
सरावासाठी प्रश्न
- 1जगाच्या किती टक्के जमिनीवर जंगले आहेत?
- 2जंगलातून मिळणाऱ्या दोन वस्तू सांगा.
- 3मलेरियावर औषध देणारे झाड कोणते?
- 4जंगलाची दोन संरक्षक कामे सांगा.
- 5सुगंधी तेल देणाऱ्या दोन वनस्पती सांगा.
- 6जंगले टिकवण्यासाठी दोन उपाय सांगा.
- 7जंगले नष्ट झाल्यास कोणते दुष्परिणाम होतील?
- 8जंगलामुळे पूर कमी का होतात?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1सुमारे 30%.
- 2लाकूड आणि मध (किंवा डिंक, रबर).
- 3सिंकोना.
- 4धूप रोखणे आणि पूर नियंत्रित करणे.
- 5लेमन ग्रास आणि वाळा.
- 6कोवळी झाडे न तोडणे; जास्त झाडे लावणे.
- 7धूप, पूर, वन्यजीवांची हानी आणि पर्यावरणाचा समतोल बिघडतो.
- 8ते पाण्याचा वेग कमी करतात व पाणी जमिनीत झिरपायला मदत करतात.
सागरी संसाधने
मासळी, मीठ, शिंपले, मोती आणि समुद्रातून काढलेले तेल सागरी संपत्तीतून मिळतात.
समुद्र आणि महासागरांतून मिळणाऱ्या संसाधनांना सागरी संसाधने (marine resources) म्हणतात. त्यात खनिजे, जैवसंपत्ती आणि ऊर्जा (लाटा, भरती-ओहोटी, प्रवाह) यांचा समावेश होतो.
नियम 1 : खनिजे आणि जैवसंपत्ती — सागरपाण्यात आणि समुद्रतळावर कथील, क्रोमियम, तांबे, जस्त, लोह, सल्फर, युरेनियम इत्यादींचे साठे आहेत. तळाशी खनिज तेल आणि नैसर्गिक वायूही मिळतात. पापलेट, सुरमई, कोळंबी हे प्रथिने-जीवनसत्त्वांचे स्रोत; शिंपले औषधे आणि दागिन्यांत; शार्क-कॉडचे तेल जीवनसत्त्व A, D, E देते; बुरशीपासून प्रतिजैविके बनतात.
- सोपे : मासे आणि कोळंबी समुद्री अन्न म्हणून वापरतात.
- मध्यम : समुद्रातून मोती आणि शंख मिळतात; खरे मोती सोन्यापेक्षाही महाग असू शकतात.
- परीक्षेसाठी : भारतात 1974 मध्ये "सागर सम्राट" जहाजाने मुंबई हाय येथे समुद्रतळावर तेलविहीर खणली.
नियम 2 : सागरी व्यवसाय आणि संयम — मासेमारी, मीठ उत्पादन, सागरी वाहतूक, सागरी पर्यटन आणि सजावटीच्या वस्तूंची निर्मिती हे सागरी व्यवसाय आहेत. संसाधने मर्यादित असल्याने त्यांचा अतिवापर टाळून निसर्गाचा समतोल राखावा.
- सोपे : मीठ तयार करणे हा मोठा सागरी उद्योग आहे.
- मध्यम : सागरी पर्यटनामुळे उत्पन्न मिळते.
- परीक्षेसाठी : अतिमासेमारी केली तर माशांचे साठे संपू शकतात; म्हणून वापरावर नियंत्रण हवे.
समुद्रातील लाटा, भरती-ओहोटी आणि प्रवाह यांपासून ऊर्जा निर्मिती करता येते.
"समुद्रात फक्त मासे आणि मीठ असते" हे चुकीचे आहे. त्यात खनिजे, तेल, वायू आणि औषधी पदार्थही असतात.
आठवणीची युक्ती : "सागर = खनिजे + जीव + ऊर्जा" — तीन गट लक्षात ठेवा.
फरक ओळखा
| गट | उदाहरणे |
|---|---|
| खनिजे | कथील, तांबे, सल्फर, तेल, वायू |
| जैवसंपत्ती | मासे, कोळंबी, शंख, शिंपले, बुरशी |
| ऊर्जा | लाटा, भरती-ओहोटी, प्रवाह |
सरावासाठी प्रश्न
- 1सागरी संसाधने म्हणजे काय?
- 2समुद्रातून मिळणाऱ्या दोन खनिजांची नावे सांगा.
- 3कोणत्या जहाजाने मुंबई हाय येथे तेलविहीर खणली?
- 4समुद्री अन्न म्हणून वापरले जाणारे दोन जीव सांगा.
- 5समुद्रापासून ऊर्जा कशी मिळते?
- 6चार सागरी व्यवसायांची नावे सांगा.
- 7शार्क आणि कॉड माशांपासून काय मिळते?
- 8सागरी संसाधनांचा अतिवापर का टाळावा?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
- 1समुद्र-महासागरांतून मिळणारी संसाधने.
- 2कथील आणि तांबे.
- 3सागर सम्राट.
- 4पापलेट आणि कोळंबी.
- 5लाटा, भरती-ओहोटी आणि प्रवाहांपासून.
- 6मासेमारी, मीठ उत्पादन, सागरी वाहतूक, सागरी पर्यटन.
- 7जीवनसत्त्व A, D, E असलेले खाद्य तेल.
- 8ती मर्यादित आहेत; अतिवापराने साठे संपतील.