Measurement of Matter द्रव्याचे मोजमाप
"Measurement of
Matter" म्हणजेच "द्रव्याचे मापन" हा विज्ञानातील एक
अत्यंत महत्त्वाचा अध्याय आहे. आपल्याला दैनंदिन जीवनात अनेक वेळा वस्तूंचे मापन
करावे लागते—जसे की वजन, पाणी, अन्नपदार्थ,
इंधन इत्यादी. पण विज्ञानात मापन अधिक अचूकतेने आणि एककांमध्ये केले
जाते. या अध्यायात आपण मापनाची मूलतत्त्वे, एकके, वस्तूचे प्रमाण (quantity), घनता (density), वस्तुमान (mass), आयतन (volume), आणि त्यांचे प्रकार समजून घेणार आहोत.
"मूलद्रव्यांच्या
रासायनिक संयोगाने संयुगे तयार होतात."
म्हणजेच, जेव्हा दोन किंवा अधिक मूलद्रव्यांचे
अणू एकमेकांशी विशिष्ट प्रमाणात रासायनिक बंधने तयार करतात, तेव्हा
ते संयुग बनवतात.
हेच
डाल्टनच्या अणुसिद्धांतातील एक महत्त्वाचे सूत्र आहे –
"अणू हे अविभाज्य कण असून, ते
एकमेकांशी संयोग करून नवीन पदार्थ तयार करतात."
उदाहरणार्थ:
- हायड्रोजन व ऑक्सिजन हे दोन
मूलद्रव्याचे अणू संयोग करून पाण्याचा रेणू तयार करतात (H₂O).
- सोडियम आणि क्लोरीन संयोग
करून सोडियम क्लोराईड (NaCl) हे संयुग तयार करतात.
हा मुद्दा
"Measurement
of Matter" मध्ये का महत्त्वाचा आहे?
कारण जेव्हा आपण पदार्थांचं मापन करतो, तेव्हा
आपल्याला फक्त वस्तुमान किंवा आयतन न पाहता, त्या पदार्थाचा घटक
– मूलद्रव्य की संयुग? हे देखील लक्षात घ्यावं
लागतं.
(1) What is Dalton’s atomic theory?
Ans:
(1) Dalton proposed that all matter is made up of extremely small particles.
These small particles are called atoms.
(2) An atom is like a hard and solid sphere.
(3) As the smallest unit of matter, the atom is indivisible.
(1) डाल्टनचे अणुसिद्धांत काय आहे?
उत्तर:
(1) डाल्टनने मांडले की सर्व पदार्थ अतिशय सूक्ष्म कणांनी बनलेले असतात.
हे सूक्ष्म कण म्हणजे अणू
होत.
(2) अणू हा कठीण आणि ठोस गोळ्यासारखा असतो.
(3) अणू हा पदार्थाचा सर्वात लहान घटक असल्याने तो अविभाज्य आहे.
(2) How are the compounds formed?
Ans: Compounds are
formed by the chemical reaction of different elements.
(2) संयुगे कशी तयार होतात?
उत्तर: संयुगे वेगवेगळ्या मूलद्रव्यांच्या रासायनिक अभिक्रियेने तयार होतात.
(3) What are the molecular formulae of salt, slaked lime,
water, lime, and limestone?
Ans:
Salt – NaCl
Slaked lime – Ca(OH)₂
Water – H₂O
Lime – Ca(OH)₂
Limestone – CaCO₃
(3) मिठ, चुनखडी,
पाणी, चुनखड, खडीसाखर
(लाइम स्टोन) यांचे रासायनिक सूत्रे कोणती?
उत्तर:
मिठ – NaCl,
सडी चुनखडी – Ca(OH)₂,
पाणी – H₂O,
चुनखड – Ca(OH)₂,
खडक चुना (लाइमस्टोन) – CaCO₃
रासायनिक संयोगाचे नियम (Laws of Chemical
Combination)
रासायनिक संयोगाचे
नियम (Laws of
Chemical Combination):
जेव्हा रासायनिक बदल होतो, तेव्हा पदार्थांचे
संघटन (composition) बदलते. 18 व्या
आणि 19 व्या शतकात शास्त्रज्ञांनी अनेक प्रयोग करून हे
निरीक्षण नोंदवले. त्यांनी रासायनिक अभिक्रियांमध्ये सहभागी असलेल्या मूलद्रव्यांचे
आणि तयार होणाऱ्या संयुगांचे अचूक मोजमाप केले. यावरून काही ठराविक नियम तयार झाले,
ज्यांना आपण रासायनिक संयोगाचे नियम म्हणतो.
डाल्टनच्या
अणुसिद्धांताच्या आधारे आणि या नियमांच्या मदतीने शास्त्रज्ञांनी विविध संयुगांची
रेणुसूत्रे (Molecular
formulae) तयार केली.
या
अध्यायात आपण, दिलेल्या रेणुसूत्रांचा अभ्यास करून, हे नियम कसे
लागू होतात ते समजून घेणार आहोत.
Explanation (in English):
Laws of Chemical Combination:
When a chemical change takes place, the composition of substances also changes.
During the 18th and 19th centuries, scientists performed many fundamental
experiments related to this. They carefully measured the substances used and
the compounds formed during reactions.
From these accurate measurements,
scientists discovered some fixed patterns or laws, which are now called
the Laws of Chemical Combination.
Using Dalton’s Atomic Theory
and these laws, scientists were able to write the molecular formulae of
various compounds.
In this
chapter, we will verify these laws based on the known molecular formulae of
compounds.
द्रव्य अक्षय्यतेचा नियम (Law of
Conservation of Matter)
गोष्ट: जादूची
भांडी आणि बुद्धिमान पप्पू
एक गावात पप्पू
नावाचा हुशार मुलगा राहत होता. त्याला विज्ञान फार आवडायचं. एक दिवस त्याला
आजीकडून एक जादूचं भांडं
मिळालं. ती म्हणाली,
"या भांड्यात काहीही टाकलं, ते रसायन
बनून दुसऱ्या रुपात बाहेर येईल, पण लक्षात ठेव, एकूण वजन कधीही कमी-जास्त होणार नाही!"
पप्पूला वाटलं, "हे कसं शक्य आहे?"
त्याने प्रयोग सुरू केला.
1️⃣ त्याने भांड्यात 50
ग्रॅम साखर
आणि 100 ग्रॅम पाणी
टाकलं.
आतून एक सुगंधी शरबत
तयार झालं — त्याचं वजन?
150 ग्रॅम
— म्हणजे 50 +
100 = 150! काहीही बदललं नाही.
2️⃣ पुढच्या दिवशी
त्याने 40 ग्रॅम लोखंड
आणि 60 ग्रॅम सल्फर
टाकलं.
आतून एक नवीन रसायन तयार झालं.
वजन? 100 ग्रॅमचं! पुन्हा एकदा, वजन जसंच्या तसं!
पप्पू खूप खुश झाला. तो आजीकडे गेला आणि म्हणाला,
"आजी, हे भांडं तर खूप शहाणं आहे!"
आजी हसून म्हणाली,
"हे भांडं नाही रे शहाणं, तू एक शास्त्रीय नियम शिकलास —
'द्रव्याच्या संरक्षणाचा
नियम!'
या नियमाप्रमाणे, रासायनिक अभिक्रियेत द्रव्य
नष्ट होत नाही आणि त्याची निर्मितीही होत नाही. फक्त रूप बदलतं."
शेवटी काय
शिकायला मिळालं?
पप्पूला समजलं की
रसायनशास्त्रात कधीही द्रव्य नष्ट होत
नाही,
फक्त त्याचं रूपांतर
होतं.
सोप्या भाषेत:
एखाद्या रासायनिक
अभिक्रियेमध्ये द्रव्याची एकूण मात्रा बदलत नाही.म्हणजेच, अभिक्रियेला वापरलेली सर्व
द्रव्यं आणि अभिक्रियेनंतर तयार होणारी सर्व उत्पादने
यांचे एकूण वजन समान असते.
उदाहरणाने
समजावून घ्या:
समजा आपण १०
ग्रॅम हायड्रोजन व ८० ग्रॅम ऑक्सिजन एकत्र करून पाण्याची रासायनिक
अभिक्रिया करतो.
या अभिक्रियेमुळे ९०
ग्रॅम पाणी तयार होते.
म्हणजेच:
👉 Reactants = 10g + 80g = 90g
👉 Products
= 90g पाणी
➡ यामध्ये एकूण वजन जसंच्या तसं राहिलं
— काहीही वाढलं नाही, काहीही कमी झालं नाही.
Student Notes
Law of Conservation of Matter:
There is no rise or drop in the weight of the matter during a chemical
reaction.
In a chemical reaction, the total weight of the reactants is the same as the
total weight of the products formed due to the chemical reactions and this is
called the law of conservation of matter.
द्रव्याच्या संरक्षणाचा नियम:
रासायनिक अभिक्रियेच्या दरम्यान द्रव्याच्या वजनात कोणतीही वाढ
किंवा घट होत नाही.
एका रासायनिक अभिक्रियेमध्ये, अभिक्रीयकांचे
एकूण वजन हे अभिक्रियेच्या परिणामस्वरूप तयार होणाऱ्या उत्पादनांच्या एकूण वजनास
समान असते आणि यालाच द्रव्याच्या
संरक्षणाचा नियम म्हणतात.
स्थिर
प्रमाणाचा नियम (Law of Constant Proportion)
🧪✨ गोष्ट: 'संयुग नगरातील चतुर शास्त्रज्ञ'
एके काळी एका जादूई देशात संयुग नगर नावाचं गाव होतं. या गावात
वेगवेगळ्या रासायनिक पदार्थांची जत्रा
भरायची.
या जत्रेत एक शास्त्रज्ञ होता – त्याचं नाव होतं प्रूस्ट दादा. तो
एक खूप हुशार प्रयोगकर्ता होता.
एक दिवस त्याने घोषणा केली,
"या नगरात बनणाऱ्या
प्रत्येक रासायनिक पदार्थात घटकांचं प्रमाण नेहमी ठरलेलं असतं!"
गावातील एक खोडकर मुलगा, चिंटू, त्याच्यावर
विश्वास ठेवत नव्हता.
त्याने विचारलं,
"जर मी कुठूनही पाणी आणलं, तर त्यात
हायड्रोजन आणि ऑक्सिजनचं वजन नेहमी एकसारखं असेल का?"
प्रूस्ट दादाने हसत उत्तर दिलं,
"हो चिंटू, जर 9 ग्रॅम
पाणी असेल, तर त्यात 1 ग्रॅम हायड्रोजन आणि 8 ग्रॅम
ऑक्सिजन असतील – कोणतंही पाणी असो!"
चिंटूने वेगवेगळ्या ठिकाणाहून पाणी आणलं – तलावातून, विहिरीतून, बर्फ वितळवून…
प्रत्येक वेळी प्रयोग केला… आणि काय आश्चर्य!
प्रत्येक पाण्याच्या नमुन्यात हायड्रोजन व ऑक्सिजनचं वजनाचं प्रमाण 1:8 निघालं!
पुढे तो कार्बन डायऑक्साइडवरही प्रयोग करतो —
44 ग्रॅम CO₂ मध्ये 12 ग्रॅम कार्बन आणि
32 ग्रॅम ऑक्सिजन
— अगदी नेहमीप्रमाणे!
शेवटी चिंटूने मान खाली घातली आणि म्हणाला,
"प्रूस्ट दादा, तुमचा नियम खरंच मस्त
आहे! यालाच म्हणतात – स्थिर प्रमाणाचा
नियम!"
हा नियम
सांगतो की:
जेव्हा एखादं संयुग (compound) तयार
होतं, तेव्हा ते बनवणाऱ्या घटकांचे प्रमाण नेहमी सारखंच
(स्थिर) असतं — कोणताही नमुना घ्या, तेच प्रमाण
असेल.
🎓 हा नियम कोणी सांगितला?
फ्रेंच शास्त्रज्ञ J. L. Proust यांनी सन 1794 मध्ये हा
नियम मांडला.
🧪
उदाहरण 1 – पाणी (H₂O):
पाणी हे हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन
या दोन मूलद्रव्यांपासून बनतं.
➡ पाण्याच्या कोणत्याही थेंबामध्ये हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन यांचं वस्तुमानाचं
(weight) प्रमाण 1:8 असतं.
✅ म्हणजेच 1 ग्रॅम हायड्रोजन + 8 ग्रॅम ऑक्सिजन = 9 ग्रॅम पाणी
➡ हे प्रमाण नेहमी असंच राहील — पाण्याचा नमुना कुठूनही आणा, प्रमाण 1:8च असेल.
🧪
उदाहरण 2 – कार्बन डायऑक्साइड (CO₂):
➡ यामध्ये कार्बन आणि ऑक्सिजन यांचं वस्तुमानी प्रमाण नेहमी 3:8
असतं.
✅ म्हणजेच 44 ग्रॅम CO₂ मध्ये:
- 12 ग्रॅम कार्बन
- 32 ग्रॅम ऑक्सिजन
➡ हा गुणोत्तर नेहमी सारखा राहतो, कोणताही
नमुना घ्या.
📌 थोडक्यात:
संयुगात
घटकांचे वजनाचे प्रमाण ठरलेलेच असते.
तोच पदार्थ वेगवेगळ्या ठिकाणी किंवा वेगवेगळ्या प्रकारांनी तयार
झाला तरी त्यातल्या घटकांचं वस्तुमानी प्रमाण कायम तेच राहते.
Students Notes
Law of Constant
Proportion:
The proportion by weight of the constituent elements in the various samples of
a compound is fixed.
स्थिर
प्रमाणाचा नियम:
संयुगाच्या विविध नमुन्यांमधील घटक मूलद्रव्यांचे वस्तुमानानुसार प्रमाण नेहमी स्थिर असते.
अणू(Atom) आकार, वस्तुमान, संयुजा (Size, Mass and Valency)
अणू (Atom) हा कोणत्याही
पदार्थाचा सर्वात लहान कण
असतो जो रासायनिक अभिक्रियेत भाग घेतो. आता त्याचे आकार (Size), वस्तुमान (Mass), आणि संयुजा (Valency) या तीन
महत्त्वाच्या गुणधर्मांना सोप्या भाषेत समजून घेऊया:
🧬
1. अणूचा
आकार (Size of Atom):
·
अणू खूप लहान
असतो.
·
त्याचा आकार नॅनोमीटर (nm) किंवा पिकोमीटर (pm) या
एककांत मोजतात.
·
वेगवेगळ्या मूलद्रव्यांचे अणू वेगळ्या आकाराचे असतात.
उदाहरण:
o
हायड्रोजनचा अणू – सर्वात लहान.
o
सेसियमचा अणू – मोठ्या आकाराचा.
📌 महत्त्वाचं: अणूचा आकार त्यात असलेल्या कणांच्या संख्येवर आणि त्याच्या इलेक्ट्रॉन
व्यवस्थेवर अवलंबून असतो.
⚖️ 2. अणूचे वस्तुमान (Mass of Atom):
·
अणूचे वस्तुमान म्हणजे त्यात असलेले प्रोटॉन + न्यूट्रॉन यांचे एकूण वजन.
·
अणूचे वस्तुमान अणू
वस्तुमान एकक (atomic mass unit - amu) मध्ये मोजले जाते.
उदाहरण:
·
हायड्रोजनचा अणू – वस्तुमान ≈ 1 amu
·
ऑक्सिजनचा अणू – वस्तुमान ≈ 16 amu
📌 टीप: इलेक्ट्रॉनचे वस्तुमान खूपच कमी असल्यामुळे त्याचा परिणाम वस्तुमानावर फारसा
होत नाही.
🔗 3. संयुजा (Valency):
·
संयुजा म्हणजे अणूची इतर
अणूंशी बंध तयार करण्याची क्षमता.
·
ती अणूच्या बाह्य
कक्षातील इलेक्ट्रॉनांच्या संख्येवर अवलंबून असते.
उदाहरण:
·
हायड्रोजनची संयुजा = 1 (कारण त्याच्या
बाह्य कक्षात 1 इलेक्ट्रॉन असतो)
·
ऑक्सिजनची संयुजा = 2
·
कार्बनची संयुजा = 4 (म्हणूनच कार्बन
विविध संयुगे तयार करू शकतो)
📌 सोप्या
शब्दात: संयुजा म्हणजे एखादा अणू किती बंध तयार करू
शकतो हे दाखवतं.
✅ थोडक्यात
सारांश:
|
गुणधर्म |
माहिती |
|
अणूचा आकार |
अत्यंत लहान; नॅनो/पिकोमीटरमध्ये
मोजतात |
|
अणूचे वस्तुमान |
प्रोटॉन + न्यूट्रॉन; amu मध्ये मोजले जाते |
|
संयुजा (Valency) |
अणू इतर अणूंशी किती बंध तयार करू शकतो, हे दर्शवते |
Post a Comment