अध्याय 5: हमारे आस-पास के परिवर्तन: भौतिक एवं रासायनिक

यह अध्याय भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों में अंतर करना सिखाता है। इसमें दहन, जंग लगना, चूने के पानी का परीक्षण, प्रत्यावर्ती एवं अप्रत्यावर्ती परिवर्तन, वांछनीय एवं अवांछनीय परिवर्तन, तथा अपक्षय और अपरदन जैसी प्राकृतिक प्रक्रियाओं को शामिल किया गया है।

भौतिक परिवर्तन में केवल पदार्थ के भौतिक गुण जैसे आकार, आमाप या अवस्था बदलते हैं और कोई नया पदार्थ नहीं बनता — जैसे कागज मोड़ना, चॉक का चूरा करना या बर्फ पिघलना। रासायनिक परिवर्तन में रासायनिक अभिक्रिया द्वारा एक या अधिक नए पदार्थ बनते हैं — जैसे साँस छोड़ी हुई हवा को चूने के पानी में फूँकने पर कैल्शियम कार्बोनेट बनता है और चूना पानी दूधिया हो जाता है।

दहन वह रासायनिक अभिक्रिया है जिसमें कोई पदार्थ ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया कर ऊष्मा एवं/या प्रकाश उत्पन्न करता है। जो पदार्थ दहन करते हैं उन्हें दहनशील पदार्थ कहते हैं। अध्याय में दिए गए उदाहरण हैं — लकड़ी, कागज, कपास और मिट्टी का तेल।

अध्याय में वर्णित अग्नि-त्रिकोण के अनुसार दहन के लिए आवश्यक है: (i) एक दहनशील पदार्थ (ईंधन), (ii) ऑक्सीजन, तथा (iii) इतनी ऊष्मा जो ईंधन को उसके प्रज्वलन तापमान तक पहुँचा सके।

प्रज्वलन तापमान वह न्यूनतम तापमान है जिस पर कोई पदार्थ आग पकड़ता है। अध्याय में यह आवर्धक काँच से सूर्य की किरणें केंद्रित करके कागज को प्रज्वलित करने के उदाहरण द्वारा स्पष्ट किया गया है।

काँच का गिलास वायु (विशेषतः ऑक्सीजन) की निरंतर आपूर्ति बंद कर देता है। जैसे ही गिलास के अंदर की ऑक्सीजन खत्म हो जाती है, दहन रुक जाता है और लौ बुझ जाती है। पेट्री डिश में चूने का पानी डालने पर वह दूधिया हो जाता है, जिससे अंदर कार्बन डाइऑक्साइड की उपस्थिति सिद्ध होती है।

मोमबत्ती जलाने में दोनों प्रकार के परिवर्तन होते हैं। मोम का पिघलना, बाती में चढ़ना और वाष्पन — ये भौतिक परिवर्तन हैं। मोम-वाष्प का जलकर लौ उत्पन्न करना रासायनिक परिवर्तन है क्योंकि इसमें नए पदार्थ बनते हैं। अतः इस प्रक्रिया में दोनों परिवर्तन एक साथ होते हैं।

गैस को ताजे चूने के पानी में प्रवाहित करते हैं। यदि कार्बन डाइऑक्साइड उपस्थित है तो चूना पानी दूधिया (धुंधला) हो जाता है क्योंकि अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट बनता है।

सिरके (या नींबू के रस) में बेकिंग सोडा (सोडियम हाइड्रोजन कार्बोनेट) मिलाने पर बुलबुले और फिजफिजाहट उत्पन्न होती है तथा कार्बन डाइऑक्साइड गैस बनती है — इसे चूने के पानी से सत्यापित किया जाता है। चूँकि नए पदार्थ बनते हैं, यह रासायनिक परिवर्तन है।

लोहे में जंग लगना रासायनिक परिवर्तन है क्योंकि इसमें एक नया भूरे रंग का पदार्थ — जंग (आयरन ऑक्साइड) — बनता है। मूल लोहा अपने मूल रूप में नहीं रहता।

प्रत्यावर्ती परिवर्तन में मूल वस्तु या पदार्थ को पुनः प्राप्त किया जा सकता है — जैसे बर्फ (इसे पुनः जमाया जा सकता है) या उबलता जल (वाष्प को पुनः संघनित किया जा सकता है)। अप्रत्यावर्ती परिवर्तन को वापस नहीं किया जा सकता — जैसे कटी हुई सब्जियाँ या पॉपकॉर्न।

अपक्षय उन भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों का सम्मिलित नाम है जो चट्टानों को छोटे टुकड़ों में तोड़कर अंततः मिट्टी बनाते हैं। भौतिक कारणों में तापमान परिवर्तन, वृक्षों की जड़ें और चट्टानों की दरारों में जल का जमना शामिल हैं; रासायनिक अपक्षय में जल या उसमें घुले रसायन चट्टान के खनिजों से अभिक्रिया करते हैं।

अपरदन वह भौतिक प्रक्रिया है जिसमें वायु और बहता जल चट्टान के टुकड़ों, मिट्टी और तलछट को एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जाते हैं। अपक्षय चट्टानों के अपने स्थान पर टूटने की व्यापक प्रक्रिया है; अपरदन टूटे हुए पदार्थ को स्थानांतरित करती है। नदी की चट्टानें बहते जल के निरंतर अपरदन के कारण चिकनी दिखती हैं।

जैव-संदीप्ति (bioluminescence) सजीवों में रासायनिक परिवर्तन के माध्यम से बिना ऊष्मा के प्रकाश उत्पन्न होने की प्रक्रिया है। अध्याय में जुगनुओं का उदाहरण दिया गया है जो सायंकाल इसी रासायनिक प्रक्रिया द्वारा प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।

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