अध्याय 9: विलेयों, विलायकों और विलयनों का अद्भुत संसार

अध्याय 9 'विलेयों, विलायकों और विलयनों का अद्भुत संसार' विलयन (समरूप मिश्रण), विलेय और विलायक की परिभाषाएँ, संतृप्त और असंतृप्त विलयन, विलेयता और तापमान का उस पर प्रभाव, गैसों की विलेयता तथा घनत्व की अवधारणा — सूत्र, मात्रक, माप-विधि और वस्तुओं के तैरने-डूबने का कारण — समझाता है।

ठोस-द्रव विलयन में ठोस घटक विलेय और द्रव घटक विलायक होता है। जब दो द्रव मिलकर विलयन बनाते हैं तो कम मात्रा में उपस्थित पदार्थ विलेय और अधिक मात्रा वाला विलायक कहलाता है।

असंतृप्त विलयन में दिए गए तापमान पर और अधिक विलेय घुल सकता है। संतृप्त विलयन में अधिकतम विलेय घुल चुका होता है और उस तापमान पर और नहीं घुल सकता — अतिरिक्त विलेय तल पर बैठ जाता है।

विलेयता वह अधिकतम मात्रा है जो 100 mL विलायक या विलयन में एक निश्चित तापमान पर घुल सकती है।

अधिकांश ठोस पदार्थों की विलेयता तापमान बढ़ने के साथ बढ़ती है — एक तापमान पर संतृप्त विलयन तापमान बढ़ाने पर असंतृप्त हो जाता है। गैसों के लिए विपरीत सत्य है: तापमान बढ़ने पर द्रवों में गैसों की विलेयता घटती है। इसीलिए ठंडे जल में गर्म जल की अपेक्षा अधिक ऑक्सीजन घुली होती है।

घनत्व किसी पदार्थ की एकांक आयतन में उपस्थित द्रव्यमान है। सूत्र: घनत्व = द्रव्यमान ÷ आयतन। घनत्व का SI मात्रक kg/m³ है; द्रवों के लिए g/mL और g/cm³ भी प्रयुक्त होते हैं।

नहीं। किसी पदार्थ का घनत्व उसकी आकृति या आकार पर निर्भर नहीं करता। परंतु यह तापमान और दाब पर निर्भर करता है।

जल की एक विशेष प्रकृति है: इसका घनत्व 4 °C पर सर्वाधिक होता है। 0 °C पर जमने पर जल के कण अधिक स्थान लेते हैं (प्रसार)। चूँकि समान द्रव्यमान अब अधिक आयतन घेरता है, बर्फ का घनत्व तरल जल से कम हो जाता है और बर्फ तैरती है।

सामान्यतः गर्म करने पर पदार्थ का घनत्व घटता है और ठंडा करने पर बढ़ता है। गर्म करने पर कण फैलते हैं — आयतन बढ़ता है जबकि द्रव्यमान स्थिर रहता है; घनत्व = द्रव्यमान/आयतन से घनत्व घटता है। इसीलिए गर्म वायु ठंडी वायु से कम सघन होकर ऊपर उठती है — यही गर्म हवा के गुब्बारों का सिद्धांत है।

जल-विस्थापन विधि का उपयोग करें: मापक सिलेंडर में एक निश्चित आयतन (जैसे 50 mL) तक जल भरें, अनियमित वस्तु को उसमें डुबोएँ और नया जल स्तर (जैसे 55 mL) नोट करें। अंतर (5 mL = 5 cm³) वस्तु का आयतन है।

जल मापक सिलेंडर में एक वक्र सतह बनाता है जिसे मेनिस्कस कहते हैं। रंगहीन द्रवों के लिए मेनिस्कस के निचले तल की माप आँखों को उसी स्तर पर रखकर पढ़ें। रंगीन द्रवों के लिए मेनिस्कस के ऊपरी तल की माप लेते हैं।

ऑक्सीजन जल में बहुत कम मात्रा में घुलती है, परंतु यही अल्प मात्रा मछलियों, पौधों और अन्य जीवों सहित समस्त जलीय जीवन को बनाए रखती है। ठंडे जल में गर्म जल से अधिक ऑक्सीजन घुली होती है — इसलिए जल के गर्म होने से जलीय पारिस्थितिकी तंत्र खतरे में पड़ सकते हैं।

किसी पदार्थ का आपेक्षिक घनत्व = (पदार्थ का घनत्व) ÷ (उस तापमान पर जल का घनत्व)। उदाहरण के लिए एल्युमिनियम का घनत्व 2.7 g/cm³ है तो उसका आपेक्षिक घनत्व 2.7 है। यह विमाहीन संख्या है (कोई मात्रक नहीं)।

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