Solutions-Marathi Medium-Class 9-विज्ञान आणि तंत्रज्ञान-पाठ-4- द्रव्याचे मोजमाप-Maharashtra Board

(1) सोडिअम आयन Na⁺

(2) कॅल्शिअम आयन Ca²⁺

(3) सिल्व्हर आयन Ag⁺

(4) अल्युमिनिअम आयन Al³⁺.

(1) Mg²⁺

(2) K⁺

(3) Fe²⁺

(4) Cu²⁺.

(1) H₃O⁺

(2) NH₄⁺

(3) CO₃^2-

(4) SO₂^2-.

(1) Cu → Cu⁺, Cu²⁺

(2) Hg  → Hg ⁺, Hg²⁺

(3) Fe → Fe²⁺, Fe³⁺.

(1) S^2-

(2) O^2-

(1) A1³⁺

(2) Cr³⁺

(3) Fe³⁺.

(संयुजा : Na = 1, K = 1, Fe (फेरिक) = 3, Ca = 2, Al = 3, Mg = 2, Ag = 1, NH₄ = 1, SO₄ = 2, NO₃ = 1, O = 2, Cl = 1, PO₄ = 3, HCO₃ = 1)

(i) सोडिअम सल्फेट

वरील संयुगाचे सूत्र पुढीलप्रमाणे काढता येते :

पायरी -1 : सोडिअम आणि सल्फेटच्या संज्ञा व संयुजा लिहा

पायरी -2 : बाणाने दर्शवल्याप्रमाणे संयुजांचा तिरकस गुणाकार करा

सोडिअम सल्फेटचे सूत्र Na₂SO₄ आहे.

(ii) पोटॅशियम नायट्रेट

पायरी -1 : पोटॅशिअम आणि नायट्रेटच्या संज्ञा व संयुजा लिहा

पायरी -2 : बाणाने दर्शवल्याप्रमाणे संयुजांचा तिरकस गुणाकार करा

पोटॅशिअम नायट्रेटचे सूत्र KNO₃ आहे.

(iii) फेरिक फॉस्फेट

पायरी -1 : फेरिक आणि फॉस्फेटच्या संज्ञा व संयुजा लिहा

पायरी -2 : बाणाने दर्शवल्याप्रमाणे संयुजांचा तिरकस गुणाकार करा

फेरिक फॉस्फेटचे सूत्र FePO₄ आहे.

(iv) कॅल्शिअम ऑक्साइड

पायरी -1 : कॅल्शिअम आणि ऑक्सिजनच्या संज्ञा व संयुजा लिहा

पायरी -2 : बाणाने दर्शवल्याप्रमाणे संयुजांचा तिरकस गुणाकार करा

कॅल्शिअम ऑक्साइडचे सूत्र CaO आहे.

(v) ॲल्युमिनिअम हायड्रॉक्साइड

पायरी -1 : अॅल्युमिनिअम आणि हायड्रॉक्साइडच्या संज्ञा व संयुजा लिहा

पायरी -2 : बाणाने दर्शवल्याप्रमाणे संयुजांचा तिरकस गुणाकार करा

अॅल्युमिनिअम हायड्रॉक्साइडचे सूत्र Al(OH)₃ आहे.

• मूलद्रव्याच्या संयोग पावण्याच्या क्षमतेला संयुजा म्हणतात.
• मूलद्रव्याची संयोग पावण्याची क्षमता ही इलेक्ट्रॉन संरूपणातील बाह्यतम कक्षेतील इलेक्ट्रॉनवर अवलंबून असते.
• सोडिअमचे इलेक्ट्रॉन संरूपण 2, 8, 1 आहे. शेवटच्या कक्षेत 1 इलेक्ट्रॉन आहे. तो दुसऱ्या अणूला दिला असता धनप्रभारित सोडिअम आयन (Na⁺) तयार होतो. म्हणून सोडिअमची संयुजा 1 आहे.

उदा. : Na⁺ + Cl⁻ → NaCl (सोडिअम क्लोराइड)

सोडिअमचा अणू एक इलेक्‍ट्रॉन क्लोरिनच्या अणूला देतो व सोडिअमचा धन आयन तयार होतो म्हणून सोडिअमची संयुजा 1 आहे. क्लोरिनचा अणू एक इलेक्‍ट्रॉन घेतो व क्लोरिनचा ऋण आयन (क्लोराइड) तयार होतो म्हणून क्लोरिनची संयुजा 1 आहे.

पायरी -1 : M व सल्फेटच्या संज्ञा व संयुजा लिहा

पायरी -2 : बाणाने दर्शवल्याप्रमाणे संयुजांचा तिरकस गुणाकार करा

रेणुसूत्र = MSO₄.

• अणू हा अतिशय सूक्ष्म असल्याने वैज्ञानिकांना अणुवस्तुमान अचूकपणे शक्य नसल्याने अणूचे सापेक्ष वस्तुमान ही संकल्पना पुढे आली. अणूचे सापेक्ष वस्तुमान मोजण्यासाठी एका संदर्भ अणूची गरज होती.
• हायड्रोजनचा अणू सर्वांत हलका असल्याने सुरुवातीच्या काळात हायड्रोजन अणूची संदर्भ अणू म्हणून निवड झाली. हायड्रोजनच्या केंद्रकात एक प्रोटॉन आहे म्हणून हायड्रोजन अणूचे सापेक्ष वस्तुमान एक (1) असे स्वीकारण्यात आले.
• नायट्रोजनचे एका अणूचे वस्तुमान हायड्रोजनच्या एका अणूच्या चौदा (14) पट असते. म्हणून नायट्रोजन अणूचे सापेक्ष वस्तुमान हे 14 आहे. अशा रितीने विविध मूलद्रव्यांची सापेक्ष अणुववस्तुमाने ठरवली गेली आहेत.
• सन 1961 मध्ये कार्बन अणूची संदर्भ अणू म्हणून निवड झाली. या पद्धतीत कार्बनच्या एका अणूचे वस्तुमान 12 स्वीकारले गेले. कार्बन अणूच्या तुलनेत हायड्रोजनच्या एका अणूचे सापेक्ष वस्तुमान 12 × , म्हणजेच 1u असे ठरते.
• अणूंच्या सापेक्ष वस्तुमानांच्या पट्टीवर एक प्रोटॉन व एक न्यूट्रॉन यांचे वस्तुमान अंदाजे एक असते.

विसाव्या शतकात अणूचे वस्तुमान मोजण्याच्या अधिक अचूक पद्धती विकसित झालेल्या आहेत. त्यामुळे अणुवस्तुमानासाठी सापेक्ष वस्तुमानाऐवजी एककीकृत वस्तुमान एकक (Unified Mass Unit) स्वीकारले आहे. या एककाला डाल्टन म्हणतात. यासाठी u ही संज्ञा वापरतात. 1u = 1.66053904 × 10⁻²⁷ kg.

ग्रॅममध्ये व्यक्त केलेले त्या पदार्थाचे अणुवस्तुमान किंवा रेणुवस्तुमान डाल्टनमधील मूल्याएवढेच असते, म्हणजेच पदार्थाचा एक मोल होय.

मोल (mol) हे SI एकक आहे.

ऑक्सिजनचे रेणुवस्तुमान 32 u आहे. 32 ग्रॅम ऑक्सिजन म्हणजे 1 मोल होय.

कार्बनचे अणुवस्तुमान 12 u आहे. 12 ग्रॅम कार्बन म्हणजे 1 मोल होय.

पाण्याचे रेणुवस्तुमान 18 u आहे. 18 ग्रॅम पाणी म्हणजे 1 मोल होय.

(i) Na₂SO₄ (सोडिअम सल्फेट) :

 रेणुवस्तुमान = घटक अणुवस्तुमानांची बेरीज

Na₂SO₄ चे रेणुवस्तुमान = (Na चे अणुवस्तुमान) × 2 + (S चे अणुवस्तुमान) × 1 + (O चे अणुवस्तुमान) × 4

= (23 × 2) + (32 × 1) + (16 × 4) = 46 + 32 + 64 = 142

Na₂SO₄ (सोडिअम सल्फेट) चे रेणुवस्तुमान = 142 u.

(ii) K₂CO₃ (पोटॅशिअम कार्बोनेट) :

रेणुवस्तुमान - घटक अणुवस्तुमानांची बेरीज

K₂CO₃ चे रेणुवस्तुमान = (K चे अणुवस्तुमान) × 2 + (C चे अणुवस्तुमान) × 1 + (O चे अणुवस्तुमान) × 3

= (39 × 2) + (12 × 1) + (16 × 3) = 78 + 12 + 48 = 138

K₂CO₃ (पोटॅशिअम कार्बोनेट) चे रेणुवस्तुमान = 138 u.

(iii) CO₂ (कार्बन डायऑक्साइड) :

रेणुवस्तुमान = घटक अणुवस्तुमानांची बेरीज

CO₂ चे रेणुवस्तुमान = (C चे अणुवस्तुमान) × 1+ (O चे अणुवस्तुमान) × 2

= (12 × 1) + (16 × 2) = 12 + 32 = 44

CO₂ (कार्बन डायऑक्साइड) चे रेणुवस्तुमान = 44 u.

(iv) NaOH (सोडिअम हायड्रॉक्साइड) :

रेणुवस्तुमान = घटक अणुवस्तुमानांची बेरीज

NaOH चे रेणुवस्तुमान = (Na चे अणुवस्तुमान) × 1 + (O चे अणुवस्तुमान) × 1 + (H चे अणुवस्तुमान) × 1

= (23 × 1) + (16 × 1) + (1 × 1)

= 23 + 16 + 1 = 40

NaOH (सोडिअम हायड्रॉक्साइड) चे रेणुवस्तुमान = 40 u.

(v) AIPO4 (अॅल्यमिनिअम फॉस्फेट) :

रेणुवस्तुमान = घटक अणुवस्तुमानाची बरीज

AIPO4 चे रेणुवस्तुमान = (Al चे अणुवस्तुमान) × 1 + (P चे अणुवस्तुमान) × 1+ (O चे अणुवस्तुमान) × 4

= (27 × 1) + (31 × 1) + (16 × 4)

= 27 + 31 + 64 = 122

AIPO₄ (अॅल्युमिनिअम फॉस्फेट) चे रेणुवस्तुमान = 122 u.

(vi) NaHCO₃(सोडिअम बायकार्बोनेट) :

रेणुवस्तुमान = घटक अणुवस्तुमानांची बेरीज

NaHCO3 चे रेणुवस्तुमान = (Na चे अणुवस्तुमान) × 1+ (H चे अणुवस्तुमान) × 1+ (C चे अणुवस्तुमान) × 1 + (O चे अणुवस्तुमान) × 3

= (23 × 1) + (1 × 1) + (12 × 1) + (16 × 3)

= 23 + 1 + 12 + 48 = 84

NaHCO₃(सोडिअम बायकार्बोनेट) चे रेणुवस्तुमान = 84 u.

चुनकळीचे 'म' आणि 'न' हे दोन नमुने मिळाले.

नमुना 'म' मध्ये 7 ग्रॅम नमुन्यामधून 5 ग्रॅम कॅल्शिअम (Ca) व 2 ग्रॅम ऑक्सिजन (O) मिळाले. म्हणजे Ca व O चे वजनी प्रमाण 5 : 2 आहे.

तसेच नमुना 'न' मध्ये 1.4 ग्रॅम नमुन्यामधून 1 ग्रॅम कॅल्शिअम (Ca) व 0.4 ग्रॅम ऑक्सिजन (O) मिळाले. म्हणजे Ca व O चे वजनी प्रमाण 1 : 0.4 आहे.

म्हणजे चुनकळीच्या दोन वेगवेगळया नमुन्यांमधील Ca व O चे वजनी प्रमाण स्थिर असल्याचे आढळून आले.

नमुना 'म' Ca : 05 : 2

नमुना 'न' Ca : 01 : 0.4 म्हणजेच 5 : 2.

यावरून स्थिर प्रमाणाचा नियम सिद्ध होतो. संयुगाच्या विविध नमुन्यांमधील घटक मूलद्रव्यांचे वजनी प्रमाण नेहमी स्थिर असते.

ऑक्सिजन (O₂) चे रेणुवस्तुमान = 16 × 2 = 32

∴ 1 मोल ऑक्सिजन = 32 ग्रॅम ऑक्सिजन

1 मोल ऑक्सिजनमधील रेणूंची संख्या = 6.022 × 10²³

32 ग्रॅम ऑक्सिजनमधील रेणूंची संख्या = 6.022 × 10²³

सोडिअम क्लोराइडचे (NaCl) रेणुवस्तुमान = 23 + 35.5  ......( Na + Cl)

∴1 मोल सोडिअम क्लोराइड = 58.5 ग्रॅम सोडिअम क्लोराइड ग्रॅममधील सोडिअम क्लोराइडचे वस्तुमान

= सोडिअम क्लोराइडच्या मोलची संख्या × रेणुवस्तुमान

= 0.2 × 58.5 = 11.7 ग्रॅम

0.2 मोल सोडिअम क्लोराइड = 11.7 ग्रॅम सोडिअम क्लोराइड.