રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો || Std 10 Chapter 1

June 08, 2026

પ્રકરણ 1

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

(Chemical Reactions and Equations)

"Facts are not science - as the dictionary is not literature."
— Martin H. Fischer

B8D2L5

રોજિંદા જીવનની નીચે દર્શાવેલ પરિસ્થિતિઓને ધ્યાનમાં લો અને વિચારો કે શું થાય છે જ્યારે —

ઉનાળામાં ઓરડાના તાપમાને દૂધને ખુલ્લું રાખવામાં આવે.
લોખંડના તવા/તપેલા/ખીલાને ભેજવાળા વાતાવરણમાં ખુલ્લા રાખવામાં આવે.
દ્રાક્ષનું આથવણ થાય.
ખોરાક રંધાય છે.
આપણા શરીરમાં ખોરાકનું પાચન થાય.
આપણે શ્વાસ લઈએ છીએ.

ઉપર્યુક્ત તમામ પરિસ્થિતિઓમાં પ્રારંભિક પદાર્થની પ્રકૃતિ (સ્વભાવ) અને તેની ઓળખમાં કંઈક ને કંઈક પરિવર્તન આવે છે. ද્રવ્યના ભૌતિક અને રાસાયણિક ફેરફારો વિશે આપણે અગાઉનાં ધોરણોમાં અભ્યાસ કરી ચૂક્યાં છીએ.

જયારે રાસાયણિક ફેરફાર થાય છે ત્યારે આપણે કહી શકીએ છીએ કે, કોઈ રાસાયણિક પ્રક્રિયા થઈ છે.

તમને કદાચ આશ્ચર્ય થાય કે ખરેખર રાસાયણિક પ્રક્રિયાનો અર્થ શું છે ? આપણે કેવી રીતે જાણી શકીએ કે રાસાયણિક પ્રક્રિયા થઈ છે ? આ પ્રશ્નોના ઉત્તર મેળવવા માટે ચાલો આપણે કેટલીક પ્રવૃત્તિઓ કરીએ :

❖

પ્રવૃત્તિ 1.1

ચેતવણી : આ પ્રવૃત્તિ માટે શિક્ષકની મદદ જરૂરી છે. જો વિદ્યાર્થીઓ આંખોના રક્ષણ માટે ચશ્માં પહેરી લે તો વધુ સારું.

લગભગ 3-4 cm લાંબી મૅગ્નેશિયમની પટ્ટીને કાચપેપર (Sandpaper) વડે ઘસીને સ્વચ્છ કરો.
તેને ચીપિયા (સાણસી) વડે પકડીને બર્નર અથવા સ્પિરિટ લૅમ્પની મદદથી સળગાવો અને તેની રાખને આકૃતિ 1.1માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે વૉચગ્લાસમાં એકત્ર કરો.
મૅગ્નેશિયમની પટ્ટીને તમારી આંખોથી શક્ય તેટલી દૂર રાખીને સળગાવો.

તમે શું અવલોકન કરો છો ?

આકૃતિ 1.1: મૅગ્નેશિયમ-પટ્ટીનું હવામાં સળગવું અને મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડને વૉચગ્લાસમાં એકઠો કરવો

[ આકૃતિ પ્રયોગશાળા ગોઠવણી લેબલ ]

• બર્નર : પ્રજ્વલિત જ્યોત સ્ત્રોત
• ચીપિયો : મૅગ્નેશિયમ-પટ્ટીને પકડી રાખવા માટે
• મૅગ્નેશિયમ-પટ્ટી : હવામાં પ્રક્રિયા અનુભવતો પ્રક્રિયક પદાર્થ
• વૉચગ્લાસ : ઉત્પન્ન થતી સફેદ રાખને એકત્રિત કરવા માટેનું પાત્ર
• મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડ : સફેદ પાઉડર સ્વરૂપે મળતી અંતિમ નીપજ

વિજ્ઞાન - ધોરણ X

પ્રકરણ 1 | પૃષ્ઠ 1

J6J8K8

પ્રકરણ 1

તમે જોયું જ હશે કે મૅગ્નેશિયમની પટ્ટી ઝગારા મારતી (પ્રજવલિત) સફેદ જ્યોતથી સળગે છે અને સફેદ પાઉડર (રાખ)માં પરિવર્તિત થાય છે. આ પાઉડર એ મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઇડ છે. મૅગ્નેશિયમ તેમજ હવામાંના ઑક્સિજન વચ્ચે પ્રક્રિયા થવાથી મેગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડ ઉદભવે છે.

પ્રવૃત્તિ 1.2

એક કસનળીમાં લેડ નાઇટ્રેટનું દ્રાવણ લો.
તેમાં પોટૅશિયમ આયોડાઈડનું દ્રાવણ ઉમેરો.

તમે શું અવલોકન કરો છો ?

પ્રવૃત્તિ 1.3

એક કોનિકલ ફ્લાસ્ક અથવા કસનળીમાં થોડા ઝિંકના દાણા લો.

તેમાં મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ અથવા મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ ઉમેરો (આકૃતિ 1.2).

ચેતવણી : ઍસિડનો ઉપયોગ સાવચેતીથી કરવો.

શું તમને ઝિંકના દાણાની ફરતે કંઈ થઈ રહ્યું હોય તેવું દેખાય છે ?
કોનિકલ ફ્લાસ્ક અથવા કસનળીને સ્પર્શ કરો. શું તાપમાનમાં કોઈ ફેરફાર થાય છે ?

[ આકૃતિ 1.2 નિરૂપણ અને લેબલ્સ ]

• બૂચ (Cork)
• કાચની નળી (Glass Tube)
• H₂ વાયુ (Hydrogen Gas)
• કોનિકલ ફ્લાસ્ક (Conical Flask)
• મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ (Dilute Sulfuric Acid)
• દાણાદાર ઝિંક (Zinc Granules)

આકૃતિ 1.2: ઝિંક પર મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની પ્રક્રિયાથી હાઈડ્રોજન વાયુનું નિર્માણ

ઉપર્યુક્ત ત્રણેય પ્રવૃત્તિઓના આધારે આપણે કહી શકીએ છીએ કે નીચે દર્શાવેલાં અવલોકનો પૈકી કોઈપણ અવલોકન આપણને કોઈ રાસાયણિક પ્રક્રિયા થઈ છે કે કેમ તે નક્કી કરવામાં મદદ કરે છે.

અવસ્થામાં પરિવર્તન

રંગમાં પરિવર્તન

વાયુનો ઉદ્ભવ

તાપમાનમાં પરિવર્તન

જો આપણે આપણી આસપાસ થતા ફેરફારનું અવલોકન કરીએ તો આપણને જાણવા મળશે કે આપણી આસપાસ અનેક જુદા-જુદા પ્રકારની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ થતી હોય છે. આ પ્રકરણમાં આપણે જુદા-જુદા પ્રકારની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને તેઓના સાંકેતિક નિરૂપણ વિશે અભ્યાસ કરીશું.

❖

1.1 રાસાયણિક સમીકરણો (Chemical Equations)

પ્રવૃત્તિ 1.1નું વર્ણન આ મુજબ થઈ શકે - જ્યારે મૅગ્નેશિયમની પટ્ટી હવામાં સળગે છે ત્યારે તે મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓનું વાક્ય સ્વરૂપે વર્ણન ઘણું લાંબું થઈ જાય છે. તેને સંક્ષિપ્ત સ્વરૂપે પણ લખી શકાય છે. આમ, કરવા માટેનો સૌથી સરળ માર્ગ એ છે કે તેને શાબ્દિક સમીકરણના સ્વરૂપમાં લખવું.

ઉપર્યુક્ત પ્રક્રિયા માટે શાબ્દિક સમીકરણ આ પ્રકારે થશે :

મૅગ્નેશિયમ + ઑક્સિજન → મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડ

(પ્રક્રિયકો)

(નીપજ)

(1.1)

પ્રક્રિયા (1.1)માં દર્શાવેલા અને રાસાયણિક ફેરફાર અનુભવતા પદાર્થો મૅગ્નેશિયમ અને ઑક્સિજન પ્રક્રિયકો છે. પ્રક્રિયા દરમિયાન નવો ઉત્પન્ન થતો પદાર્થ મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડ નીપજ છે.

શાબ્દિક સમીકરણ પ્રક્રિયકો અને નીપજોની વચ્ચે તીરની નિશાની દ્વારા પ્રક્રિયકોનું નીપજોમાં થતું રૂપાંતર દર્શાવે છે. પ્રક્રિયકોને શાબ્દિક સમીકરણમાં ડાબી તરફ (LHS) તેમની વચ્ચે (+) ચિહ્ન દ્વારા લખાય છે. તેવી જ રીતે, નીપજોને જમણી તરફ (RHS) તેમની વચ્ચે (+) ચિહ્ન દ્વારા લખાય છે. તીરનો અગ્રભાગ (arrow head) નીપજો તરફ હોય છે અને તે પ્રક્રિયાની દિશા દર્શાવે છે.

વિજ્ઞાન

સોપાન 1 : રાસાયણિક સમીકરણને સમતોલિત કરવા માટે સૌપ્રથમ દરેક સૂત્રની ફરતે એક ખાનું (બૉક્સ) બનાવો. સમીકરણને સમતોલિત કરતી વખતે ખાનાંઓની અંદર કોઈ ફેરફાર કરશો નહિ.

Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂

(1.5)

સોપાન II : અસમતોલિત સમીકરણ (1.5)માં હાજર રહેલાં જુદાં-જુદાં તત્ત્વોના પરમાણુઓની સંખ્યાની યાદી બનાવો.

તત્ત્વ	પ્રક્રિયકોમાંના પરમાણુઓની સંખ્યા (LHS)	નીપજોમાંના પરમાણુઓની સંખ્યા (RHS)
Fe	1	3
H	2	2
O	1	4

સોપાન III : સરળતા ખાતર સૌથી વધુ પરમાણુઓ ધરાવતા સંયોજનના સમતોલનની શરૂઆત કરો. તે પ્રક્રિયક કે નીપજ ગમે તે હોઈ શકે છે. તે સંયોજનમાં સૌથી વધુ પરમાણુઓ ધરાવતું તત્ત્વ પસંદ કરો. આ માપદંડ પ્રમાણે આપણે Fe₃O₄ અને તેમાં રહેલા ઑક્સિજન તત્ત્વની પસંદગી કરીએ છીએ. જમણી તરફ ઑક્સિજનના ચાર પરમાણુઓ છે, જ્યારે ડાબી તરફ ઑક્સિજનનો માત્ર એક જ પરમાણુ છે.

ઑક્સિજનના પરમાણુઓને સમતોલિત કરવા માટે -

ઑક્સિજનના પરમાણુઓ	પ્રક્રિયકોમાં	નીપજોમાં
(i) શરૂઆતમાં	1 (H₂O માં)	4 (Fe₃O₄ માં)
(ii) સમતોલિત કરવા માટે	1 × 4	4

એ ચોક્કસપણે યાદ રાખવું જરૂરી છે કે, પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન કરવા માટે આપણે પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતાં સંયોજનો કે તત્ત્વોનાં સૂત્રો બદલી શકાતાં નથી. ઉદાહરણ તરીકે ઑક્સિજન પરમાણુઓને સમતોલિત કરવા માટે આપણે '4' સહગુણક (Coefficient) મૂકી 4H₂O લખી શકીએ પરંતુ H₂O₄ અથવા (H₂O)₄ ન લખી શકાય.

હવે, આંશિક રીતે સમતોલિત સમીકરણ નીચે મુજબ થશે :

Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + H₂

(આંશિક રીતે સમતોલિત સમીકરણ)

(1.6)

સોપાન IV : Fe અને H પરમાણુઓ હજી પણ સમતોલિત નથી. આ તત્ત્વો પૈકી કોઈ એકને પસંદ કરીને આગળ વધીએ. ચાલો, આપણે આ આંશિક રીતે સમતોલિત સમીકરણમાં હાઈડ્રોજન પરમાણુઓને સમતોલિત કરીએ.

H-પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન કરવા માટે જમણી તરફ હાઇડ્રોજન અણુઓની સંખ્યા 4 કરો.

હાઇડ્રોજનના પરમાણુઓ	પ્રક્રિયકોમાં	નીપજોમાં
(i) શરૂઆતમાં	8 (4H₂O માં)	2 (H₂ માં)
(ii) સમતોલિત કરવા માટે	8	2 × 4

સમીકરણ આ પ્રમાણે થશે :

Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + 4 H₂

(આંશિક રીતે સમતોલિત સમીકરણ)

(1.7)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

વિજ્ઞાન

સોપાન V : ઉપર્યુક્ત સમીકરણ ચકાસો અને સમતોલિત ન હોય તેવું ત્રીજું તત્ત્વ પસંદ કરો. તમે જોશો કે માત્ર એક જ તત્ત્વનું સમતોલન બાકી છે અને તે, આયર્ન (લોખંડ) છે.

આયર્ન (લોખંડ)ના પરમાણુઓ	પ્રક્રિયકોમાં	નીપજોમાં
(i) શરૂઆતમાં	1 (Fe માં)	3 (Fe₃O₄ માં)
(ii) સમતોલિત કરવા માટે	1 × 3	3

Feને સમતોલિત કરવા માટે, આપણે ડાબી તરફ Feના ત્રણ પરમાણુ લઈએ.

3 Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + 4 H₂

(1.8)

સોપાન VI : અંતમાં સમતોલિત સમીકરણની ખરાઈ કરવા માટે આપણે સમીકરણની બંને તરફ રહેલા દરેક તત્ત્વના પરમાણુઓની ગણતરી કરીએ.

3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂

(સમતોલિત સમીકરણ)

(1.9)

સમીકરણ (1.9)માં બંને તરફ રહેલાં તત્ત્વોના પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન છે. હવે, આ સમીકરણ સમતોલિત છે. રાસાયણિક સમીકરણોને સમતોલિત કરવાની આ પદ્ધતિ હિટ ઍન્ડ ટ્રાયલ (Hit and Trial) પદ્ધતિ કહેવાય છે, કારણ કે આપણે નાનામાં નાના પૂર્ણાંક સહગુણાંકનો ઉપયોગ કરીને સમીકરણને સમતોલિત કરવાનો પ્રયત્ન કરીએ છીએ.

સોપાન VII : ભૌતિક અવસ્થાઓની સંજ્ઞાઓ લખવી ધ્યાનપૂર્વક ઉપર્યુક્ત દર્શાવેલા સમતોલિત સમીકરણ 1.9ને તપાસો. શું આ સમીકરણ દ્વારા આપણને દરેક પ્રક્રિયક અને નીપજની ભૌતિક અવસ્થા વિશેની માહિતી પ્રાપ્ત થાય છે ? આ સમીકરણમાં તેઓની ભૌતિક અવસ્થાઓ વિશેની કોઈ માહિતી અપાયેલી નથી.

રાસાયણિક સમીકરણને વધુ માહિતીપ્રદ બનાવવા માટે પ્રક્રિયક અને નીપજનાં રાસાયણિક સૂત્રોની સાથે તેઓની ભૌતિક અવસ્થાઓનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવે છે. પ્રક્રિયકો અને નીપજોની વાયુરૂપ, પ્રવાહી, જલીય અને ઘન અવસ્થાઓને અનુક્રમે (g), (l), (aq) અને (s) જેવા સંકેતો (notations) દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. પાણીમાં બનાવેલા દ્રાવણમાં પ્રક્રિયક અથવા નીપજ હાજર હોય તો જલીય (aqueous) (aq) શબ્દ લખાય છે.

(1.10)

સમતોલિત સમીકરણ (1.9) નીચે પ્રમાણે થશે :

3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g)

અત્રે નોંધનીય છે કે H₂O ની સાથે (g) સંજ્ઞાનો ઉપયોગ દર્શાવે છે કે, આ પ્રક્રિયામાં પાણીનો ઉપયોગ વરાળ (બાષ્પ) સ્વરૂપે કરવામાં આવ્યો છે.

સામાન્ય રીતે જ્યાં સુધી જરૂરી ન હોય ત્યાં સુધી રાસાયણિક સમીકરણમાં ભૌતિક અવસ્થાઓનો સમાવેશ કરવામાં આવતો નથી.

કેટલીક વખત પ્રક્રિયા માટે પ્રક્રિયા પરિસ્થિતિઓ જેવી કે તાપમાન, દબાણ, ઉદીપક વગેરે સમીકરણમાં તીરની નિશાનીની ઉપર અને/અથવા નીચે તરફ દર્શાવવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

CO(g) + 2H₂(g) 340 વાતાવરણ → CH₃OH(l)

(1.11)

6CO₂(aq) + 12H₂O(l) સૂર્યપ્રકાશ → ક્લોરોફિલ C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(aq) + 6H₂O(l)

(ગ્લુકોઝ)

(1.12)

આ સોપાનોના ઉપયોગ દ્વારા શું તમે આ પ્રકરણમાં અગાઉ આપેલ સમીકરણ (1.2)ને સમતોલિત કરી શકશો ?

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

Y8B4K1

પ્રશ્નો

મૅગ્નેશિયમની પટ્ટીને હવામાં સળગાવતાં પહેલાં શા માટે સ્વચ્છ કરવામાં આવે છે ?
નીચે દર્શાવેલ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ માટે સમતોલિત સમીકરણ લખો :
- (i) હાઈડ્રોજન + ક્લોરિન → હાઈડ્રોજન ક્લોરાઇડ
- (ii) બેરિયમ ક્લોરાઇડ + ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ → બેરિયમ સલ્ફેટ + ઍલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ
- (iii) સોડિયમ + પાણી → સોડિયમ હાઈડ્રૉક્સાઈડ + હાઈડ્રોજન
નીચે દર્શાવેલ પ્રક્રિયાઓ માટે ભૌતિક અવસ્થાઓની સંજ્ઞા સહિતના સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો :
- (i) બેરિયમ ક્લોરાઇડ અને સોડિયમ સલ્ફેટના પાણીમાં બનાવેલાં દ્રાવણો વચ્ચે પ્રક્રિયા થઈ અદ્રાવ્ય બેરિયમ સલ્ફેટ અને સોડિયમ ક્લોરાઈડનું દ્રાવણ મળે છે.
- (ii) સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઈડનું દ્રાવણ (પાણીમાં) હાઈડ્રોક્લોરિક ઍસિડના દ્રાવણ (પાણીમાં) સાથે પ્રક્રિયા કરી સોડિયમ ક્લોરાઈડનું દ્રાવણ અને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે.

❖

1.2 રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓના પ્રકાર (Types of Chemical Reactions)

ધોરણ IXમાં આપણે શીખી ગયાં કે કોઈ પણ રાસાયણિક પ્રક્રિયા દરમિયાન કોઈ એક તત્ત્વના પરમાણુઓનું રૂપાંતર અન્ય તત્ત્વના પરમાણુઓમાં થતું નથી. તેમજ પરમાણુઓ મિશ્રણમાંથી અદૃશ્ય થઈ જાય અથવા બહારથી ગમે ત્યાંથી મિશ્રણમાં દાખલ થઈ જાય તેવું બનતું નથી. ખરેખર રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં પરમાણુઓ વચ્ચે બંધો તૂટીને તેમજ બંધો બનીને નવા પદાર્થો ઉદ્ભવે છે. પરમાણુઓ વચ્ચે બનતા બંધોના પ્રકાર વિશે તમે પ્રકરણ 3 અને 4માં અભ્યાસ કરશો.

1.2.1 સંયોગીકરણ પ્રક્રિયા (Combination Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.4

બીકરમાં કેલ્શિયમ ઑક્સાઇડ અથવા કળીચૂનાનો થોડો જથ્થો લો.
તેમાં ધીરે-ધીરે પાણી ઉમેરો.
આકૃતિ 1.3માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બીકરને સ્પર્શ કરો. શું તમે તાપમાનમાં કોઈ ફેરફાર અનુભવો છો ?

[ આકૃતિ 1.3 લેબલ્સ અને વિગતો ]

• બીકર (Beaker)
• પાણી (Water)
• કૅલ્શિયમ ઑક્સાઈડ (Calcium Oxide)
• હસ્ત સ્પર્શ દ્વારા તાપમાન ફેરફાર (ઉષ્મા અનુભૂતિ)

આકૃતિ 1.3: કેલ્શિયમ ઑકસાઈડની પાણી સાથેની પ્રક્રિયાથી ફોડેલા ચૂના (Slaked lime)નું નિર્માણ

કૅલ્શિયમ ઑક્સાઈડ ખૂબ જ ઉગ્ર રીતે (Vigorously) પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી ફોડેલો ચૂનો (કૅલ્શિયમ હાઈડ્રૉક્સાઈડ) બનાવે છે અને પુષ્કળ પ્રમાણમાં ઉષ્મા ઉત્પન્ન કરે છે.

CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + ઉષ્મા

(કળીચૂનો)

(ફોડેલો ચૂનો)

(1.13)

આ પ્રક્રિયામાં કૅલ્શિયમ ઑક્સાઈડ અને પાણી સંયોજાઈને એક જ નીપજ કૅલ્શિયમ હાઈડ્રૉક્સાઈડ બનાવે છે. એવી પ્રક્રિયા કે જેમાં બે કે તેથી વધુ પ્રક્રિયકોમાંથી એક જ નીપજનું નિર્માણ થાય તેને સંયોગીકરણ પ્રક્રિયા કહે છે.

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

પ્રક્રિયા 1.13માં ઉદ્ભવેલા ફોડેલા ચૂનાના દ્રાવણનો ઉપયોગ દીવાલોને ધોળવા માટે થાય છે. કૅલ્શિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ હવામાંના કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ સાથે ધીમી પ્રક્રિયા દ્વારા દીવાલો પર કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટનું પાતળું સ્તર બનાવે છે. દીવાલ ધોળ્યા બાદ બે-ત્રણ દિવસ પછી કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટનું નિર્માણ થાય છે, જેથી દીવાલો પર ચમક આવી જાય છે. અહીં નોંધવા જેવી રસપ્રદ (interesting) વાત એ છે કે, આરસપહાણનું રાસાયણિક સૂત્ર પણ CaCO₃ છે.

Ca(OH)₂(aq) + CO₂(g) → CaCO₃(s) + H₂O(l)

(કૅલ્શિયમ હાઈડ્રૉક્સાઈડ)

(કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટ)

(1.14)

ચાલો, આપણે સંયોગીકરણ પ્રક્રિયાઓનાં કેટલાંક વધુ ઉદાહરણોની ચર્ચા કરીએ.

(i) કોલસાનું સળગવું

C(s) + O₂(g) → CO₂(g)

(1.15)

(ii) H₂(g) અને O₂(g) માંથી પાણીનું નિર્માણ

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l)

(1.16)

સરળ ભાષામાં આપણે કહી શકીએ છીએ કે, જ્યારે બે કે તેથી વધુ પદાર્થો (તત્ત્વો કે સંયોજનો) સંયોજાઈને એક જ નીપજનું નિર્માણ કરે છે ત્યારે તે પ્રક્રિયાઓને સંયોગીકરણ પ્રક્રિયાઓ કહે છે.

પ્રવૃત્તિ 1.4માં પણ આપણે અવલોકન કર્યું છે કે, વધુ માત્રામાં ઉષ્મા ઉત્પન્ન થઈ છે તે પ્રક્રિયા મિશ્રણને ગરમ કરે છે. એવી પ્રક્રિયાઓ કે જેમાં નીપજોના નિર્માણની સાથે ઉષ્મા મુક્ત થાય છે, તેને ઉષ્માક્ષેપક (Exothermic) રાસાયણિક પ્રક્રિયા કહે છે.

ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયાઓનાં અન્ય ઉદાહરણો -

(i) કુદરતી વાયુનું સળગવું (દહન)

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

(1.17)

(ii) શું તમે જાણો છો કે શ્વસન ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે ?

આપણે સૌ જાણીએ છીએ કે જીવવા માટે આપણને ઊર્જાની જરૂર પડે છે. આપણે જે ખોરાક ખાઈએ છીએ તેમાંથી આ ઊર્જા મળે છે. પાચન દરમિયાન ખોરાક વધુ સરળ પદાર્થોમાં વિભાજિત થાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે ભાત, બટાકા અને બ્રેડ (Bread)માં કાર્બોદિત પદાર્થો હોય છે. આ કાર્બોદિત પદાર્થોનું વિભાજન થઈ ગ્લુકોઝ બન છે. આ ગ્લુકોઝ આપણા શરીરના કોષોમાં રહેલા ઓક્સિજન સાથે સંયોજાઈને ઊર્જા પૂરી પાડે છે. આ પ્રક્રિયાનું વિશિષ્ટ નામ શ્વસન છે, જેનો અભ્યાસ તમે પ્રકરણ 6માં કરશો.

C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(aq) → 6CO₂(aq) + 6H₂O(l) + ઊર્જા

(ગ્લુકોઝ)

(1.18)

(iii) વનસ્પતિજ દ્રવ્યનું વિઘટન થઈ ખાતર બનવું, પણ ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે.

પ્રવૃત્તિ 1.1માં થતી પ્રક્રિયાનો પ્રકાર ઓળખો કે જેમાં એક જ નીપજના નિર્માણ સાથે ઉષ્મા ઉદ્ભવે છે.

❖

વિજ્ઞાન

1.2.2 વિઘટન પ્રક્રિયા (Decomposition Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.5

એક શુષ્ક ઉત્કલન નળી (Boiling Tube)માં આશરે 2 g ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિકો લો.
ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિકનો રંગ નોંધો.
આકૃતિ 1.4માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ઉત્કલન નળીને બર્નર અથવા સ્પિરિટ લૅમ્પની જ્યોત પર ગરમ કરો.
ગરમ કર્યા બાદ ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિકના રંગનું અવલોકન કરો.

શું તમે નોંધ્યું કે ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિકનો લીલો રંગ બદલાયો છે ? સલ્ફરના બળવાથી ઉદ્ભવતી લાક્ષણિક વાસ પણ તમે સૂંઘી શકો છો.

[ આકૃતિ 1.4: ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિક ધરાવતી ઉત્કલન નળીને ગરમ કરવાની અને તેની વાસ સૂંઘવાની સાચી રીત ]

• વાયુને ધીમેથી નાક તરફ વાળો
• ઉત્કલન નળીના મુખને તમારા કે તમારા પાડોશી તરફ ન રાખો
• ઉત્કલન નળી (Boiling tube)
• ફેરસ સલ્ફેટ સ્ફટિક (Ferrous sulfate crystals)
• બર્નર (Burner)
• ચીપિયો (Tongs)

આકૃતિ 1.4: ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિક ધરાવતી ઉત્કલન નળીને ગરમ કરવાની અને તેની વાસ સૂંઘવાની સાચી રીત

2FeSO₄(s) ઉષ્મા→ Fe₂O₃(s) + SO₂(g) + SO₃(g)

(ફેરસ સલ્ફેટ)

(ફેરિક ઑક્સાઈડ)

(સલ્ફર ડાયૉક્સાઈડ)

(સલ્ફર ટ્રાયોક્સાઇડ)

(1.19)

આ પ્રક્રિયામાં તમે જોઈ શકો છો કે એક જ પ્રક્રિયક તૂટીને વધુ સરળ નીપજો આપે છે. આ પ્રક્રિયા વિઘટન પ્રક્રિયા છે. ફેરસ સલ્ફેટ (FeSO₄ • 7H₂O) ના સ્ફટિકને ગરમ કરતાં તેમાંથી પાણી દૂર થાય છે અને સ્ફટિકનો રંગ બદલાય છે. ઉપરાંત તે ફેરિક ઑક્સાઈડ (Fe₂O₃), સલ્ફર ડાયૉક્સાઈડ (SO₂) અને સલ્ફર ટ્રાયોક્સાઇડ (SO₃) માં વિઘટિત થાય છે. ફેરિક ઓક્સાઈડ ઘન છે, જ્યારે SO₂ અને SO₃ વાયુઓ છે.

કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટનું ઉષ્મા આપવાથી કૅલ્શિયમ ઓક્સાઈડ અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડમાં થતું વિઘટન વિવિધ ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી એક અગત્યની વિઘટન પ્રક્રિયા છે. કૅલ્શિયમ ઑક્સાઇડને ચૂનો અથવા કળીચૂનો કહે છે. તેના અનેક ઉપયોગો છે, તે પૈકીનો એક સિમેન્ટની બનાવટમાં થાય છે. ઉષ્માની મદદથી કરવામાં આવતી વિઘટન પ્રક્રિયાને ઉષ્મીય વિઘટન કહે છે.

CaCO₃(s) ઉષ્મા→ CaO(s) + CO₂(g)

(ચૂનાનો પથ્થર)

(કળીચૂનો)

(1.20)

ઉષ્મીય વિઘટનનું અન્ય ઉદાહરણ પ્રવૃત્તિ 1.6માં આપેલ છે.

પ્રવૃત્તિ 1.6

ઉત્કલન નળીમાં આશરે 2 g લેડ નાઇટ્રેડ પાઉડર લો.
આકૃતિ 1.5માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ઉત્કલન નળીને ચીપિયા વડે પકડીને જ્યોત ઉપર ગરમ કરો.
તમે શું અવલોકન કરો છો ? જો કોઈ પરિવર્તન દેખાય તો તેને નોંધી લો.

તમને કથ્થાઈ રંગનો ધુમાડો ઉત્પન્ન થતો દેખાશે. આ ધુમાડો નાઇટ્રોજન ડાયૉક્સાઇડ (NO₂) નો છે. આ પ્રક્રિયા નીચે પ્રમાણે થાય છે :

[ આકૃતિ 1.5: લેડ નાઈટ્રેટને ગરમ કરવું તેમજ નાઈટ્રોજન ડાયૉક્સાઈડનું ઉત્પન્ન થવું ]

• ચીપિયો (Tongs)
• ઉત્કલન નળી (Boiling tube)
• લેડ નાઇટ્રેટ (Lead nitrate)
• બર્નર (Burner)

આકૃતિ 1.5: લેડ નાઈટ્રેટને ગરમ કરવું તેમજ નાઈટ્રોજન ડાયૉક્સાઈડનું ઉત્પન્ન થવું

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

2Pb(NO₃)₂(s) ઉષ્મા → 2PbO(s) + 4NO₂(g) + O₂(g)

(લેડ નાઇટ્રેટ)

(લેડ ઑક્સાઈડ)

(નાઈટ્રોજન ડાયૉક્સાઈડ)

(ઑક્સિજન)

(1.21)

ચાલો, આપણે પ્રવૃત્તિ 1.7 અને 1.8માં દર્શાવેલી કેટલીક વધુ વિઘટન પ્રક્રિયાઓ કરીએ.

પ્રવૃત્તિ 1.7

એક પ્લાસ્ટિકનો કપ લઈ તેનાં તળિયે બે છિદ્રો કરો અને આ છિદ્રોમાં રબરના બૂચ લગાવો.
આકૃતિ 1.6માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે આ રબરના બૂચમાં કાર્બનના વિદ્યુતધ્રુવો દાખલ કરો.
આ વિદ્યુત-ધ્રુવોને 6 વોલ્ટના વિદ્યુતીય કોષ (બૅટરી) સાથે જોડો.
વિદ્યુત-ધ્રુવો પાણીમાં ડૂબે તે રીતે કપમાં પાણી ભરી દો. પાણીમાં મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના થોડાં ટીપાં ઉમેરો.
પાણીથી ભરેલી બે કસનળીઓ લો અને તેને કાર્બનના બે વિદ્યુતધ્રુવો પર ઊંધી ગોઠવો.
વિદ્યુતપ્રવાહ ચાલુ કરી સમગ્ર ઉપકરણને થોડી વાર માટે ખલેલ પહોંચાડ્યા સિવાય રાખી મૂકો.
તમને બંને વિદ્યુતધ્રુવો પર પરપોટા ઉદ્ભવતા દેખાશે. આ પરપોટા કસનળીઓમાં પાણીનું વિસ્થાપન કરે છે.
શું બંને કસનળીઓમાં એકઠા થયેલા વાયુનું કદ સમાન છે ?
બંને કસનળીઓમાં પૂરતા પ્રમાણમાં વાયુ ભરાઈ જાય ત્યારે સાવધાનીપૂર્વક કસનળીઓને દૂર કરો.
વારાફરતી બંને કસનળીઓના મુખ ઉપર સળગતી મીણબત્તી લાવી વાયુઓની પરખ કરો.

ચેતવણી : આ સોપાન શિક્ષક દ્વારા સાવધાનીપૂર્વક થવું જોઈએ.

દરેક કિસ્સામાં શું થાય છે ? પ્રત્યેક કસનળીમાં કયો વાયુ હાજર છે ?

[ આકૃતિ 1.6 લેબલ્સ અને ઉપકરણ વિગતો ]

• પ્લાસ્ટિક કપ (Plastic Cup)
• ઑક્સિજન (Oxygen) / • હાઈડ્રોજન (Hydrogen)
• કસનળી (Test Tube) / • પાણી (Water)
• ગ્રેફાઇટનો સળિયો (Graphite Rod)
• રબરનો બૂચ (Rubber Stopper)
• ઍનોડ (Anode) / • કૅથોડ (Cathode)
• સ્વિચ (Switch) / • 6V વીજકોષ (6V Battery)

આકૃતિ 1.6: પાણીનું વિદ્યુતવિભાજન

પ્રવૃત્તિ 1.8

એક ચાઈના ડિશમાં 2 g સિલ્વર ક્લોરાઈડ લો. તેનો રંગ કેવો છે ?
થોડીવાર માટે ચાઈના ડિશને સૂર્યના પ્રકાશમાં મૂકો (આકૃતિ 1.7). થોડા સમય પછી સિલ્વર ક્લોરાઈડના રંગનું અવલોકન કરો.

તમે જોશો કે સૂર્યપ્રકાશમાં સફેદ સિલ્વર ક્લોરાઇડનું રૂપાંતર રાખોડી રંગના પદાર્થમાં થાય છે. પ્રકાશને કારણે સિલ્વર ક્લોરાઇડનું વિઘટન સિલ્વર અને ક્લોરિનમાં થવાને કારણે આવું થાય છે.

[ આકૃતિ 1.7 લેબલ્સ અને પરિસ્થિતિ ]

• સૂર્યપ્રકાશ (Sunlight)
• ચાઈના ડિશ (China Dish)
• સિલ્વર ક્લોરાઈડ (Silver Chloride)

આકૃતિ 1.7: સૂર્યના પ્રકાશમાં સિલ્વર ક્લોરાઇડ રાખોડી રંગમાં રૂપાંતરિત થઈને સિલ્વર ધાતુ બન છે.

2AgCl(s) સૂર્યપ્રકાશ → 2Ag(s) + Cl₂(g)

(1.22)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

વિજ્ઞાન

સિલ્વર બ્રોમાઇડ પણ આ જ પ્રકારે વર્તે છે.

2AgBr(s) સૂર્યપ્રકાશ → 2Ag(s) + Br₂(g)

(1.23)

ઉપર્યુક્ત પ્રક્રિયાઓ શ્યામ અને શ્વેત (Black and White) ફોટોગ્રાફીમાં વપરાય છે. વિઘટન પ્રક્રિયામાં પ્રક્રિયકોના બંધો તોડવા માટે ઉષ્મા, પ્રકાશ અથવા વિદ્યુત સ્વરૂપે ઊર્જા જરૂરી છે. જે પ્રક્રિયાઓમાં ઊર્જા શોષાતી હોય તેવી પ્રક્રિયાઓને ઉષ્માશોષક (Endothermic) પ્રક્રિયાઓ કહે છે.

નીચે દર્શાવેલ પ્રવૃત્તિ કરો :

એક કસનળીમાં આશરે 2 g બેરિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ લો. તેમાં 1 g એમોનિયમ ક્લોરાઇડ ઉમેરીને કાચના સળિયા વડે મિશ્ર કરો. તમારી હથેળીને કસનળીના તળિયાના સંપર્કમાં લાવો. તમે શું અનુભવો છો ? શું તે ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે કે ઉષ્માશોષક ?

પ્રશ્નો

કોઈ પદાર્થ 'X' નું દ્રાવણ દીવાલો ધોળવા (સફેદ કરવા) માટે વપરાય છે.
- (i) પદાર્થ 'X' નું નામ આપો અને તેનું સૂત્ર લખો.
- (ii) ઉપર (i) માં દર્શાવેલ પદાર્થ 'X' ની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા લખો.
પ્રવૃત્તિ 1.7 માં એક કસનળીમાં એકઠો થતો વાયુનો જથ્થો બીજી કસનળીમાં એકઠા થતા વાયુના જથ્થા કરતાં બમણો શા માટે છે ? આ વાયુનું નામ આપો.

❖

1.2.3 વિસ્થાપન પ્રક્રિયા (Displacement Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.9

લોખંડની ત્રણ ખીલીઓ લઈ તેને કાચપેપર વડે ઘસીને સાફ કરો.
'A' અને 'B' નામ આપેલા બે કસનળીઓ લો. પ્રત્યેક કસનળીમાં આશરે 10 mL કોપર સલ્ફેટ (CuSO₄) નું દ્રાવણ લો.
લોખંડની બે ખીલીઓને દોરી વડે બાંધીને કસનળી B ના કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાં આશરે 20 મિનિટ માટે ડૂબાડો (આકૃતિ 1.8 (a)). સરખામણી કરવા માટે લોખંડની એક ખીલીને અલગ રાખો.
20 મિનિટ પછી લોખંડની ખીલીઓને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાંથી બહાર કાઢો.

[ આકૃતિ 1.8 (a) લેબલ્સ અને પ્રયોગ વિગતો ]

• સ્ટેન્ડ (Stand)
• કસનળી (Test Tube)
• દોરી (Thread)
• કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ (Copper Sulfate Solution)
• લોખંડની ખીલી (Iron Nail)

આકૃતિ 1.8 (a): કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ડૂબાડેલી લોખંડની ખીલીઓ ધરાવતી પ્રયોગ પદ્ધતિ

કસનળી A અને B માં રહેલા કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણના રંગની તીવ્રતાની સરખામણી કરો.
કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ડૂબાડેલી ખીલીઓના રંગની સરખામણી અલગ રાખેલી ખીલી સાથે કરો (આકૃતિ 1.8 (b)).

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

[ આકૃતિ 1.8 (b) લેબલ્સ અને પ્રયોગ સરખામણી ]

• લોખંડની ખીલીઓ : પ્રયોગ સિવાય અલગ રાખેલી લોખંડની ખીલી અને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાંથી બહાર કાઢેલી લોખંડની ખીલી (કથ્થાઈ રંગની બનેલી)
• કસનળી સ્ટેન્ડ : કસનળી A (માત્ર કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ) અને કસનળી B (પ્રયોગ કરેલ મિશ્રણ દ્રાવણ)
• કસનળી A : કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ (તીવ્ર ભૂરો રંગ)
• કસનળી B : પ્રક્રિયા મિશ્રણ દ્રાવણ (ઝાંખો લીલાશ પડતો રંગ)

આકૃતિ 1.8 (b): પ્રયોગ પહેલાં અને પછીની લોખંડની ખીલીઓ અને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણની સરખામણી

લોખંડની ખીલી કથ્થાઈ રંગની શા માટે થાય છે અને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણનો ભૂરો રંગ ઝાંખો શા માટે પડે છે ?

આ પ્રવૃત્તિમાં નીચે દર્શાવેલી રાસાયણિક પ્રક્રિયા થાય છે :

Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s)

(કોપર સલ્ફેટ)

(આયર્ન સલ્ફેટ)

(1.24)

આ પ્રક્રિયામાં આયર્ન (લોખંડ) એ કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાંથી કોપરને વિસ્થાપિત અથવા દૂર કરે છે. આ પ્રક્રિયાને વિસ્થાપન (Displacement) પ્રક્રિયા કહે છે.

વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓનાં અન્ય ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે :

Zn(s) + CuSO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + Cu(s)

(કોપર સલ્ફેટ)

(ઝિંક સલ્ફેટ)

(1.25)

Pb(s) + CuCl₂(aq) → PbCl₂(aq) + Cu(s)

(કોપર ક્લોરાઇડ)

(લેડ ક્લોરાઇડ)

(1.26)

ઝિંક અને લેડ એ કોપર કરતાં વધુ સક્રિય તત્ત્વો છે. તે કોપરના સંયોજનોમાંથી કોપરને વિસ્થાપિત કરે છે.

❖

1.2.4 દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા (Double Displacement Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.10

એક કસનળીમાં આશરે 3 mL સોડિયમ સલ્ફેટનું દ્રાવણ લો.
બીજી કસનળીમાં આશરે 3 mL બેરિયમ ક્લોરાઇડનું દ્રાવણ લો.
બંને દ્રાવણોને મિશ્ર કરો (આકૃતિ 1.9). તમે શું અવલોકન કરો છો ?

[ આકૃતિ 1.9 લેબલ્સ અને પ્રક્રિયા વિગતો ]

• બેરિયમ ક્લોરાઇડનું દ્રાવણ ધરાવતી કસનળી
• સોડિયમ સલ્ફેટનું દ્રાવણ ધરાવતી કસનળી
• બેરિયમ સલ્ફેટના સફેદ અવક્ષેપનું નિર્માણ

આકૃતિ 1.9: બેરિયમ સલ્ફેટ અને સોડિયમ ક્લોરાઇડનું નિર્માણ કરતી દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા

તમે જોશો કે પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય તેવા સફેદ પદાર્થનું નિર્માણ થાય છે. આ અદ્રાવ્ય પદાર્થને અવક્ષેપ (Precipitate) કહે છે. કોઈપણ પ્રક્રિયા કે જે અવક્ષેપ ઉત્પન્ન કરે છે તેને અવક્ષેપન (Precipitation) પ્રક્રિયા કહે છે.

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

Na₂SO₄(aq) + BaCl₂(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq)

(સોડિયમ સલ્ફેટ)

(બેરિયમ ક્લોરાઇડ)

(બેરિયમ સલ્ફેટ)

(સોડિયમ ક્લોરાઇડ)

(1.27)

આમ થવાનું કારણ શું છે ? Ba²⁺ અને SO₄^2- આયનો વચ્ચેની પ્રક્રિયાને કારણે BaSO₄ ના સફેદ અવક્ષેપ બને છે. ઉદ્ભવતી અન્ય નીપજ સોડિયમ ક્લોરાઇડ છે જે દ્રાવણમાં જ રહે છે. જે પ્રક્રિયાઓમાં પ્રક્રિયકો વચ્ચે આયનોની આપ-લે થતી હોય તેવી પ્રક્રિયાઓને દ્વિવિસ્થાપન (Double Displacement) પ્રક્રિયાઓ કહે છે.

પ્રવૃત્તિ 1.2 યાદ કરો :

જેમાં તમે લેડ(II) નાઇટ્રેટ અને પોટેશિયમ આયોડાઇડના દ્રાવણોને મિશ્ર કર્યા હતા.

ઉદ્ભવતા અવક્ષેપ કયા રંગના હતા ? શું તમે તે અદ્રાવ્ય સંયોજનનું નામ જણાવી શકશો ?
આ પ્રક્રિયા માટેનું સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો.
શું આ પ્રક્રિયા પણ દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે ?

❖

1.2.5 ઑક્સિડેશન અને રિડક્શન (Oxidation and Reduction)

પ્રવૃત્તિ 1.11

આશરે 1 g કૉપરના ભૂકાને ચાઇના ડિશમાં લઈ ગરમ કરો (આકૃતિ 1.10).
તમે શું અવલોકન કરો છો ?

[ આકૃતિ 1.10 લેબલ્સ અને પ્રયોગ ગોઠવણી ]

• ત્રિપાઈ સ્ટેન્ડ (Tripod Stand)
• બર્નર (Burner)
• તારની જાળી (Wire Gauze)
• ચાઇના ડિશ (China Dish)
• કૉપરનો ભૂકો ધરાવતી ચાઇના ડિશ
• કૉપર(II) ઑક્સાઇડનું કાળું સ્તર

આકૃતિ 1.10: કૉપરનું કૉપર ઑક્સાઇડમાં ઑક્સિડેશન

કૉપરના ભૂકાની સપાટી પર કાળા રંગના કૉપર(II) ઑક્સાઇડનું સ્તર જામી જાય છે. આ કાળો પદાર્થ શા માટે ઉદ્ભવ્યો ?

આમ થવાનું કારણ એ છે કે કૉપરમાં ઑક્સિજન ઉમેરાઈને કૉપર ઑક્સાઇડ બને છે.

2Cu + O₂ ઉષ્મા→ 2CuO

(1.28)

જો આ ગરમ કરેલા પદાર્થ (CuO) પરથી હાઇડ્રોજન વાયુ પસાર કરવામાં આવે તો સપાટી પરનું કાળું સ્તર કથ્થાઈ રંગમાં ફેરવાય છે, કારણ કે ઊલટી પ્રક્રિયા થવાને લીધે કૉપર પ્રાપ્ત થાય છે.

CuO + H₂ ઉષ્મા→ Cu + H₂O

(1.29)

જયારે પ્રક્રિયા દરમિયાન પદાર્થ ઑક્સિજન મેળવે તો તેનું ઑક્સિડેશન (Oxidation) થયું તેમ કહેવાય.

જયારે પ્રક્રિયા દરમિયાન પદાર્થ ઑક્સિજન ગુમાવે તો તેનું રિડક્શન (Reduction) થયું તેમ કહેવાય.

પ્રક્રિયા (1.29) દરમિયાન કૉપર ઑક્સાઇડ ઑક્સિજન ગુમાવી રહ્યો છે અને તેનું રિડક્શન થયું છે. હાઇડ્રોજન ઑક્સિજન મેળવી રહ્યો છે અને તેનું ઑક્સિડેશન થયું છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, પ્રક્રિયા દરમિયાન એક પ્રક્રિયક ઑક્સિડેશન પામે છે જ્યારે બીજો રિડક્શન પામે છે. આવી પ્રક્રિયાઓને ઑક્સિડેશન-રિડક્શન પ્રક્રિયાઓ અથવા રેડૉક્સ (Redox) પ્રક્રિયાઓ કહે છે.

રેડૉક્સ પ્રક્રિયા પ્રવાહ આકૃતિ

રિડક્શન પથ: CuO → Cu (ઑક્સિજન ગુમાવે છે)
ઑક્સિડેશન પથ: H₂ → H₂O (ઑક્સિજન મેળવે છે)

❖

વિજ્ઞાન

ZnO + C → Zn + CO

(1.30)

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

(1.31)

પ્રક્રિયા (1.30) માં કાર્બનનું CO માં ઑક્સિડેશન થાય છે અને ZnO નું Zn માં રિડક્શન થાય છે.

પ્રક્રિયા (1.31) માં HCl નું Cl₂ માં ઑક્સિડેશન થાય છે જ્યારે MnO₂ નું MnCl₂ માં રિડક્શન થાય છે.

ઉપર્યુક્ત ઉદાહરણોના આધારે આપણે કહી શકીએ કે જો પ્રક્રિયા દરમિયાન પદાર્થ ઑક્સિજન મેળવે અથવા હાઇડ્રોજન ગુમાવે, તો તે ઑક્સિડેશન પામે છે અને જો પ્રક્રિયા દરમિયાન પદાર્થ ઑક્સિજન ગુમાવે અથવા હાઇડ્રોજન મેળવે, તો તે રિડક્શન પામે છે.

પ્રવૃત્તિ 1.1 યાદ કરો :

જેમાં મૅગ્નેશિયમની પટ્ટી હવામાં (ઑક્સિજનની હાજરીમાં) ઝગારા મારતી સફેદ જ્યોતથી સળગે છે અને મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઇડ (MgO) માં રૂપાંતરિત થાય છે. શું આ પ્રક્રિયામાં મૅગ્નેશિયમનું ઑક્સિડેશન થાય છે કે રિડક્શન ?

❖

1.3 શું તમે રોજિંદા જીવનમાં ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓની અસરો જોઈ છે ? (Have you observed the effects of oxidation reactions in everyday life?)

1.3.1 ક્ષારણ (Corrosion)

તમે ચોક્કસ જોયું હશે કે લોખંડની નવી વસ્તુઓ ચળકતી હોય છે, પરંતુ કેટલોક સમય રાખ્યા બાદ તેની પર લાલાશ પડતા કથ્થાઈ રંગના પાવડરનું આવરણ જામી જાય છે. આ પ્રક્રિયાને સામાન્ય રીતે લોખંડનું કટાવાવું (rusting of iron) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. અન્ય કેટલીક ધાતુઓ પણ આ જ પદ્ધતિથી ઝાંખી પડે છે. શું તમે ક્યારેય તાંબા અને ચાંદીની સપાટી પર જામતા સ્તરના રંગને જોયો છે ? જ્યારે ધાતુ પર તેની આસપાસના પદાર્થો જેવા કે ભેજ, ઍસિડ વગેરેનો હુમલો થાય ત્યારે તેનું ક્ષયન થાય છે તેમ કહેવાય અને આ પ્રક્રિયાને ક્ષારણ (corrosion) કહે છે. ચાંદી પર લાગતું કાળું સ્તર અને તાંબા પર લાગતું લીલું સ્તર ક્ષારણના અન્ય ઉદાહરણો છે.

ક્ષારણને કારણે મોટરકારના ભાગો, પુલ, લોખંડના રેલિંગ, જહાજ તેમજ એવી તમામ વસ્તુઓ કે જે ધાતુની (ખાસ કરીને લોખંડની) બનેલી હોય તેને નુકસાન થાય છે. લોખંડનું ક્ષારણ એક ગંભીર સમસ્યા છે. દર વર્ષે નુકસાન પામેલા લોખંડને બદલવા માટે ઘણો મોટો ખર્ચ થાય છે. ક્ષારણ વિશે તમે વધુ અભ્યાસ પ્રકરણ 3 માં કરશો.

1.3.2 ખોરાપણું (Rancidity)

શું તમે લાંબા સમયથી રાખી મૂકેલા ચરબીયુક્ત અથવા તેલી ખોરાકનો સ્વાદ અથવા વાસ અનુભવ્યા છે ?

જ્યારે તેલ અથવા ચરબીનું ઑક્સિડેશન થાય ત્યારે તે ખોરું (rancid) થઈ જાય છે અને તેની વાસ તથા સ્વાદ બદલાઈ જાય છે. સામાન્ય રીતે ચરબીયુક્ત અને તેલી ખોરાકમાં ઑક્સિડેશનનો પ્રતિકાર કરે તેવા પદાર્થો (એન્ટી-ઑક્સિડન્ટ પદાર્થો - antioxidants) ઉમેરવામાં આવે છે. હવાચુસ્ત પાત્રમાં ખોરાક રાખવાથી તેનું ઑક્સિડેશન ધીમું થાય છે. શું તમે જાણો છો કે બટાકાની ચિપ્સ (કાતરી) બનાવવા વાળા ચિપ્સનું ઑક્સિડેશન થતું અટકાવવા માટે બૅગમાં નાઇટ્રોજન જેવા નિષ્ક્રિય વાયુ ભરે છે ?

❖

પ્રશ્નો

જ્યારે લોખંડની ખીલીને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ડૂબાડવામાં આવે ત્યારે કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણનો રંગ શા માટે બદલાય છે ?
પ્રવૃત્તિ 1.10 માં આપેલ દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા સિવાયની કોઈ એક દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ આપો.
નીચે દર્શાવેલ પ્રક્રિયાઓમાં ઑક્સિડેશન પામતા અને રિડક્શન પામતા પદાર્થોને ઓળખો :
- (i) 4Na(s) + O₂(g) → 2Na₂O(s)
- (ii) CuO(s) + H₂(g) → Cu(s) + H₂O(l)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

તમે શું શીખ્યા (Summary)

સંપૂર્ણ રાસાયણિક સમીકરણ પ્રક્રિયકો, નીપજો અને તેમની ભૌતિક અવસ્થાઓને સાંકેતિક રીતે પ્રદર્શિત કરે છે.
રાસાયણિક સમીકરણને સમતોલિત કરવામાં આવે છે જેથી પ્રક્રિયામાં સંકળાયેલા પ્રક્રિયકો અને નીપજો બંને બાજુએ રહેલા દરેક પ્રકારના પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન રહે છે. સમીકરણ હંમેશાં સમતોલિત હોવું જોઈએ.
સંયોગીકરણ પ્રક્રિયામાં બે કે તેથી વધુ પદાર્થો સંયોજાઈને એક નવો પદાર્થ (નીપજ) બનાવે છે.
વિઘટન પ્રક્રિયાઓ સંયોગીકરણ પ્રક્રિયાઓ કરતાં ઊલટી પ્રક્રિયાઓ છે. વિઘટન પ્રક્રિયામાં એક જ પદાર્થ વિભાજિત થઈને બે કે તેથી વધુ પદાર્થો આપે છે.
જે પ્રક્રિયાઓમાં નીપજોના નિર્માણની સાથે ઉષ્મા મુક્ત થાય છે તેને ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયાઓ કહે છે.
જે પ્રક્રિયાઓમાં ઊર્જા શોષાતી હોય તેવી પ્રક્રિયાઓને ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયાઓ કહે છે.
જ્યારે કોઈ વધુ સક્રિય તત્ત્વ તેનાથી ઓછા સક્રિય તત્ત્વને તેના સંયોજનના દ્રાવણમાંથી દૂર કરે છે ત્યારે તેને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહે છે.
દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓમાં બે જુદા જુદા પરમાણુઓ અથવા પરમાણુઓના સમૂહો (આયનો) ની આપ-લે થાય છે.
અવક્ષેપન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા અદ્રાવ્ય ક્ષારો (અવક્ષેપ) ઉદ્ભવે છે.
પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓક્સિજન મેળવવો અથવા હાઇડ્રોજન ગુમાવવો તેને ઑક્સિડેશન કહે છે. પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓક્સિજન ગુમાવવો અથવા હાઇડ્રોજન મેળવવો તેને રિડક્શન કહે છે.

❖

સ્વાધ્યાય (Exercise)

નીચેની પ્રક્રિયા માટે કયું વિધાન અસત્ય છે ?
2PbO(s) + C(s) → 2Pb(s) + CO₂(g)
- (a) લેડ રિડક્શન પામે છે.
- (b) કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ ઑક્સિડેશન પામે છે.
- (c) કાર્બન ઑક્સિડેશન પામે છે.
- (d) લેડ ઑક્સાઇડ રિડક્શન પામે છે.
વિકલ્પો :
- (i) (a) અને (b)
- (ii) (a) અને (c)
- (iii) (a), (b) અને (c)
- (iv) આપેલ તમામ
Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe
ઉપર દર્શાવેલી પ્રક્રિયા કઈ પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે ?
- (A) સંયોગીકરણ પ્રક્રિયા
- (B) દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા
- (C) વિઘટન પ્રક્રિયા
- (D) વિસ્થાપન પ્રક્રિયા

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

દાણાદાર ઝિંક પર મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ ઉમેરતાં કયો વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે ?
- (A) હાઇડ્રોજન
- (B) ક્લોરિન
- (C) ઑક્સિજન
- (D) સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ
સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ એટલે શું ? રાસાયણિક સમીકરણોને શા માટે સમતોલિત કરવાં જોઈએ ?
નીચેના વિધાનોને રાસાયણિક સમીકરણોના સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરો અને ત્યારબાદ તેમને સમતોલિત કરો :
- (a) હાઇડ્રોજન વાયુ નાઇટ્રોજન સાથે સંયોજાઈને એમોનિયા બનાવે છે.
- (b) હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ વાયુ હવામાં સળગીને પાણી અને સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ આપે છે.
- (c) બેરિયમ ક્લોરાઇડ ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ સાથે પ્રક્રિયા કરી ઍલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ અને બેરિયમ સલ્ફેટના અવક્ષેપ આપે છે.
- (d) પોટૅશિયમ ધાતુ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી પોટૅશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ આપે છે.
નીચેના રાસાયણિક સમીકરણોને સમતોલિત કરો :
- (a) HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + H₂O
- (b) NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O
- (c) NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃
- (d) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + HCl
નીચેની પ્રક્રિયાઓ માટે સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણો
પ્રકરણ 1

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

(Chemical Reactions and Equations)

"Facts are not science - as the dictionary is not literature."
— Martin H. Fischer

B8D2L5

રોજિંદા જીવનની નીચે દર્શાવેલ પરિસ્થિતિઓને ધ્યાનમાં લો અને વિચારો કે શું થાય છે જ્યારે —
- ઉનાળામાં ઓરડાના તાપમાને દૂધને ખુલ્લું રાખવામાં આવે.
- લોખંડના તવા/તપેલા/ખીલાને ભેજવાળા વાતાવરણમાં ખુલ્લા રાખવામાં આવે.
- દ્રાક્ષનું આથવણ થાય.
- ખોરાક રંધાય છે.
- આપણા શરીરમાં ખોરાકનું પાચન થાય.
- આપણે શ્વાસ લઈએ છીએ.
ઉપર્યુક્ત તમામ પરિસ્થિતિઓમાં પ્રારંભિક પદાર્થની પ્રકૃતિ (સ્વભાવ) અને તેની ઓળખમાં કંઈક ને કંઈક પરિવર્તન આવે છે. ද્રવ્યના ભૌતિક અને રાસાયણિક ફેરફારો વિશે આપણે અગાઉનાં ધોરણોમાં અભ્યાસ કરી ચૂક્યાં છીએ.

જયારે રાસાયણિક ફેરફાર થાય છે ત્યારે આપણે કહી શકીએ છીએ કે, કોઈ રાસાયણિક પ્રક્રિયા થઈ છે.

તમને કદાચ આશ્ચર્ય થાય કે ખરેખર રાસાયણિક પ્રક્રિયાનો અર્થ શું છે ? આપણે કેવી રીતે જાણી શકીએ કે રાસાયણિક પ્રક્રિયા થઈ છે ? આ પ્રશ્નોના ઉત્તર મેળવવા માટે ચાલો આપણે કેટલીક પ્રવૃત્તિઓ કરીએ :

❖

પ્રવૃત્તિ 1.1
ચેતવણી : આ પ્રવૃત્તિ માટે શિક્ષકની મદદ જરૂરી છે. જો વિદ્યાર્થીઓ આંખોના રક્ષણ માટે ચશ્માં પહેરી લે તો વધુ સારું.
- લગભગ 3-4 cm લાંબી મૅગ્નેશિયમની પટ્ટીને કાચપેપર (Sandpaper) વડે ઘસીને સ્વચ્છ કરો.
- તેને ચીપિયા (સાણસી) વડે પકડીને બર્નર અથવા સ્પિરિટ લૅમ્પની મદદથી સળગાવો અને તેની રાખને આકૃતિ 1.1માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે વૉચગ્લાસમાં એકત્ર કરો.
- મૅગ્નેશિયમની પટ્ટીને તમારી આંખોથી શક્ય તેટલી દૂર રાખીને સળગાવો.
તમે શું અવલોકન કરો છો ?
આકૃતિ 1.1: મૅગ્નેશિયમ-પટ્ટીનું હવામાં સળગવું અને મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડને વૉચગ્લાસમાં એકઠો કરવો
[ આકૃતિ પ્રયોગશાળા ગોઠવણી લેબલ ]

• બર્નર : પ્રજ્વલિત જ્યોત સ્ત્રોત

• ચીપિયો : મૅગ્નેશિયમ-પટ્ટીને પકડી રાખવા માટે

• મૅગ્નેશિયમ-પટ્ટી : હવામાં પ્રક્રિયા અનુભવતો પ્રક્રિયક પદાર્થ

• વૉચગ્લાસ : ઉત્પન્ન થતી સફેદ રાખને એકત્રિત કરવા માટેનું પાત્ર

• મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડ : સફેદ પાઉડર સ્વરૂપે મળતી અંતિમ નીપજ
વિજ્ઞાન - ધોરણ X

પ્રકરણ 1 | પૃષ્ઠ 1
J6J8K8

પ્રકરણ 1

તમે જોયું જ હશે કે મૅગ્નેશિયમની પટ્ટી ઝગારા મારતી (પ્રજવલિત) સફેદ જ્યોતથી સળગે છે અને સફેદ પાઉડર (રાખ)માં પરિવર્તિત થાય છે. આ પાઉડર એ મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઇડ છે. મૅગ્નેશિયમ તેમજ હવામાંના ઑક્સિજન વચ્ચે પ્રક્રિયા થવાથી મેગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડ ઉદભવે છે.

પ્રવૃત્તિ 1.2

એક કસનળીમાં લેડ નાઇટ્રેટનું દ્રાવણ લો.
તેમાં પોટૅશિયમ આયોડાઈડનું દ્રાવણ ઉમેરો.

તમે શું અવલોકન કરો છો ?

પ્રવૃત્તિ 1.3

એક કોનિકલ ફ્લાસ્ક અથવા કસનળીમાં થોડા ઝિંકના દાણા લો.

તેમાં મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ અથવા મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ ઉમેરો (આકૃતિ 1.2).

ચેતવણી : ઍસિડનો ઉપયોગ સાવચેતીથી કરવો.

શું તમને ઝિંકના દાણાની ફરતે કંઈ થઈ રહ્યું હોય તેવું દેખાય છે ?
કોનિકલ ફ્લાસ્ક અથવા કસનળીને સ્પર્શ કરો. શું તાપમાનમાં કોઈ ફેરફાર થાય છે ?

[ આકૃતિ 1.2 નિરૂપણ અને લેબલ્સ ]

• બૂચ (Cork)
• કાચની નળી (Glass Tube)
• H₂ વાયુ (Hydrogen Gas)
• કોનિકલ ફ્લાસ્ક (Conical Flask)
• મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ (Dilute Sulfuric Acid)
• દાણાદાર ઝિંક (Zinc Granules)

અવસ્થામાં પરિવર્તન

રંગમાં પરિવર્તન

વાયુનો ઉદ્ભવ

તાપમાનમાં પરિવર્તન

❖

1.1 રાસાયણિક સમીકરણો (Chemical Equations)

ઉપર્યુક્ત પ્રક્રિયા માટે શાબ્દિક સમીકરણ આ પ્રકારે થશે :

મૅગ્નેશિયમ + ઑક્સિજન → મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડ

(પ્રક્રિયકો)

(નીપજ)

(1.1)

વિજ્ઞાન

Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂

(1.5)

તત્ત્વ	પ્રક્રિયકોમાંના પરમાણુઓની સંખ્યા (LHS)	નીપજોમાંના પરમાણુઓની સંખ્યા (RHS)
Fe	1	3
H	2	2
O	1	4

ઑક્સિજનના પરમાણુઓને સમતોલિત કરવા માટે -

ઑક્સિજનના પરમાણુઓ	પ્રક્રિયકોમાં	નીપજોમાં
(i) શરૂઆતમાં	1 (H₂O માં)	4 (Fe₃O₄ માં)
(ii) સમતોલિત કરવા માટે	1 × 4	4

હવે, આંશિક રીતે સમતોલિત સમીકરણ નીચે મુજબ થશે :

Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + H₂

(આંશિક રીતે સમતોલિત સમીકરણ)

(1.6)

H-પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન કરવા માટે જમણી તરફ હાઇડ્રોજન અણુઓની સંખ્યા 4 કરો.

હાઇડ્રોજનના પરમાણુઓ	પ્રક્રિયકોમાં	નીપજોમાં
(i) શરૂઆતમાં	8 (4H₂O માં)	2 (H₂ માં)
(ii) સમતોલિત કરવા માટે	8	2 × 4

સમીકરણ આ પ્રમાણે થશે :

Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + 4 H₂

(આંશિક રીતે સમતોલિત સમીકરણ)

(1.7)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

વિજ્ઞાન

આયર્ન (લોખંડ)ના પરમાણુઓ	પ્રક્રિયકોમાં	નીપજોમાં
(i) શરૂઆતમાં	1 (Fe માં)	3 (Fe₃O₄ માં)
(ii) સમતોલિત કરવા માટે	1 × 3	3

Feને સમતોલિત કરવા માટે, આપણે ડાબી તરફ Feના ત્રણ પરમાણુ લઈએ.

3 Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + 4 H₂

(1.8)

3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂

(સમતોલિત સમીકરણ)

(1.9)

(1.10)

સમતોલિત સમીકરણ (1.9) નીચે પ્રમાણે થશે :

3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g)

CO(g) + 2H₂(g) 340 વાતાવરણ → CH₃OH(l)

(1.11)

6CO₂(aq) + 12H₂O(l) સૂર્યપ્રકાશ → ક્લોરોફિલ C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(aq) + 6H₂O(l)

(ગ્લુકોઝ)

(1.12)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

Y8B4K1

પ્રશ્નો

મૅગ્નેશિયમની પટ્ટીને હવામાં સળગાવતાં પહેલાં શા માટે સ્વચ્છ કરવામાં આવે છે ?
નીચે દર્શાવેલ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ માટે સમતોલિત સમીકરણ લખો :
- (i) હાઈડ્રોજન + ક્લોરિન → હાઈડ્રોજન ક્લોરાઇડ
- (ii) બેરિયમ ક્લોરાઇડ + ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ → બેરિયમ સલ્ફેટ + ઍલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ
- (iii) સોડિયમ + પાણી → સોડિયમ હાઈડ્રૉક્સાઈડ + હાઈડ્રોજન
નીચે દર્શાવેલ પ્રક્રિયાઓ માટે ભૌતિક અવસ્થાઓની સંજ્ઞા સહિતના સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો :
- (i) બેરિયમ ક્લોરાઇડ અને સોડિયમ સલ્ફેટના પાણીમાં બનાવેલાં દ્રાવણો વચ્ચે પ્રક્રિયા થઈ અદ્રાવ્ય બેરિયમ સલ્ફેટ અને સોડિયમ ક્લોરાઈડનું દ્રાવણ મળે છે.
- (ii) સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઈડનું દ્રાવણ (પાણીમાં) હાઈડ્રોક્લોરિક ઍસિડના દ્રાવણ (પાણીમાં) સાથે પ્રક્રિયા કરી સોડિયમ ક્લોરાઈડનું દ્રાવણ અને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે.

❖

1.2 રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓના પ્રકાર (Types of Chemical Reactions)

1.2.1 સંયોગીકરણ પ્રક્રિયા (Combination Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.4

બીકરમાં કેલ્શિયમ ઑક્સાઇડ અથવા કળીચૂનાનો થોડો જથ્થો લો.
તેમાં ધીરે-ધીરે પાણી ઉમેરો.
આકૃતિ 1.3માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બીકરને સ્પર્શ કરો. શું તમે તાપમાનમાં કોઈ ફેરફાર અનુભવો છો ?

[ આકૃતિ 1.3 લેબલ્સ અને વિગતો ]

• બીકર (Beaker)
• પાણી (Water)
• કૅલ્શિયમ ઑક્સાઈડ (Calcium Oxide)
• હસ્ત સ્પર્શ દ્વારા તાપમાન ફેરફાર (ઉષ્મા અનુભૂતિ)

CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + ઉષ્મા

(કળીચૂનો)

(ફોડેલો ચૂનો)

(1.13)

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

Ca(OH)₂(aq) + CO₂(g) → CaCO₃(s) + H₂O(l)

(કૅલ્શિયમ હાઈડ્રૉક્સાઈડ)

(કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટ)

(1.14)

ચાલો, આપણે સંયોગીકરણ પ્રક્રિયાઓનાં કેટલાંક વધુ ઉદાહરણોની ચર્ચા કરીએ.

(i) કોલસાનું સળગવું

C(s) + O₂(g) → CO₂(g)

(1.15)

(ii) H₂(g) અને O₂(g) માંથી પાણીનું નિર્માણ

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l)

(1.16)

ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયાઓનાં અન્ય ઉદાહરણો -

(i) કુદરતી વાયુનું સળગવું (દહન)

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

(1.17)

(ii) શું તમે જાણો છો કે શ્વસન ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે ?

C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(aq) → 6CO₂(aq) + 6H₂O(l) + ઊર્જા

(ગ્લુકોઝ)

(1.18)

❖

વિજ્ઞાન

1.2.2 વિઘટન પ્રક્રિયા (Decomposition Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.5

એક શુષ્ક ઉત્કલન નળી (Boiling Tube)માં આશરે 2 g ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિકો લો.
ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિકનો રંગ નોંધો.
આકૃતિ 1.4માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ઉત્કલન નળીને બર્નર અથવા સ્પિરિટ લૅમ્પની જ્યોત પર ગરમ કરો.
ગરમ કર્યા બાદ ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિકના રંગનું અવલોકન કરો.

• વાયુને ધીમેથી નાક તરફ વાળો
• ઉત્કલન નળીના મુખને તમારા કે તમારા પાડોશી તરફ ન રાખો
• ઉત્કલન નળી (Boiling tube)
• ફેરસ સલ્ફેટ સ્ફટિક (Ferrous sulfate crystals)
• બર્નર (Burner)
• ચીપિયો (Tongs)

2FeSO₄(s) ઉષ્મા→ Fe₂O₃(s) + SO₂(g) + SO₃(g)

(ફેરસ સલ્ફેટ)

(ફેરિક ઑક્સાઈડ)

(સલ્ફર ડાયૉક્સાઈડ)

(સલ્ફર ટ્રાયોક્સાઇડ)

(1.19)

CaCO₃(s) ઉષ્મા→ CaO(s) + CO₂(g)

(ચૂનાનો પથ્થર)

(કળીચૂનો)

(1.20)

ઉષ્મીય વિઘટનનું અન્ય ઉદાહરણ પ્રવૃત્તિ 1.6માં આપેલ છે.

પ્રવૃત્તિ 1.6

ઉત્કલન નળીમાં આશરે 2 g લેડ નાઇટ્રેડ પાઉડર લો.
આકૃતિ 1.5માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ઉત્કલન નળીને ચીપિયા વડે પકડીને જ્યોત ઉપર ગરમ કરો.
તમે શું અવલોકન કરો છો ? જો કોઈ પરિવર્તન દેખાય તો તેને નોંધી લો.

• ચીપિયો (Tongs)
• ઉત્કલન નળી (Boiling tube)
• લેડ નાઇટ્રેટ (Lead nitrate)
• બર્નર (Burner)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

2Pb(NO₃)₂(s) ઉષ્મા → 2PbO(s) + 4NO₂(g) + O₂(g)

(લેડ નાઇટ્રેટ)

(લેડ ઑક્સાઈડ)

(નાઈટ્રોજન ડાયૉક્સાઈડ)

(ઑક્સિજન)

(1.21)

ચાલો, આપણે પ્રવૃત્તિ 1.7 અને 1.8માં દર્શાવેલી કેટલીક વધુ વિઘટન પ્રક્રિયાઓ કરીએ.

પ્રવૃત્તિ 1.7

એક પ્લાસ્ટિકનો કપ લઈ તેનાં તળિયે બે છિદ્રો કરો અને આ છિદ્રોમાં રબરના બૂચ લગાવો.
આકૃતિ 1.6માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે આ રબરના બૂચમાં કાર્બનના વિદ્યુતધ્રુવો દાખલ કરો.
આ વિદ્યુત-ધ્રુવોને 6 વોલ્ટના વિદ્યુતીય કોષ (બૅટરી) સાથે જોડો.
વિદ્યુત-ધ્રુવો પાણીમાં ડૂબે તે રીતે કપમાં પાણી ભરી દો. પાણીમાં મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના થોડાં ટીપાં ઉમેરો.
પાણીથી ભરેલી બે કસનળીઓ લો અને તેને કાર્બનના બે વિદ્યુતધ્રુવો પર ઊંધી ગોઠવો.
વિદ્યુતપ્રવાહ ચાલુ કરી સમગ્ર ઉપકરણને થોડી વાર માટે ખલેલ પહોંચાડ્યા સિવાય રાખી મૂકો.
તમને બંને વિદ્યુતધ્રુવો પર પરપોટા ઉદ્ભવતા દેખાશે. આ પરપોટા કસનળીઓમાં પાણીનું વિસ્થાપન કરે છે.
શું બંને કસનળીઓમાં એકઠા થયેલા વાયુનું કદ સમાન છે ?
બંને કસનળીઓમાં પૂરતા પ્રમાણમાં વાયુ ભરાઈ જાય ત્યારે સાવધાનીપૂર્વક કસનળીઓને દૂર કરો.
વારાફરતી બંને કસનળીઓના મુખ ઉપર સળગતી મીણબત્તી લાવી વાયુઓની પરખ કરો.

ચેતવણી : આ સોપાન શિક્ષક દ્વારા સાવધાનીપૂર્વક થવું જોઈએ.

દરેક કિસ્સામાં શું થાય છે ? પ્રત્યેક કસનળીમાં કયો વાયુ હાજર છે ?

[ આકૃતિ 1.6 લેબલ્સ અને ઉપકરણ વિગતો ]

• પ્લાસ્ટિક કપ (Plastic Cup)
• ઑક્સિજન (Oxygen) / • હાઈડ્રોજન (Hydrogen)
• કસનળી (Test Tube) / • પાણી (Water)
• ગ્રેફાઇટનો સળિયો (Graphite Rod)
• રબરનો બૂચ (Rubber Stopper)
• ઍનોડ (Anode) / • કૅથોડ (Cathode)
• સ્વિચ (Switch) / • 6V વીજકોષ (6V Battery)

આકૃતિ 1.6: પાણીનું વિદ્યુતવિભાજન

પ્રવૃત્તિ 1.8

એક ચાઈના ડિશમાં 2 g સિલ્વર ક્લોરાઈડ લો. તેનો રંગ કેવો છે ?
થોડીવાર માટે ચાઈના ડિશને સૂર્યના પ્રકાશમાં મૂકો (આકૃતિ 1.7). થોડા સમય પછી સિલ્વર ક્લોરાઈડના રંગનું અવલોકન કરો.

[ આકૃતિ 1.7 લેબલ્સ અને પરિસ્થિતિ ]

• સૂર્યપ્રકાશ (Sunlight)
• ચાઈના ડિશ (China Dish)
• સિલ્વર ક્લોરાઈડ (Silver Chloride)

2AgCl(s) સૂર્યપ્રકાશ → 2Ag(s) + Cl₂(g)

(1.22)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

વિજ્ઞાન

સિલ્વર બ્રોમાઇડ પણ આ જ પ્રકારે વર્તે છે.

2AgBr(s) સૂર્યપ્રકાશ → 2Ag(s) + Br₂(g)

(1.23)

નીચે દર્શાવેલ પ્રવૃત્તિ કરો :

પ્રશ્નો

કોઈ પદાર્થ 'X' નું દ્રાવણ દીવાલો ધોળવા (સફેદ કરવા) માટે વપરાય છે.
- (i) પદાર્થ 'X' નું નામ આપો અને તેનું સૂત્ર લખો.
- (ii) ઉપર (i) માં દર્શાવેલ પદાર્થ 'X' ની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા લખો.
પ્રવૃત્તિ 1.7 માં એક કસનળીમાં એકઠો થતો વાયુનો જથ્થો બીજી કસનળીમાં એકઠા થતા વાયુના જથ્થા કરતાં બમણો શા માટે છે ? આ વાયુનું નામ આપો.

❖

1.2.3 વિસ્થાપન પ્રક્રિયા (Displacement Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.9

લોખંડની ત્રણ ખીલીઓ લઈ તેને કાચપેપર વડે ઘસીને સાફ કરો.
'A' અને 'B' નામ આપેલા બે કસનળીઓ લો. પ્રત્યેક કસનળીમાં આશરે 10 mL કોપર સલ્ફેટ (CuSO₄) નું દ્રાવણ લો.
લોખંડની બે ખીલીઓને દોરી વડે બાંધીને કસનળી B ના કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાં આશરે 20 મિનિટ માટે ડૂબાડો (આકૃતિ 1.8 (a)). સરખામણી કરવા માટે લોખંડની એક ખીલીને અલગ રાખો.
20 મિનિટ પછી લોખંડની ખીલીઓને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાંથી બહાર કાઢો.

[ આકૃતિ 1.8 (a) લેબલ્સ અને પ્રયોગ વિગતો ]

• સ્ટેન્ડ (Stand)
• કસનળી (Test Tube)
• દોરી (Thread)
• કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ (Copper Sulfate Solution)
• લોખંડની ખીલી (Iron Nail)

કસનળી A અને B માં રહેલા કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણના રંગની તીવ્રતાની સરખામણી કરો.
કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ડૂબાડેલી ખીલીઓના રંગની સરખામણી અલગ રાખેલી ખીલી સાથે કરો (આકૃતિ 1.8 (b)).

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

[ આકૃતિ 1.8 (b) લેબલ્સ અને પ્રયોગ સરખામણી ]

• લોખંડની ખીલીઓ : પ્રયોગ સિવાય અલગ રાખેલી લોખંડની ખીલી અને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાંથી બહાર કાઢેલી લોખંડની ખીલી (કથ્થાઈ રંગની બનેલી)
• કસનળી સ્ટેન્ડ : કસનળી A (માત્ર કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ) અને કસનળી B (પ્રયોગ કરેલ મિશ્રણ દ્રાવણ)
• કસનળી A : કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ (તીવ્ર ભૂરો રંગ)
• કસનળી B : પ્રક્રિયા મિશ્રણ દ્રાવણ (ઝાંખો લીલાશ પડતો રંગ)

આ પ્રવૃત્તિમાં નીચે દર્શાવેલી રાસાયણિક પ્રક્રિયા થાય છે :

Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s)

(કોપર સલ્ફેટ)

(આયર્ન સલ્ફેટ)

(1.24)

વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓનાં અન્ય ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે :

Zn(s) + CuSO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + Cu(s)

(કોપર સલ્ફેટ)

(ઝિંક સલ્ફેટ)

(1.25)

Pb(s) + CuCl₂(aq) → PbCl₂(aq) + Cu(s)

(કોપર ક્લોરાઇડ)

(લેડ ક્લોરાઇડ)

(1.26)

❖

1.2.4 દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા (Double Displacement Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.10

એક કસનળીમાં આશરે 3 mL સોડિયમ સલ્ફેટનું દ્રાવણ લો.
બીજી કસનળીમાં આશરે 3 mL બેરિયમ ક્લોરાઇડનું દ્રાવણ લો.
બંને દ્રાવણોને મિશ્ર કરો (આકૃતિ 1.9). તમે શું અવલોકન કરો છો ?

[ આકૃતિ 1.9 લેબલ્સ અને પ્રક્રિયા વિગતો ]

• બેરિયમ ક્લોરાઇડનું દ્રાવણ ધરાવતી કસનળી
• સોડિયમ સલ્ફેટનું દ્રાવણ ધરાવતી કસનળી
• બેરિયમ સલ્ફેટના સફેદ અવક્ષેપનું નિર્માણ

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

Na₂SO₄(aq) + BaCl₂(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq)

(સોડિયમ સલ્ફેટ)

(બેરિયમ ક્લોરાઇડ)

(બેરિયમ સલ્ફેટ)

(સોડિયમ ક્લોરાઇડ)

(1.27)

પ્રવૃત્તિ 1.2 યાદ કરો :

જેમાં તમે લેડ(II) નાઇટ્રેટ અને પોટેશિયમ આયોડાઇડના દ્રાવણોને મિશ્ર કર્યા હતા.

ઉદ્ભવતા અવક્ષેપ કયા રંગના હતા ? શું તમે તે અદ્રાવ્ય સંયોજનનું નામ જણાવી શકશો ?
આ પ્રક્રિયા માટેનું સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો.
શું આ પ્રક્રિયા પણ દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે ?

❖

1.2.5 ઑક્સિડેશન અને રિડક્શન (Oxidation and Reduction)

પ્રવૃત્તિ 1.11

આશરે 1 g કૉપરના ભૂકાને ચાઇના ડિશમાં લઈ ગરમ કરો (આકૃતિ 1.10).
તમે શું અવલોકન કરો છો ?

[ આકૃતિ 1.10 લેબલ્સ અને પ્રયોગ ગોઠવણી ]

• ત્રિપાઈ સ્ટેન્ડ (Tripod Stand)
• બર્નર (Burner)
• તારની જાળી (Wire Gauze)
• ચાઇના ડિશ (China Dish)
• કૉપરનો ભૂકો ધરાવતી ચાઇના ડિશ
• કૉપર(II) ઑક્સાઇડનું કાળું સ્તર

આકૃતિ 1.10: કૉપરનું કૉપર ઑક્સાઇડમાં ઑક્સિડેશન

આમ થવાનું કારણ એ છે કે કૉપરમાં ઑક્સિજન ઉમેરાઈને કૉપર ઑક્સાઇડ બને છે.

2Cu + O₂ ઉષ્મા→ 2CuO

(1.28)

CuO + H₂ ઉષ્મા→ Cu + H₂O

(1.29)

રેડૉક્સ પ્રક્રિયા પ્રવાહ આકૃતિ

રિડક્શન પથ: CuO → Cu (ઑક્સિજન ગુમાવે છે)
ઑક્સિડેશન પથ: H₂ → H₂O (ઑક્સિજન મેળવે છે)

❖

વિજ્ઞાન

ZnO + C → Zn + CO

(1.30)

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

(1.31)

પ્રવૃત્તિ 1.1 યાદ કરો :

❖

1.3 શું તમે રોજિંદા જીવનમાં ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓની અસરો જોઈ છે ? (Have you observed the effects of oxidation reactions in everyday life?)

1.3.1 ક્ષારણ (Corrosion)

1.3.2 ખોરાપણું (Rancidity)

❖

પ્રશ્નો

જ્યારે લોખંડની ખીલીને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ડૂબાડવામાં આવે ત્યારે કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણનો રંગ શા માટે બદલાય છે ?
પ્રવૃત્તિ 1.10 માં આપેલ દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા સિવાયની કોઈ એક દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ આપો.
નીચે દર્શાવેલ પ્રક્રિયાઓમાં ઑક્સિડેશન પામતા અને રિડક્શન પામતા પદાર્થોને ઓળખો :
- (i) 4Na(s) + O₂(g) → 2Na₂O(s)
- (ii) CuO(s) + H₂(g) → Cu(s) + H₂O(l)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

તમે શું શીખ્યા (Summary)

સંપૂર્ણ રાસાયણિક સમીકરણ પ્રક્રિયકો, નીપજો અને તેમની ભૌતિક અવસ્થાઓને સાંકેતિક રીતે પ્રદર્શિત કરે છે.
રાસાયણિક સમીકરણને સમતોલિત કરવામાં આવે છે જેથી પ્રક્રિયામાં સંકળાયેલા પ્રક્રિયકો અને નીપજો બંને બાજુએ રહેલા દરેક પ્રકારના પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન રહે છે. સમીકરણ હંમેશાં સમતોલિત હોવું જોઈએ.
સંયોગીકરણ પ્રક્રિયામાં બે કે તેથી વધુ પદાર્થો સંયોજાઈને એક નવો પદાર્થ (નીપજ) બનાવે છે.
વિઘટન પ્રક્રિયાઓ સંયોગીકરણ પ્રક્રિયાઓ કરતાં ઊલટી પ્રક્રિયાઓ છે. વિઘટન પ્રક્રિયામાં એક જ પદાર્થ વિભાજિત થઈને બે કે તેથી વધુ પદાર્થો આપે છે.
જે પ્રક્રિયાઓમાં નીપજોના નિર્માણની સાથે ઉષ્મા મુક્ત થાય છે તેને ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયાઓ કહે છે.
જે પ્રક્રિયાઓમાં ઊર્જા શોષાતી હોય તેવી પ્રક્રિયાઓને ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયાઓ કહે છે.
જ્યારે કોઈ વધુ સક્રિય તત્ત્વ તેનાથી ઓછા સક્રિય તત્ત્વને તેના સંયોજનના દ્રાવણમાંથી દૂર કરે છે ત્યારે તેને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહે છે.
દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓમાં બે જુદા જુદા પરમાણુઓ અથવા પરમાણુઓના સમૂહો (આયનો) ની આપ-લે થાય છે.
અવક્ષેપન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા અદ્રાવ્ય ક્ષારો (અવક્ષેપ) ઉદ્ભવે છે.
પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓક્સિજન મેળવવો અથવા હાઇડ્રોજન ગુમાવવો તેને ઑક્સિડેશન કહે છે. પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓક્સિજન ગુમાવવો અથવા હાઇડ્રોજન મેળવવો તેને રિડક્શન કહે છે.

❖

સ્વાધ્યાય (Exercise)

નીચેની પ્રક્રિયા માટે કયું વિધાન અસત્ય છે ?
2PbO(s) + C(s) → 2Pb(s) + CO₂(g)
- (a) લેડ રિડક્શન પામે છે.
- (b) કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ ઑક્સિડેશન પામે છે.
- (c) કાર્બન ઑક્સિડેશન પામે છે.
- (d) લેડ ઑક્સાઇડ રિડક્શન પામે છે.
વિકલ્પો :
- (i) (a) અને (b)
- (ii) (a) અને (c)
- (iii) (a), (b) અને (c)
- (iv) આપેલ તમામ
Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe
ઉપર દર્શાવેલી પ્રક્રિયા કઈ પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે ?
- (A) સંયોગીકરણ પ્રક્રિયા
- (B) દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા
- (C) વિઘટન પ્રક્રિયા
- (D) વિસ્થાપન પ્રક્રિયા

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

દાણાદાર ઝિંક પર મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ ઉમેરતાં કયો વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે ?
- (A) હાઇડ્રોજન
- (B) ક્લોરિન
- (C) ઑક્સિજન
- (D) સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ
સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ એટલે શું ? રાસાયણિક સમીકરણોને શા માટે સમતોલિત કરવાં જોઈએ ?
નીચેના વિધાનોને રાસાયણિક સમીકરણોના સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરો અને ત્યારબાદ તેમને સમતોલિત કરો :
- (a) હાઇડ્રોજન વાયુ નાઇટ્રોજન સાથે સંયોજાઈને એમોનિયા બનાવે છે.
- (b) હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ વાયુ હવામાં સળગીને પાણી અને સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ આપે છે.
- (c) બેરિયમ ક્લોરાઇડ ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ સાથે પ્રક્રિયા કરી ઍલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ અને બેરિયમ સલ્ફેટના અવક્ષેપ આપે છે.
- (d) પોટૅશિયમ ધાતુ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી પોટૅશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ આપે છે.
નીચેના રાસાયણિક સમીકરણોને સમતોલિત કરો :
- (a) HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + H₂O
- (b) NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O
- (c) NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃
- (d) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + HCl
નીચેની પ્રક્રિયાઓ માટે સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણો
પ્રકરણ 1

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

(Chemical Reactions and Equations)

"Facts are not science - as the dictionary is not literature."
— Martin H. Fischer

B8D2L5

રોજિંદા જીવનની નીચે દર્શાવેલ પરિસ્થિતિઓને ધ્યાનમાં લો અને વિચારો કે શું થાય છે જ્યારે —
- ઉનાળામાં ઓરડાના તાપમાને દૂધને ખુલ્લું રાખવામાં આવે.
- લોખંડના તવા/તપેલા/ખીલાને ભેજવાળા વાતાવરણમાં ખુલ્લા રાખવામાં આવે.
- દ્રાક્ષનું આથવણ થાય.
- ખોરાક રંધાય છે.
- આપણા શરીરમાં ખોરાકનું પાચન થાય.
- આપણે શ્વાસ લઈએ છીએ.
ઉપર્યુક્ત તમામ પરિસ્થિતિઓમાં પ્રારંભિક પદાર્થની પ્રકૃતિ (સ્વભાવ) અને તેની ઓળખમાં કંઈક ને કંઈક પરિવર્તન આવે છે. ද્રવ્યના ભૌતિક અને રાસાયણિક ફેરફારો વિશે આપણે અગાઉનાં ધોરણોમાં અભ્યાસ કરી ચૂક્યાં છીએ.

જયારે રાસાયણિક ફેરફાર થાય છે ત્યારે આપણે કહી શકીએ છીએ કે, કોઈ રાસાયણિક પ્રક્રિયા થઈ છે.

તમને કદાચ આશ્ચર્ય થાય કે ખરેખર રાસાયણિક પ્રક્રિયાનો અર્થ શું છે ? આપણે કેવી રીતે જાણી શકીએ કે રાસાયણિક પ્રક્રિયા થઈ છે ? આ પ્રશ્નોના ઉત્તર મેળવવા માટે ચાલો આપણે કેટલીક પ્રવૃત્તિઓ કરીએ :

❖

પ્રવૃત્તિ 1.1
ચેતવણી : આ પ્રવૃત્તિ માટે શિક્ષકની મદદ જરૂરી છે. જો વિદ્યાર્થીઓ આંખોના રક્ષણ માટે ચશ્માં પહેરી લે તો વધુ સારું.
- લગભગ 3-4 cm લાંબી મૅગ્નેશિયમની પટ્ટીને કાચપેપર (Sandpaper) વડે ઘસીને સ્વચ્છ કરો.
- તેને ચીપિયા (સાણસી) વડે પકડીને બર્નર અથવા સ્પિરિટ લૅમ્પની મદદથી સળગાવો અને તેની રાખને આકૃતિ 1.1માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે વૉચગ્લાસમાં એકત્ર કરો.
- મૅગ્નેશિયમની પટ્ટીને તમારી આંખોથી શક્ય તેટલી દૂર રાખીને સળગાવો.
તમે શું અવલોકન કરો છો ?
આકૃતિ 1.1: મૅગ્નેશિયમ-પટ્ટીનું હવામાં સળગવું અને મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડને વૉચગ્લાસમાં એકઠો કરવો
[ આકૃતિ પ્રયોગશાળા ગોઠવણી લેબલ ]

• બર્નર : પ્રજ્વલિત જ્યોત સ્ત્રોત

• ચીપિયો : મૅગ્નેશિયમ-પટ્ટીને પકડી રાખવા માટે

• મૅગ્નેશિયમ-પટ્ટી : હવામાં પ્રક્રિયા અનુભવતો પ્રક્રિયક પદાર્થ

• વૉચગ્લાસ : ઉત્પન્ન થતી સફેદ રાખને એકત્રિત કરવા માટેનું પાત્ર

• મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડ : સફેદ પાઉડર સ્વરૂપે મળતી અંતિમ નીપજ
વિજ્ઞાન - ધોરણ X

પ્રકરણ 1 | પૃષ્ઠ 1
J6J8K8

પ્રકરણ 1

તમે જોયું જ હશે કે મૅગ્નેશિયમની પટ્ટી ઝગારા મારતી (પ્રજવલિત) સફેદ જ્યોતથી સળગે છે અને સફેદ પાઉડર (રાખ)માં પરિવર્તિત થાય છે. આ પાઉડર એ મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઇડ છે. મૅગ્નેશિયમ તેમજ હવામાંના ઑક્સિજન વચ્ચે પ્રક્રિયા થવાથી મેગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડ ઉદભવે છે.

પ્રવૃત્તિ 1.2

એક કસનળીમાં લેડ નાઇટ્રેટનું દ્રાવણ લો.
તેમાં પોટૅશિયમ આયોડાઈડનું દ્રાવણ ઉમેરો.

તમે શું અવલોકન કરો છો ?

પ્રવૃત્તિ 1.3

એક કોનિકલ ફ્લાસ્ક અથવા કસનળીમાં થોડા ઝિંકના દાણા લો.

તેમાં મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ અથવા મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ ઉમેરો (આકૃતિ 1.2).

ચેતવણી : ઍસિડનો ઉપયોગ સાવચેતીથી કરવો.

શું તમને ઝિંકના દાણાની ફરતે કંઈ થઈ રહ્યું હોય તેવું દેખાય છે ?
કોનિકલ ફ્લાસ્ક અથવા કસનળીને સ્પર્શ કરો. શું તાપમાનમાં કોઈ ફેરફાર થાય છે ?

[ આકૃતિ 1.2 નિરૂપણ અને લેબલ્સ ]

• બૂચ (Cork)
• કાચની નળી (Glass Tube)
• H₂ વાયુ (Hydrogen Gas)
• કોનિકલ ફ્લાસ્ક (Conical Flask)
• મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ (Dilute Sulfuric Acid)
• દાણાદાર ઝિંક (Zinc Granules)

અવસ્થામાં પરિવર્તન

રંગમાં પરિવર્તન

વાયુનો ઉદ્ભવ

તાપમાનમાં પરિવર્તન

❖

1.1 રાસાયણિક સમીકરણો (Chemical Equations)

ઉપર્યુક્ત પ્રક્રિયા માટે શાબ્દિક સમીકરણ આ પ્રકારે થશે :

મૅગ્નેશિયમ + ઑક્સિજન → મૅગ્નેશિયમ ઑક્સાઈડ

(પ્રક્રિયકો)

(નીપજ)

(1.1)

વિજ્ઞાન

Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂

(1.5)

તત્ત્વ	પ્રક્રિયકોમાંના પરમાણુઓની સંખ્યા (LHS)	નીપજોમાંના પરમાણુઓની સંખ્યા (RHS)
Fe	1	3
H	2	2
O	1	4

ઑક્સિજનના પરમાણુઓને સમતોલિત કરવા માટે -

ઑક્સિજનના પરમાણુઓ	પ્રક્રિયકોમાં	નીપજોમાં
(i) શરૂઆતમાં	1 (H₂O માં)	4 (Fe₃O₄ માં)
(ii) સમતોલિત કરવા માટે	1 × 4	4

હવે, આંશિક રીતે સમતોલિત સમીકરણ નીચે મુજબ થશે :

Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + H₂

(આંશિક રીતે સમતોલિત સમીકરણ)

(1.6)

H-પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન કરવા માટે જમણી તરફ હાઇડ્રોજન અણુઓની સંખ્યા 4 કરો.

હાઇડ્રોજનના પરમાણુઓ	પ્રક્રિયકોમાં	નીપજોમાં
(i) શરૂઆતમાં	8 (4H₂O માં)	2 (H₂ માં)
(ii) સમતોલિત કરવા માટે	8	2 × 4

સમીકરણ આ પ્રમાણે થશે :

Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + 4 H₂

(આંશિક રીતે સમતોલિત સમીકરણ)

(1.7)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

વિજ્ઞાન

આયર્ન (લોખંડ)ના પરમાણુઓ	પ્રક્રિયકોમાં	નીપજોમાં
(i) શરૂઆતમાં	1 (Fe માં)	3 (Fe₃O₄ માં)
(ii) સમતોલિત કરવા માટે	1 × 3	3

Feને સમતોલિત કરવા માટે, આપણે ડાબી તરફ Feના ત્રણ પરમાણુ લઈએ.

3 Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + 4 H₂

(1.8)

3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂

(સમતોલિત સમીકરણ)

(1.9)

(1.10)

સમતોલિત સમીકરણ (1.9) નીચે પ્રમાણે થશે :

3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g)

CO(g) + 2H₂(g) 340 વાતાવરણ → CH₃OH(l)

(1.11)

6CO₂(aq) + 12H₂O(l) સૂર્યપ્રકાશ → ક્લોરોફિલ C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(aq) + 6H₂O(l)

(ગ્લુકોઝ)

(1.12)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

Y8B4K1

પ્રશ્નો

મૅગ્નેશિયમની પટ્ટીને હવામાં સળગાવતાં પહેલાં શા માટે સ્વચ્છ કરવામાં આવે છે ?
નીચે દર્શાવેલ રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ માટે સમતોલિત સમીકરણ લખો :
- (i) હાઈડ્રોજન + ક્લોરિન → હાઈડ્રોજન ક્લોરાઇડ
- (ii) બેરિયમ ક્લોરાઇડ + ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ → બેરિયમ સલ્ફેટ + ઍલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ
- (iii) સોડિયમ + પાણી → સોડિયમ હાઈડ્રૉક્સાઈડ + હાઈડ્રોજન
નીચે દર્શાવેલ પ્રક્રિયાઓ માટે ભૌતિક અવસ્થાઓની સંજ્ઞા સહિતના સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો :
- (i) બેરિયમ ક્લોરાઇડ અને સોડિયમ સલ્ફેટના પાણીમાં બનાવેલાં દ્રાવણો વચ્ચે પ્રક્રિયા થઈ અદ્રાવ્ય બેરિયમ સલ્ફેટ અને સોડિયમ ક્લોરાઈડનું દ્રાવણ મળે છે.
- (ii) સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઈડનું દ્રાવણ (પાણીમાં) હાઈડ્રોક્લોરિક ઍસિડના દ્રાવણ (પાણીમાં) સાથે પ્રક્રિયા કરી સોડિયમ ક્લોરાઈડનું દ્રાવણ અને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે.

❖

1.2 રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓના પ્રકાર (Types of Chemical Reactions)

1.2.1 સંયોગીકરણ પ્રક્રિયા (Combination Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.4

બીકરમાં કેલ્શિયમ ઑક્સાઇડ અથવા કળીચૂનાનો થોડો જથ્થો લો.
તેમાં ધીરે-ધીરે પાણી ઉમેરો.
આકૃતિ 1.3માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે બીકરને સ્પર્શ કરો. શું તમે તાપમાનમાં કોઈ ફેરફાર અનુભવો છો ?

[ આકૃતિ 1.3 લેબલ્સ અને વિગતો ]

• બીકર (Beaker)
• પાણી (Water)
• કૅલ્શિયમ ઑક્સાઈડ (Calcium Oxide)
• હસ્ત સ્પર્શ દ્વારા તાપમાન ફેરફાર (ઉષ્મા અનુભૂતિ)

CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + ઉષ્મા

(કળીચૂનો)

(ફોડેલો ચૂનો)

(1.13)

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

Ca(OH)₂(aq) + CO₂(g) → CaCO₃(s) + H₂O(l)

(કૅલ્શિયમ હાઈડ્રૉક્સાઈડ)

(કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટ)

(1.14)

ચાલો, આપણે સંયોગીકરણ પ્રક્રિયાઓનાં કેટલાંક વધુ ઉદાહરણોની ચર્ચા કરીએ.

(i) કોલસાનું સળગવું

C(s) + O₂(g) → CO₂(g)

(1.15)

(ii) H₂(g) અને O₂(g) માંથી પાણીનું નિર્માણ

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l)

(1.16)

ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયાઓનાં અન્ય ઉદાહરણો -

(i) કુદરતી વાયુનું સળગવું (દહન)

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

(1.17)

(ii) શું તમે જાણો છો કે શ્વસન ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા છે ?

C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(aq) → 6CO₂(aq) + 6H₂O(l) + ઊર્જા

(ગ્લુકોઝ)

(1.18)

❖

વિજ્ઞાન

1.2.2 વિઘટન પ્રક્રિયા (Decomposition Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.5

એક શુષ્ક ઉત્કલન નળી (Boiling Tube)માં આશરે 2 g ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિકો લો.
ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિકનો રંગ નોંધો.
આકૃતિ 1.4માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ઉત્કલન નળીને બર્નર અથવા સ્પિરિટ લૅમ્પની જ્યોત પર ગરમ કરો.
ગરમ કર્યા બાદ ફેરસ સલ્ફેટના સ્ફટિકના રંગનું અવલોકન કરો.

• વાયુને ધીમેથી નાક તરફ વાળો
• ઉત્કલન નળીના મુખને તમારા કે તમારા પાડોશી તરફ ન રાખો
• ઉત્કલન નળી (Boiling tube)
• ફેરસ સલ્ફેટ સ્ફટિક (Ferrous sulfate crystals)
• બર્નર (Burner)
• ચીપિયો (Tongs)

2FeSO₄(s) ઉષ્મા→ Fe₂O₃(s) + SO₂(g) + SO₃(g)

(ફેરસ સલ્ફેટ)

(ફેરિક ઑક્સાઈડ)

(સલ્ફર ડાયૉક્સાઈડ)

(સલ્ફર ટ્રાયોક્સાઇડ)

(1.19)

CaCO₃(s) ઉષ્મા→ CaO(s) + CO₂(g)

(ચૂનાનો પથ્થર)

(કળીચૂનો)

(1.20)

ઉષ્મીય વિઘટનનું અન્ય ઉદાહરણ પ્રવૃત્તિ 1.6માં આપેલ છે.

પ્રવૃત્તિ 1.6

ઉત્કલન નળીમાં આશરે 2 g લેડ નાઇટ્રેડ પાઉડર લો.
આકૃતિ 1.5માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ઉત્કલન નળીને ચીપિયા વડે પકડીને જ્યોત ઉપર ગરમ કરો.
તમે શું અવલોકન કરો છો ? જો કોઈ પરિવર્તન દેખાય તો તેને નોંધી લો.

• ચીપિયો (Tongs)
• ઉત્કલન નળી (Boiling tube)
• લેડ નાઇટ્રેટ (Lead nitrate)
• બર્નર (Burner)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

2Pb(NO₃)₂(s) ઉષ્મા → 2PbO(s) + 4NO₂(g) + O₂(g)

(લેડ નાઇટ્રેટ)

(લેડ ઑક્સાઈડ)

(નાઈટ્રોજન ડાયૉક્સાઈડ)

(ઑક્સિજન)

(1.21)

ચાલો, આપણે પ્રવૃત્તિ 1.7 અને 1.8માં દર્શાવેલી કેટલીક વધુ વિઘટન પ્રક્રિયાઓ કરીએ.

પ્રવૃત્તિ 1.7

એક પ્લાસ્ટિકનો કપ લઈ તેનાં તળિયે બે છિદ્રો કરો અને આ છિદ્રોમાં રબરના બૂચ લગાવો.
આકૃતિ 1.6માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે આ રબરના બૂચમાં કાર્બનના વિદ્યુતધ્રુવો દાખલ કરો.
આ વિદ્યુત-ધ્રુવોને 6 વોલ્ટના વિદ્યુતીય કોષ (બૅટરી) સાથે જોડો.
વિદ્યુત-ધ્રુવો પાણીમાં ડૂબે તે રીતે કપમાં પાણી ભરી દો. પાણીમાં મંદ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના થોડાં ટીપાં ઉમેરો.
પાણીથી ભરેલી બે કસનળીઓ લો અને તેને કાર્બનના બે વિદ્યુતધ્રુવો પર ઊંધી ગોઠવો.
વિદ્યુતપ્રવાહ ચાલુ કરી સમગ્ર ઉપકરણને થોડી વાર માટે ખલેલ પહોંચાડ્યા સિવાય રાખી મૂકો.
તમને બંને વિદ્યુતધ્રુવો પર પરપોટા ઉદ્ભવતા દેખાશે. આ પરપોટા કસનળીઓમાં પાણીનું વિસ્થાપન કરે છે.
શું બંને કસનળીઓમાં એકઠા થયેલા વાયુનું કદ સમાન છે ?
બંને કસનળીઓમાં પૂરતા પ્રમાણમાં વાયુ ભરાઈ જાય ત્યારે સાવધાનીપૂર્વક કસનળીઓને દૂર કરો.
વારાફરતી બંને કસનળીઓના મુખ ઉપર સળગતી મીણબત્તી લાવી વાયુઓની પરખ કરો.

ચેતવણી : આ સોપાન શિક્ષક દ્વારા સાવધાનીપૂર્વક થવું જોઈએ.

દરેક કિસ્સામાં શું થાય છે ? પ્રત્યેક કસનળીમાં કયો વાયુ હાજર છે ?

[ આકૃતિ 1.6 લેબલ્સ અને ઉપકરણ વિગતો ]

• પ્લાસ્ટિક કપ (Plastic Cup)
• ઑક્સિજન (Oxygen) / • હાઈડ્રોજન (Hydrogen)
• કસનળી (Test Tube) / • પાણી (Water)
• ગ્રેફાઇટનો સળિયો (Graphite Rod)
• રબરનો બૂચ (Rubber Stopper)
• ઍનોડ (Anode) / • કૅથોડ (Cathode)
• સ્વિચ (Switch) / • 6V વીજકોષ (6V Battery)

આકૃતિ 1.6: પાણીનું વિદ્યુતવિભાજન

પ્રવૃત્તિ 1.8

એક ચાઈના ડિશમાં 2 g સિલ્વર ક્લોરાઈડ લો. તેનો રંગ કેવો છે ?
થોડીવાર માટે ચાઈના ડિશને સૂર્યના પ્રકાશમાં મૂકો (આકૃતિ 1.7). થોડા સમય પછી સિલ્વર ક્લોરાઈડના રંગનું અવલોકન કરો.

[ આકૃતિ 1.7 લેબલ્સ અને પરિસ્થિતિ ]

• સૂર્યપ્રકાશ (Sunlight)
• ચાઈના ડિશ (China Dish)
• સિલ્વર ક્લોરાઈડ (Silver Chloride)

2AgCl(s) સૂર્યપ્રકાશ → 2Ag(s) + Cl₂(g)

(1.22)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

વિજ્ઞાન

સિલ્વર બ્રોમાઇડ પણ આ જ પ્રકારે વર્તે છે.

2AgBr(s) સૂર્યપ્રકાશ → 2Ag(s) + Br₂(g)

(1.23)

નીચે દર્શાવેલ પ્રવૃત્તિ કરો :

પ્રશ્નો

કોઈ પદાર્થ 'X' નું દ્રાવણ દીવાલો ધોળવા (સફેદ કરવા) માટે વપરાય છે.
- (i) પદાર્થ 'X' નું નામ આપો અને તેનું સૂત્ર લખો.
- (ii) ઉપર (i) માં દર્શાવેલ પદાર્થ 'X' ની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા લખો.
પ્રવૃત્તિ 1.7 માં એક કસનળીમાં એકઠો થતો વાયુનો જથ્થો બીજી કસનળીમાં એકઠા થતા વાયુના જથ્થા કરતાં બમણો શા માટે છે ? આ વાયુનું નામ આપો.

❖

1.2.3 વિસ્થાપન પ્રક્રિયા (Displacement Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.9

લોખંડની ત્રણ ખીલીઓ લઈ તેને કાચપેપર વડે ઘસીને સાફ કરો.
'A' અને 'B' નામ આપેલા બે કસનળીઓ લો. પ્રત્યેક કસનળીમાં આશરે 10 mL કોપર સલ્ફેટ (CuSO₄) નું દ્રાવણ લો.
લોખંડની બે ખીલીઓને દોરી વડે બાંધીને કસનળી B ના કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાં આશરે 20 મિનિટ માટે ડૂબાડો (આકૃતિ 1.8 (a)). સરખામણી કરવા માટે લોખંડની એક ખીલીને અલગ રાખો.
20 મિનિટ પછી લોખંડની ખીલીઓને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાંથી બહાર કાઢો.

[ આકૃતિ 1.8 (a) લેબલ્સ અને પ્રયોગ વિગતો ]

• સ્ટેન્ડ (Stand)
• કસનળી (Test Tube)
• દોરી (Thread)
• કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ (Copper Sulfate Solution)
• લોખંડની ખીલી (Iron Nail)

કસનળી A અને B માં રહેલા કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણના રંગની તીવ્રતાની સરખામણી કરો.
કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ડૂબાડેલી ખીલીઓના રંગની સરખામણી અલગ રાખેલી ખીલી સાથે કરો (આકૃતિ 1.8 (b)).

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

[ આકૃતિ 1.8 (b) લેબલ્સ અને પ્રયોગ સરખામણી ]

• લોખંડની ખીલીઓ : પ્રયોગ સિવાય અલગ રાખેલી લોખંડની ખીલી અને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાંથી બહાર કાઢેલી લોખંડની ખીલી (કથ્થાઈ રંગની બનેલી)
• કસનળી સ્ટેન્ડ : કસનળી A (માત્ર કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ) અને કસનળી B (પ્રયોગ કરેલ મિશ્રણ દ્રાવણ)
• કસનળી A : કોપર સલ્ફેટનું દ્રાવણ (તીવ્ર ભૂરો રંગ)
• કસનળી B : પ્રક્રિયા મિશ્રણ દ્રાવણ (ઝાંખો લીલાશ પડતો રંગ)

આ પ્રવૃત્તિમાં નીચે દર્શાવેલી રાસાયણિક પ્રક્રિયા થાય છે :

Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s)

(કોપર સલ્ફેટ)

(આયર્ન સલ્ફેટ)

(1.24)

વિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓનાં અન્ય ઉદાહરણો નીચે મુજબ છે :

Zn(s) + CuSO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + Cu(s)

(કોપર સલ્ફેટ)

(ઝિંક સલ્ફેટ)

(1.25)

Pb(s) + CuCl₂(aq) → PbCl₂(aq) + Cu(s)

(કોપર ક્લોરાઇડ)

(લેડ ક્લોરાઇડ)

(1.26)

❖

1.2.4 દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા (Double Displacement Reaction)

પ્રવૃત્તિ 1.10

એક કસનળીમાં આશરે 3 mL સોડિયમ સલ્ફેટનું દ્રાવણ લો.
બીજી કસનળીમાં આશરે 3 mL બેરિયમ ક્લોરાઇડનું દ્રાવણ લો.
બંને દ્રાવણોને મિશ્ર કરો (આકૃતિ 1.9). તમે શું અવલોકન કરો છો ?

[ આકૃતિ 1.9 લેબલ્સ અને પ્રક્રિયા વિગતો ]

• બેરિયમ ક્લોરાઇડનું દ્રાવણ ધરાવતી કસનળી
• સોડિયમ સલ્ફેટનું દ્રાવણ ધરાવતી કસનળી
• બેરિયમ સલ્ફેટના સફેદ અવક્ષેપનું નિર્માણ

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

Na₂SO₄(aq) + BaCl₂(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq)

(સોડિયમ સલ્ફેટ)

(બેરિયમ ક્લોરાઇડ)

(બેરિયમ સલ્ફેટ)

(સોડિયમ ક્લોરાઇડ)

(1.27)

પ્રવૃત્તિ 1.2 યાદ કરો :

જેમાં તમે લેડ(II) નાઇટ્રેટ અને પોટેશિયમ આયોડાઇડના દ્રાવણોને મિશ્ર કર્યા હતા.

ઉદ્ભવતા અવક્ષેપ કયા રંગના હતા ? શું તમે તે અદ્રાવ્ય સંયોજનનું નામ જણાવી શકશો ?
આ પ્રક્રિયા માટેનું સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો.
શું આ પ્રક્રિયા પણ દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા છે ?

❖

1.2.5 ઑક્સિડેશન અને રિડક્શન (Oxidation and Reduction)

પ્રવૃત્તિ 1.11

આશરે 1 g કૉપરના ભૂકાને ચાઇના ડિશમાં લઈ ગરમ કરો (આકૃતિ 1.10).
તમે શું અવલોકન કરો છો ?

[ આકૃતિ 1.10 લેબલ્સ અને પ્રયોગ ગોઠવણી ]

• ત્રિપાઈ સ્ટેન્ડ (Tripod Stand)
• બર્નર (Burner)
• તારની જાળી (Wire Gauze)
• ચાઇના ડિશ (China Dish)
• કૉપરનો ભૂકો ધરાવતી ચાઇના ડિશ
• કૉપર(II) ઑક્સાઇડનું કાળું સ્તર

આકૃતિ 1.10: કૉપરનું કૉપર ઑક્સાઇડમાં ઑક્સિડેશન

આમ થવાનું કારણ એ છે કે કૉપરમાં ઑક્સિજન ઉમેરાઈને કૉપર ઑક્સાઇડ બને છે.

2Cu + O₂ ઉષ્મા→ 2CuO

(1.28)

CuO + H₂ ઉષ્મા→ Cu + H₂O

(1.29)

રેડૉક્સ પ્રક્રિયા પ્રવાહ આકૃતિ

રિડક્શન પથ: CuO → Cu (ઑક્સિજન ગુમાવે છે)
ઑક્સિડેશન પથ: H₂ → H₂O (ઑક્સિજન મેળવે છે)

❖

વિજ્ઞાન

ZnO + C → Zn + CO

(1.30)

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂

(1.31)

પ્રવૃત્તિ 1.1 યાદ કરો :

❖

1.3 શું તમે રોજિંદા જીવનમાં ઑક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓની અસરો જોઈ છે ? (Have you observed the effects of oxidation reactions in everyday life?)

1.3.1 ક્ષારણ (Corrosion)

1.3.2 ખોરાપણું (Rancidity)

❖

પ્રશ્નો

જ્યારે લોખંડની ખીલીને કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ડૂબાડવામાં આવે ત્યારે કોપર સલ્ફેટના દ્રાવણનો રંગ શા માટે બદલાય છે ?
પ્રવૃત્તિ 1.10 માં આપેલ દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા સિવાયની કોઈ એક દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ આપો.
નીચે દર્શાવેલ પ્રક્રિયાઓમાં ઑક્સિડેશન પામતા અને રિડક્શન પામતા પદાર્થોને ઓળખો :
- (i) 4Na(s) + O₂(g) → 2Na₂O(s)
- (ii) CuO(s) + H₂(g) → Cu(s) + H₂O(l)

❖

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

તમે શું શીખ્યા (Summary)

સંપૂર્ણ રાસાયણિક સમીકરણ પ્રક્રિયકો, નીપજો અને તેમની ભૌતિક અવસ્થાઓને સાંકેતિક રીતે પ્રદર્શિત કરે છે.
રાસાયણિક સમીકરણને સમતોલિત કરવામાં આવે છે જેથી પ્રક્રિયામાં સંકળાયેલા પ્રક્રિયકો અને નીપજો બંને બાજુએ રહેલા દરેક પ્રકારના પરમાણુઓની સંખ્યા સમાન રહે છે. સમીકરણ હંમેશાં સમતોલિત હોવું જોઈએ.
સંયોગીકરણ પ્રક્રિયામાં બે કે તેથી વધુ પદાર્થો સંયોજાઈને એક નવો પદાર્થ (નીપજ) બનાવે છે.
વિઘટન પ્રક્રિયાઓ સંયોગીકરણ પ્રક્રિયાઓ કરતાં ઊલટી પ્રક્રિયાઓ છે. વિઘટન પ્રક્રિયામાં એક જ પદાર્થ વિભાજિત થઈને બે કે તેથી વધુ પદાર્થો આપે છે.
જે પ્રક્રિયાઓમાં નીપજોના નિર્માણની સાથે ઉષ્મા મુક્ત થાય છે તેને ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયાઓ કહે છે.
જે પ્રક્રિયાઓમાં ઊર્જા શોષાતી હોય તેવી પ્રક્રિયાઓને ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયાઓ કહે છે.
જ્યારે કોઈ વધુ સક્રિય તત્ત્વ તેનાથી ઓછા સક્રિય તત્ત્વને તેના સંયોજનના દ્રાવણમાંથી દૂર કરે છે ત્યારે તેને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા કહે છે.
દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયાઓમાં બે જુદા જુદા પરમાણુઓ અથવા પરમાણુઓના સમૂહો (આયનો) ની આપ-લે થાય છે.
અવક્ષેપન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા અદ્રાવ્ય ક્ષારો (અવક્ષેપ) ઉદ્ભવે છે.
પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓક્સિજન મેળવવો અથવા હાઇડ્રોજન ગુમાવવો તેને ઑક્સિડેશન કહે છે. પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓક્સિજન ગુમાવવો અથવા હાઇડ્રોજન મેળવવો તેને રિડક્શન કહે છે.

❖

સ્વાધ્યાય (Exercise)

નીચેની પ્રક્રિયા માટે કયું વિધાન અસત્ય છે ?
2PbO(s) + C(s) → 2Pb(s) + CO₂(g)
- (a) લેડ રિડક્શન પામે છે.
- (b) કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ ઑક્સિડેશન પામે છે.
- (c) કાર્બન ઑક્સિડેશન પામે છે.
- (d) લેડ ઑક્સાઇડ રિડક્શન પામે છે.
વિકલ્પો :
- (i) (a) અને (b)
- (ii) (a) અને (c)
- (iii) (a), (b) અને (c)
- (iv) આપેલ તમામ
Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe
ઉપર દર્શાવેલી પ્રક્રિયા કઈ પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ છે ?
- (A) સંયોગીકરણ પ્રક્રિયા
- (B) દ્વિવિસ્થાપન પ્રક્રિયા
- (C) વિઘટન પ્રક્રિયા
- (D) વિસ્થાપન પ્રક્રિયા

❖

વિજ્ઞાન

રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ અને સમીકરણો

દાણાદાર ઝિંક પર મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ ઉમેરતાં કયો વાયુ ઉત્પન્ન થાય છે ?
- (A) હાઇડ્રોજન
- (B) ક્લોરિન
- (C) ઑક્સિજન
- (D) સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ
સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ એટલે શું ? રાસાયણિક સમીકરણોને શા માટે સમતોલિત કરવાં જોઈએ ?
નીચેના વિધાનોને રાસાયણિક સમીકરણોના સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરો અને ત્યારબાદ તેમને સમતોલિત કરો :
- (a) હાઇડ્રોજન વાયુ નાઇટ્રોજન સાથે સંયોજાઈને એમોનિયા બનાવે છે.
- (b) હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ વાયુ હવામાં સળગીને પાણી અને સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ આપે છે.
- (c) બેરિયમ ક્લોરાઇડ ઍલ્યુમિનિયમ સલ્ફેટ સાથે પ્રક્રિયા કરી ઍલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ અને બેરિયમ સલ્ફેટના અવક્ષેપ આપે છે.
- (d) પોટૅશિયમ ધાતુ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરી પોટૅશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ આપે છે.
નીચેના રાસાયણિક સમીકરણોને સમતોલિત કરો :
- (a) HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + H₂O
- (b) NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O
- (c) NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃
- (d) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + HCl
નીચેની પ્રક્રિયાઓ માટે સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણો લખો :
- (a) કૅલ્શિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ + કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ → કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટ + પાણી
- (b) ઝિંક + સિલ્વર નાઇટ્રેટ → ઝિંક નાઇટ્રેટ + સિલ્વર
- (c) ઍલ્યુમિનિયમ + કોપર ક્લોરાઇડ → ઍલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ + કોપર
- (d) બેરિયમ ક્લોરાઇડ + પોટૅશિયમ સલ્ફેટ → બેરિયમ સલ્ફેટ + પોટૅશિયમ ક્લોરાઇડ
નીચેની પ્રક્રિયાઓ માટે સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો અને તે દરેક કયા પ્રકારની પ્રક્રિયા છે તે ઓળખો :
- (a) પોટૅશિયમ બ્રોમાઇડ(aq) + બેરિયમ આયોડાઇડ(aq) → પોટૅશિયમ આયોડાઇડ(aq) + બેરિયમ બ્રોમાઇડ(s)
- (b) ઝિંક કાર્બોનેટ(s) → ઝિંક ઑક્સાઇડ(s) + કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ(g)
- (c) હાઇડ્રોજન(g) + ક્લોરિન(g) → હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ(g)
- (d) મૅગ્નેશિયમ(s) + હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ(aq) → મૅગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ(aq) + હાઇડ્રોજન(g)
ઉષ્માક્ષેપક અને ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા એટલે શું ? ઉદાહરણ આપો.
શ્વસનને ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા શા માટે ગણવામાં આવે છે ? સમજાવો.
વિઘટન પ્રક્રિયાઓને સંયોગીકરણ પ્રક્રિયાઓની વિરુદ્ધ પ્રક્રિયાઓ શા માટે કહેવાય છે ? આ પ્રક્રિયાઓ માટેનાં સમીકરણો લખો.

❖

વિજ્ઞાન

લખો :

(a) કૅલ્શિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ + કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ → કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટ + પાણી
(b) ઝિંક + સિલ્વર નાઇટ્રેટ → ઝિંક નાઇટ્રેટ + સિલ્વર
(c) ઍલ્યુમિનિયમ + કોપર ક્લોરાઇડ → ઍલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ + કોપર
(d) બેરિયમ ક્લોરાઇડ + પોટૅશિયમ સલ્ફેટ → બેરિયમ સલ્ફેટ + પોટૅશિયમ ક્લોરાઇડ

નીચેની પ્રક્રિયાઓ માટે સમતોલિત રાસાયણિક સમીકરણ લખો અને તે દરેક કયા પ્રકારની પ્રક્રિયા છે તે ઓળખો :

(a) પોટૅશિયમ બ્રોમાઇડ(aq) + બેરિયમ આયોડાઇડ(aq) → પોટૅશિયમ આયોડાઇડ(aq) + બેરિયમ બ્રોમાઇડ(s)
(b) ઝિંક કાર્બોનેટ(s) → ઝિંક ઑક્સાઇડ(s) + કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ(g)
(c) હાઇડ્રોજન(g) + ક્લોરિન(g) → હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ(g)
(d) મૅગ્નેશિયમ(s) + હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ(aq) → મૅગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ(aq) + હાઇડ્રોજન(g)

ઉષ્માક્ષેપક અને ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા એટલે શું ? ઉદાહરણ આપો.

શ્વસનને ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા શા માટે ગણવામાં આવે છે ? સમજાવો.

વિઘટન પ્રક્રિયાઓને સંયોગીકરણ પ્રક્રિયાઓની વિરુદ્ધ પ્રક્રિયાઓ શા માટે કહેવાય છે ? આ પ્રક્રિયાઓ માટેનાં સમીકરણો લખો.

❖