ધાતુ અધાતુ

પ્રવૃત્તિનો વીડિઓ જોવા માટે અહીં ક્લીક કરો

આપણે લોખંડના કટાવાની ઘટનાથી પરિચિત છીએ. તાંબાના વાસણોને લાંબો સમય હવામાં ખુલ્લા રાખવામાં આવે ત્યારે તેના પર લીલા રંગના ધબ્બા દેખાય છે તે શાના છે ? તે કેવી રીતે દૂર કરી શકાય ? આ બાબતોને વિગતથી સમજવાનો પ્રયાસ કરીએ.

અધ્યયન નિષ્પત્તિ:

ધાતુ અને અધાતુની રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ વિશે સમજ સ્પષ્ટ કરી શકશે.

પૂર્વ તૈયારીઃ

વિદ્યાર્થીઓના રોજિંદા જીવનમાં ઉપયોગી ધાતુઓ-અધાતુઓની યાદી તૈયાર કરવી. ઘરમાં અથવા રોજિંદા જીવનની વસ્તુઓ ઉપયોગમાં લેવી.

વિદ્યાર્થીઓની લિટમસપત્રની મદદથી દ્રાવણની એસિડ-બેઇઝ તરીકેની પ્રવૃત્તિ નક્કી કરતાં શીખવવું.   ​​​​

વિષયવસ્તુની સમજ/વ્યાખ્યાઃ

ધાતુ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરી ધાતુના “ઓક્સાઇડ” બનાવે છે જેની પ્રકૃતિ “બેઝિક” હોય છે.

અધાતુ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરી અધાતુના ઓક્સાઇડ બનાવે છે જે એસિડિક પ્રકૃતિના હોય છે.

કેટલીક ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે. સામાન્ય રીતે અધાતુઓ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરતી નથી.

વિષયવસ્તુની સમજ અને વ્યાખ્યા સ્પષ્ટ કરતી તબક્કાવાર પ્રવૃત્તિઃ

વર્ગખંડમાં લાવેલાં જુદાં-જુદાં ધાતુ-અધાતુ પદાર્થોના નમૂનાઓ વિદ્યાર્થીઓને બતાવો જે પૈકી ધાતુ-અધાતુઓના અલગ-અલગ કરવાનું કહો. વિદ્યાર્થીઓ પાસે ધાતુઓના નામ અને તેના ઉપયોગો વિશે ચર્ચા કરો. દા.ત. લોખંડની ખીલી, તાંબાનું વાસણ, સોય, એલ્યુમિનિયમના વાસણો કે વાયરો, લોખંડનું ચપ્પુ વગેરે.  

આ ધાતુઓ પૈકી લોખંડનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. લોખંડ મજબૂત ધાતુ હોવાથી તેમાંથી ખેતીના ઓજારો, વાહનો, યંત્રો અને તેના ભાગો વગેરે બનાવવામાં આવે છે.  

શું લોખંડના સાધનો તેનું ચળકાટ અને મજબૂતાઇ ગુમાવી શકે ? વિદ્યાર્થીઓ સાથે ચર્ચા કરો. લોખંડને કાટ શા માટે લાગે છે ? તે સમજવા એક પ્રવૃત્તિ કરીએ.

તમે એક સારો લોખંડનો ટુકડો અને એક કાટ લાગેલાં લોખંડનો ટુકડો લો. બંનેમાં રહેલાં તફાવતનું અવલોકન કરો. કાટ વગરનું લોખંડ ચળકતો અને તેની સપાટી વધુ લીસી હોય છે. જ્યારે કાટ લાગેલું લોખંડનો ટુકડો ઓછો ચળકાટ ધરાવે છે અને તેની સપાટી થોડી ખરબચડી હોય છે. કાટ લાગેલા લોખંડને કાચ પેપર ઘસવાથી કાટ છૂટો પડે છે. લોખંડ અને લોખંડના કાટના ભૌતિક ગુણધર્મો જુદાં-જુદાં શા માટે છે ? વિચારો બાળકો સાથે ચર્ચા કરો. લોખંડને કાટ કયારે લાગે ? ચર્ચા કરો. આમ જ્યારે પાણી કે ભેજના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે લોખંડ અને પાણી વચ્ચે રાસાયણિક પ્રક્રિયા થઇને નવું સંયોજન કાટ બને છે જેના ગુણધર્મો મૂળ ઘટકો કરતાં જુદાં હોય છે.

4Fe               +                   3O2                        = 2Fe2O34Fe               +                   3O2                        = 2Fe2O3
આર્યન (લોખંડ)                          ઓક્સિજન                    ફેરીક ઓક્સાઇડ
(લોખંડનો કાટ)

ચાલો લોખંડ ઓક્સિજન અને પાણીની પ્રક્રિયા થવાથી બનતાં કાટના ગુણધર્મો જોઇએ. એક ચમચી જેટલો કાટ લઇ તેનો થોડાંક પાણીમાં ઓગાળો. તમે જોશો કે કાટ પાણીમાં નિલંબિત રહે છે. આ નિલંબનને સારી રીતે હલાવો. આ દ્રાવણને લાલ અને ભૂરા લિટમસ વડે ચકાસો. તમે શું અવલોકન કર્યું ? શું આ દ્રાવણ એસિડિક છે કે બેઝિક ? આ દ્રાવણ લાલ લિટમસપત્રને ભૂરો બનાવે છે માટે કહી શકાય કે તે બેઝિક છે.

હવે અધાતુની ઓક્સિજન સાથેની પ્રક્રિયા સમજીએ.

એક પ્રજ્વલન ચમચી લો. જો પ્રજ્વનલ ચમચી ન મળે તો કોઇપણ બાટલીના ધાતુના ઢાંકણને લઇ તેની ફરતે તાર વીંટાળી દો અને કામચલાઉ પ્રજ્વનલ ચમચી બનાવી દો. તેમાં સલ્ફરના થોડા ભૂકાને લો અને ગરમ કરો. જેવું સલ્ફરનું દહન શરૂ થાય કે તરત જ ચમચીને વાયુપાત્રમાં દાખલ કરો. વાયુપાત્રને ઢાંકણથી ઢાંકી દો અને ખાતરી કરો કે ઉત્પન્ન થતો વાયુ બહાર ન નીકળી જાય થોડીવાર પછી ચમચી કાઢી લો. વાયુપાત્રમાં થોડુંક પાણી ઉમેરો અને તરત જ ઢાંકણથી ઢાંકી દો. વાયુપાત્રને બરાબર હલાવો. બનેલા દ્રાવણને લાલ અને ભૂરા લિટમસ વડે ચકાસો. અહીં ભૂરો લિટમસપત્ર લાલ બને છે તે તે દ્રાવણ એસિડ છે.

સલ્ફર અને ઓક્સિજનની પ્રક્રિયાથી બનતી નીપજનું નામ સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ વાયુ છે. જ્યારે સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે ત્યારે સલ્ફ્યુરસ એસિડ બને છે.

જો લોખંડ પાણી કે હવામાં રહેલાં ભેજના સંપર્કમાં ન આવે તો કાટ લાગતો નથી. તો તમે કહી શકશો કે લોખંડને કાટ લાગતો કેવી રીતે અટકાવી શકાય ? તેના ઘરગથ્થુ ઉપચારોની નોંધ તૈયાર કરો.

કારખાનામાંથી નીકળતા ઝેરી વાયુમાંનો સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ વાયુ જો વરસાદના પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરે તો શું થાય ?