मूलद्रव्ये, संयुगे आणि मिश्रण

३.२ रसायनशास्त्र (प्राथमिक ओळख) (Chemistry Basics)

MAHA TET आणि CTET पेपर १ मध्ये रसायनशास्त्राचे प्रश्न प्रामुख्याने आपल्या अवतीभोवती घडणारे रासायनिक बदल, आम्ल-आम्लारी आणि दैनंदिन वापरातील रसायने यांवर विचारले जातात.

१. मूलद्रव्ये, संयुगे आणि मिश्रण (Elements, Compounds & Mixtures)

जगातील सर्व वस्तू ज्या अतिसूक्ष्म कणांपासून बनलेल्या असतात, त्यांना अणू (Atom) म्हणतात. पदार्थांचे वर्गीकरण खालील तीन मुख्य प्रकारांत होते:

• मूलद्रव्य (Element): ज्या पदार्थाच्या अणूंची रचना एकसमान असते आणि त्याचे साध्या रासायनिक प्रक्रियेने अपघटन करता येत नाही.
  उदा: हायड्रोजन (H), ऑक्सिजन (O), लोखंड (Fe), सोने (Au). निसर्गात एकूण ९२ मूलद्रव्ये आढळतात.
• संयुग (Compound): दोन किंवा अधिक मूलद्रव्ये जेव्हा रासायनिक बंधाने आणि निश्चित प्रमाणात एकत्र येतात, तेव्हा संयुग तयार होते. संयुगाचे गुणधर्म मूळ मूलद्रव्यांपेक्षा पूर्णपणे वेगळे असतात.
  उदा: पाणी ($H_2O$) - यात हायड्रोजन (जळणारा वायू) आणि ऑक्सिजन (जळण्यास मदत करणारा वायू) एकत्र येून पाणी (आग विझवणारे द्रव्य) बनते.
• मिश्रण (Mixture): दोन किंवा अधिक पदार्थ कोणत्याही निश्चित प्रमाणाशिवाय आणि रासायनिक प्रक्रियेशिवाय एकत्र येतात, तेव्हा मिश्रण बनते. यातील घटक साध्या भौतिक पद्धतीने वेगळे करता येतात.
  उदा: हवा (विविध वायूंचे मिश्रण), सरबत, माती, भेळ.

२. भौतिक बदल विरुद्ध रासायनिक बदल (Physical vs Chemical Changes)

परीक्षेत खालील फरकांवरून आणि उदाहरणांवरून वारंवार प्रश्न विचारले जातात:

• भौतिक बदल (Physical Change): हा बदल तात्पुरता (Temporary) आणि प्रत्यावर्ती (Reversible) असतो. यात नवीन पदार्थ तयार होत नाही, फक्त पदार्थाची अवस्था किंवा आकार बदलतो.
  उदाहरणे: बर्फ वितळणे, पाण्याचे बाष्पीभवन, काच फुटणे, मेण वितळणे.
• रासायनिक बदल (Chemical Change): हा बदल कायमस्वरूपी (Permanent) आणि अप्रत्यावर्ती (Irreversible) असतो. यात मूळ पदार्थाचे गुणधर्म बदलून संपूर्णपणे नवीन पदार्थ तयार होतो.
  उदाहरणे: दुधाचे दही होणे, लोखंड गंजणे (Rusting of Iron), लाकूड किंवा कागद जळणे, अन्न पचणे, फळ पिकणे.

३. आम्ल, आम्लारी आणि क्षार (Acids, Bases and Salts)

हे आपल्या स्वयंपाकघरात आणि दैनंदिन जीवनात वापरले जाणारे रासायनिक पदार्थ आहेत.

• आम्ल (Acid): चवीला आंबट असतात. हे पदार्थ निळा लिटमस कागद लाल (Blue to Red) करतात. आम्लामध्ये हायड्रोजन आयन ($H^+$) असतात.
  नैसर्गिक आम्ले (Natural Acids): लिंबू/संत्री (सायट्रिक आम्ल), चिंच (टार्टारिक आम्ल), दही/ताक (लॅक्टिक आम्ल), व्हिनेगर (अ‍ॅसिटिक आम्ल), मुंगीचा दंश (फॉर्मिक आम्ल).
• आम्लारी (Base): चवीला कडवट आणि स्पर्शाला बुळबुळीत (साबणासारखे) असतात. हे पदार्थ लाल लिटमस कागद निळा (Red to Blue) करतात.
  उदा: चुना (Calcium Hydroxide), खाण्याचा सोडा, धुण्याचा सोडा, साबण.
• दर्शक (Indicators): एखादा पदार्थ आम्ल आहे की आम्लारी हे ओळखण्यासाठी वापरले जाणारे पदार्थ.
  उदा: लिटमस कागद (लायकेन वनस्पतीपासून बनवतात), हळद (आम्लारीमध्ये लाल होते), जास्वंदाचे फूल.
• उदासिनीकरण (Neutralization): आम्ल आणि आम्लारी एकत्र आल्यास एकमेकांचा प्रभाव नष्ट करतात आणि **क्षार (Salt) व पाणी** तयार होते.
  उदा: $Acid + Base \rightarrow Salt + Water$ (उदा. आपल्या पोटात अ‍ॅसिडिटी झाल्यावर आपण 'अँटासिड' म्हणजेच सौम्य आम्लारी घेतो).

४. हवेतील वायूंचे रासायनिक महत्त्व (Chemical Importance of Air Gases)

• नायट्रोजन (७८%): हवेत सर्वाधिक प्रमाणात असतो. सजीवांना प्रथिने (Proteins) मिळवण्यासाठी आवश्यक. आग विझवण्यासाठी आणि खाद्यपदार्थ टिकवण्यासाठी (उदा. वेफर्सच्या पाकिटात) वापरतात.
• ऑक्सिजन (२१%): श्वसनासाठी आणि ज्वलनासाठी (Combustion) अत्यंत आवश्यक वायू.
• कार्बन डायऑक्साइड (०.०३%): वनस्पती प्रकाशसंश्लेषणासाठी (Photosynthesis) वापरतात. आग विझवण्याच्या यंत्रात (Fire Extinguisher) याचा वापर होतो.