కణాలు సమానంగా విస్తరించిన మిశ్రమాలు!

జనరల్‌ స్టడీస్‌ రసాయన శాస్త్రం

ఉప్పు కలిగిన సముద్రపు నీరు, చక్కెర కలిసిన కాఫీ, అలసట తీరడానికి తాగే నిమ్మరసం, దెబ్బ తగిలినప్పుడు వాడే టింక్చర్‌ అయోడిన్‌ అన్నీ ద్రావణాలే. శరీరం అవసరమైన పోషకాలను గ్రహించడానికి ద్రావణాల్లోని ద్రావణీయత సాయపడుతుంది. రసాయన శాస్త్రంలో ద్రావణం అనేది ప్రాథమికమైన అంశం. నిత్య జీవితంలో ప్రతి చర్యలోనూ దాని ప్రమేయం ఉంటుంది. అందుకే పోటీ పరీక్షార్థులు ద్రావణాలు, వాటి ధర్మాలు, ద్రావణాల గాఢత మొదలైన వాటి గురించి తెలుసుకోవాలి. శుద్ధమైన పదార్థాలు, మిశ్రమాలు, అందులో రకాలపైనా అవగాహన పెంచుకోవాలి.

ద్రావణాలు

మన చుట్టూ ఉన్న పదార్థం శుద్ధమేనా?: సాధారణంగా మార్కెట్‌ నుంచి కొనుగోలు చేసిన పాలు, వెన్న, నెయ్యి, ఉప్పు, సుగంధ ద్రవ్యాలు, మినరల్‌ వాటర్‌, పండ్లరసం ఏదైనా శుద్ధమైందని ఎలా నిర్ణయిస్తారు? ఉదాహరణకు పాలు, నీరు, మాంసకృత్తులు, కొవ్వులుండే మిశ్రమాలను శాస్త్రవేత్తలు శుద్ధమైందని చెప్పారంటే ఆ పదార్థ  అణుఘటక కణాలన్నీ ఒకే రసాయన స్వభావం కలిగి ఉన్నాయని అర్థం. ఒక శుద్ధ పదార్థం ఒకే రకమైన కణాలను కలిగి ఉంటుంది. మరో విధంగా చెప్పాలంటే ఒక శుద్ధ పదార్థం అనేది శుద్ధమైన ఒకే పదార్థ రూపం అని చెప్పవచ్చు.
మిశ్రమం: ఒకటి కంటే ఎక్కువ శుద్ధమైన పదార్థాల కలయిక ద్వారా మిశ్రమం ఏర్పడుతుంది. నీటిలో కరిగిన సోడియం క్లోరైడ్‌ను బాష్పీభవన ప్రక్రియ ద్వారా వేరు చేయవచ్చు. అయితే సోడియం క్లోరైడ్‌ అనేది ఒక శుద్ధ పదార్థం. దీన్ని వాటి రసాయన అణుఘటకాలుగా వివిధ భౌతిక ప్రక్రియల ద్వారా వేరు చేయడం కుదరదు. అదే విధంగా పంచదార ఒక శుద్ధ పదార్థం. పంచదార ఒకే రకానికి చెందిన శుద్ధమైన అణుఘటకాలను కలిగి దాని సంఘటనం అంతా పూర్తిగా ఒకే విధంగా ఉంటుంది. స్వచ్ఛమైన పదార్థ మూలం ఏదైనా అది ఎల్లప్పుడూ ఒకే రకమైన లక్షణాలతో కూడిన ధర్మాలతో ఉండాలి. కాబట్టి మిశ్రమం అనేది ఒకటి కంటే ఎక్కువ స్వచ్ఛమైన పదార్థాలతో ఉంటుంది.

మిశ్రమాలు-రకాలు: మిశ్రమాన్ని ఏర్పరిచే అణుఘటక అంశాల స్వభావంపై ఆధారపడి విభిన్న రకాల మిశ్రమాలు ఉండొచ్చు.

సజాతీయ మిశ్రమం: ఏకరీతి సంఘటనం ఉండే మిశ్రమాలను సజాతీయ మిశ్రమాలు అంటారు. ఉదా: నీరు-ఆల్కహాల్‌ మిశ్రమం, చక్కెర ద్రావణం, ఉప్పు నీరు, గాలి.

విజాతీయ మిశ్రమం:- ఏకరీతికాని సంఘటనల కూర్పు ఉండే మిశ్రమాలను విజాతీయ మిశ్రమాలు అంటారు. ఉదా:  ఉప్పు-సల్ఫర్‌; నూనె-నీరు; సోడియం క్లోరైడ్‌-ఇనుప రజను; బియ్యంలో రాళ్లు.
ద్రావణాలు: రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పదార్థాలతో కూడిన సజాతీయ మిశ్రమాన్ని ద్రావణం అంటారు. నిత్య జీవితంలో చాలా రకాల ద్రావణాలను వినియోగిస్తారు.

ఉదా: నిమ్మరసం, సోడా నీరు, టింక్చర్‌ అయోడిన్‌.

సాధారణంగా ఒక ద్రవంలో ఘన, ద్రవ, వాయుపదార్థాలు ఉంటే దాన్ని ద్రావణంగా భావిస్తారు. కానీ ఘన ద్రావణాలు (మిశ్రమ లోహాలు), వాయు ద్రావణాలు (గాలి) కూడా ఉంటాయి. ద్రావణం అనేది కణ స్థాయి నుంచే సజాతీయతను కలిగి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు నిమ్మరసం అంతా ఒకే రుచితో ఉంటుంది. దీని ద్వారా ద్రావణంలో పంచదార/ఉప్పు కణాలు సరి సమానంగా విస్తరించి ఉంటాయి.

ఒక ద్రావణం.. ద్రావణి, ద్రావితం అనే భాగాలతో ఉంటుంది. ద్రావణంలోని ఒక అనుఘటకం మరో అనుఘటకాన్ని కరిగించుకుంటే దాన్ని ద్రావణి అంటారు. ద్రావణిలో కరిగే స్వభావం ఉన్న ద్రావణ అనుఘటకాన్ని ద్రావితంగా పేర్కొంటారు.

ఉదా:

• పంచదార జల ద్రావణం అనేది ద్రవంలో ఘనం ఉండే ద్రావణం. ఈ ద్రావణంలో నీరు ద్రావణి, పంచదార ద్రావితం అవుతాయి.
• టింక్చర్‌ అయోడిన్‌ అనేది.. ఆల్కహాల్‌లో అయోడిన్‌ కలిగి ఉండే ద్రావణం. ఇందులో ద్రావణి ఆల్కహాల్‌, ద్రావితం అయోడిన్‌ అవుతాయి.
• సోడా, శీతల పానీయాలు అనేవి ద్రవంలో వాయువు కలిగి ఉండే ద్రావణాలు. వీటిలో నీరు ద్రావణిగా, కార్బన్‌ డయాక్సైడ్‌ ద్రావితంగా ఉంటాయి.

గాలి అనేది వాయువులో వాయువు ఉండే ఒక మిశ్రమం.దీన్ని అనేక వాయువుల సజాతీయ మిశ్రమంగానూ చెప్పొచ్చు. దీనిలోని రెండు ప్రధాన అణుఘటకాలు నైట్రోజన్‌ (78%), ఆక్సిజన్‌ (21%). మిగిలిన వాయువులు చాలా తక్కువ పరిమాణంలో ఉంటాయి.

ద్రావణ ధర్మాలు

• ద్రావణం ఒక సజాతీయ మిశ్రమం.
• ద్రావణ కణాల వ్యాసం ఒక నానోమీటర్‌
• కంటే తక్కువ కాబట్టి వాటిని సాధారణ కంటితో చూడటం సాధ్యం కాదు..
• ద్రావణ కణాల అతిచిన్న పరిమాణం వల్ల ద్రావణం ద్వారా పంపిన కాంతి పుంజాన్ని అవి పరిక్షేపణం చెందించలేవు. కాబట్టి కాంతి ప్రసరణ మార్గం ద్రావణంలో కనిపించదు.
• మిశ్రమం నుంచి ద్రావిత కణాలను వడబోత ద్వారా వేరుచేయడం కుదరదు. ద్రావణాన్ని కదల్చకుండా స్థిరంగా ఉంచినప్పటికీ ద్రావిత కణాలు అడుగు భాగానికి చేరవు. అంటే ద్రావణం స్థిరమైంది.

ద్రావణం గాఢత: ఏదైనా నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద ద్రావణంలో ఎంత ద్రావితం కరుగుతుందో అంతే ద్రావితాన్ని కలిగి ఉన్న ద్రావణాన్ని ‘సంతృప్త ద్రావణం’ అంటారు. నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద సంతృప్త ద్రావణంలో కరిగి ఉండే ద్రావిత పరిమాణాన్ని దాని ‘ద్రావణీయత’ అంటారు. ఒక ద్రావణంలోని ద్రావిత పరిమాణం సంతృప్త స్థాయి కంటే తక్కువగా ఉంటే ఆ ద్రావణాన్ని ‘అసంతృప్త ద్రావణం’ అంటారు. ఈ అంశాల ద్వారా ఒకే ఉష్ణోగ్రత వద్ద విభిన్న పదార్థాలు ఇచ్చిన ద్రావణంలో విభిన్న ద్రావణీయతలు ఉంటాయని చెప్పొచ్చు. దీని ద్వారా ద్రావణం గాఢతను నిర్వచించవచ్చు. ‘ఒక నిర్దిష్ట పరిమాణ ద్రావణంలోని ద్రావిత పరిమాణాన్ని ఆ ద్రావణం గాఢత అంటారు. ద్రావణ గాఢతను వ్యక్తపరచడానికి చాలా విధానాలున్నాయి. అందులో ప్రధానమైనవి మూడు. అవి

భౌతిక, రసాయన మార్పులు

• పదార్థాల రంగు, గట్టితనం, బిరుసుతనం, ద్రవ్యత, సాంద్రత, ద్రవీభవన స్థానం, మరిగే స్థానం లాంటివి  ప్రత్యేకమైన భౌతిక ధర్మాలు
• ఒక స్థితి నుంచి మరొక స్థితికి జరిగే పరస్పర స్థితి మార్పు అనేది భౌతిక మార్పు అవుతుంది. ఎందుకంటే స్థితి మారినప్పుడు రసాయనిక ప్రవృత్తిలో లేదా దాని సంఘటనంలో మార్పు ఉండదు.

ఉదా: మంచు, నీరు, నీటి ఆవిరి.. చూడటానికి విభిన్నంగా ఉన్నప్పటికీ, భిన్న భౌతిక ధర్మాలు ప్రదర్శించినప్పటికీ అవన్నీ ఒకే రసాయన అనుఘటంగా ఉంటాయి.

రసాయన మార్పులతో పదార్థం రసాయన ధర్మాల్లో మార్పు జరుగుతుంది.

ఉదా: నీరు, నూనె రెండు ద్రవాలే. కానీ, వాటి రసాయన లక్షణాలు వేరుగా ఉంటాయి. రసాయన మార్పు జరిగినప్పుడు కొత్త పదార్థాలు ఏర్పడతాయి. కొవ్వొత్తి, మండుతున్నప్పుడు భౌతిక, రసాయన మార్పులు రెండూ జరుగుతాయి.

మాదిరి ప్రశ్నలు

1. కిందివాటిలో సజాతీయ మిశ్రమాన్ని గుర్తించండి.

1) నీరు, నూనె 2) బురద నీరు
3) గాలి 4) ఉప్పు, సల్ఫర్‌

2. టింక్చర్‌ ద్రావణంలో ద్రావితం-

1) సల్ఫర్‌ 2) అయోడిన్‌

3) ఫాస్ఫరస్‌ 4) కార్బన్‌

3. కిందివాటిలో విజాతీయ మిశ్రమం ఏది?

1) నూనె, ఉప్పు 2) గాలి
3) ఉప్పు నీరు 4) నీరు, ఆల్కహాల్‌

4. శీతల పానీయాల్లో ద్రావితం?

1) నీరు  2)SO2  3)CO2   4)NO2

5. గాలిలో అనుఘటకాల్లో నైట్రోజన్‌ ఉండే శాతం?

1) 21% 2) 18% 3) 10% 4) 78%

6. కిందివాటిలో ద్రవంలో ఘనం ఉండే ద్రావణాన్ని గుర్తించండి.

1) పంచదార ద్రావణం 2) సోడా నీరు 3) గాలి 4) మిల్కీగాజు

7. కిందివాటిలో భౌతిక మార్పును తెలియజేసేది?

1) మంచు నీరుగా మారడం
2) పాలు పెరుగ్గా మారడం
3) ఇనుము తుప్పు పట్టడం
4) గుడ్డు ఉడకబెట్టడం

8. కింది వాటిలో భౌతిక, రసాయన మార్పులు.. రెండూ ఉండేదాన్ని గుర్తించండి.

1) క్యాండిల్‌ను కరిగించడం
2) మంచు ఆవిరిగా మారడం
3) పాలు పెరుగ్గా మారడం
4) ఇనుము తుప్పు పట్టడం

9. కింది వాటిలో రసాయన మార్పును గుర్తించండి.

1) ఐస్‌క్రీం కరగడం
2) అతిపత్తి మొక్క ముడుచుకోవడం
3) సాగదీసిన రబ్బరు బ్యాండు
4) ఇనుము తుప్పు పట్టడం

సమాధానాలు

1-3, 2-2, 3n-1, 4-3, 5-4, 6-1, 7-1, 8-1, 9-4.