विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी · UPSC नोट्स (हिंदी में)
सामान्य रसायन विज्ञान — विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी नोट्स
UPSC प्रारंभिक और मुख्य परीक्षा के लिए निःशुल्क, परीक्षा-केंद्रित नोट्स — हर विषय के साथ प्रारंभिक परीक्षा टिप्स और मुख्य परीक्षा बिंदु। 8 विषय.
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रसायन विज्ञान का परिचय: पदार्थ, परमाणु और उप-परमाणु संरचनाएं
रसायन विज्ञान वह मौलिक विज्ञान है जो यह खोजता है कि ब्रह्मांड किससे बना है। सूक्ष्म स्तर पर, सब कुछ—साँस लेने वाली हवा से लेकर आसमान के तारों तक—परमाणुओं (Atoms) से बना है। यूपीएससी के लिए, परमाणु की संरचना को समझना रासायनिक प्रतिक्रियाओं, परमाणु ऊर्जा और आवर्त सारणी को समझने की दिशा में पहला कदम है।
1. पदार्थ (Matter) क्या है?
पदार्थ वह है जिसमें द्रव्यमान होता है और जो स्थान घेरता है। यह छोटे-छोटे कणों से बना होता है जिन्हें परमाणु कहते हैं।
2. परमाणु सिद्धांत का विकास
डाल्टन: परमाणु अविभाज्य हैं।
थॉमसन: इलेक्ट्रॉन की खोज की।
रदरफोर्ड: नाभिक (Nucleus) की खोज की।
नील्स बोर: इलेक्ट्रॉन निश्चित कक्षाओं (Shells) में घूमते हैं।
3. उप-परमाणु कण
प्रोटॉन: धनात्मक (+) आवेश। यह नाभिक में होता है और तत्व की 'परमाणु संख्या' तय करता है।
न्यूट्रॉन: उदासीन (कोई आवेश नहीं)। यह नाभिक को बांधे रखने के लिए 'गोंद' की तरह काम करता है।
इलेक्ट्रॉन: ऋणात्मक (-) आवेश। यह नाभिक के चारों ओर घूमता है और रासायनिक क्रियाओं के लिए जिम्मेदार है।
4. इलेक्ट्रॉन विन्यास (Configuration)
इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर परतों (Shells) में रहते हैं। पहली परत में 2 और दूसरी में 8 इलेक्ट्रॉन आ सकते हैं।
अष्टक नियम (Octet Rule): परमाणु तब सबसे स्थिर होते हैं जब उनकी बाहरी परत में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
| कण | खोज | द्रव्यमान (kg) | महत्व |
|---|---|---|---|
| प्रोटॉन | गोल्डस्टीन / रदरफोर्ड | 1.672 x 10^-27 | तत्व की पहचान |
| न्यूट्रॉन | जेम्स चैडविक | 1.674 x 10^-27 | नाभिकीय स्थिरता |
| इलेक्ट्रॉन | जे.जे. थॉमसन | 9.1 x 10^-31 | रासायनिक बंधन |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- परमाणु क्रमांक: प्रोटॉन की संख्या।
- द्रव्यमान संख्या: प्रोटॉन + न्यूट्रॉन की संख्या।
- संयोजी इलेक्ट्रॉन: सबसे बाहरी कक्षा के इलेक्ट्रॉन जो रासायनिक क्रिया तय करते हैं।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- नाभिकीय ऊर्जा: न्यूट्रॉन और प्रोटॉन को बांधने वाली ऊर्जा ही परमाणु ऊर्जा का स्रोत है।
- समस्थानिक (Isotopes): चिकित्सा (कैंसर उपचार) और पुरातात्विक कार्बन डेटिंग में इनका बड़ा महत्व है।
क्या आप जानते हैं?
- परमाणु का 99.9% भाग खाली होता है।
- हाइड्रोजन एकमात्र ऐसा तत्व है जिसमें आमतौर पर न्यूट्रॉन नहीं होता।
परमाणु क्रमांक, परमाणु द्रव्यमान और समस्थानिक
किसी तत्व की पहचान उसके परमाणु क्रमांक (प्रोटॉन की संख्या) से होती है, जबकि उसका वजन परमाणु द्रव्यमान (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का योग) द्वारा निर्धारित होता है। यूपीएससी के लिए, इन अवधारणाओं को समझना महत्वपूर्ण है ताकि यह जाना जा सके कि एक ही तत्व के परमाणु रासायनिक रूप से समान लेकिन भौतिक रूप से भिन्न (समस्थानिक) क्यों होते हैं।
1. परमाणु क्रमांक (Atomic Number - Z)
नाभिक में मौजूद प्रोटॉन की संख्या को परमाणु क्रमांक कहते हैं। यह तत्व की रासायनिक पहचान है।
एक उदासीन परमाणु में, प्रोटॉन की संख्या इलेक्ट्रॉन की संख्या के बराबर होती है।
2. परमाणु द्रव्यमान (Atomic Mass)
परमाणु का भार उसके प्रोटॉन और न्यूट्रॉन पर निर्भर करता है। इसे amu (atomic mass unit) में मापा जाता है।
1 amu = कार्बन-12 परमाणु के द्रव्यमान का 1/12वां भाग।
3. तत्व और उनके प्रतीक (Symbols)
तत्व एक शुद्ध पदार्थ है जिसके सभी परमाणुओं में प्रोटॉन की संख्या समान होती है।
प्रतीक का पहला अक्षर हमेशा बड़ा (Capital) और दूसरा अक्षर छोटा (Small) होता है (जैसे - Al, Co)।
4. समस्थानिक (Isotopes)
एक ही तत्व के वे परमाणु जिनकी परमाणु संख्या समान होती है लेकिन द्रव्यमान संख्या अलग-अलग होती है, समस्थानिक कहलाते हैं।
हाइड्रोजन के समस्थानिक: प्रोटियम (1H1), ड्यूटेरियम (1H2), और ट्रिटियम (1H3)।
इनके रासायनिक गुण समान होते हैं, लेकिन घनत्व और क्वथनांक जैसे भौतिक गुण भिन्न होते हैं।
| समस्थानिक | प्रोटॉन | न्यूट्रॉन | द्रव्यमान संख्या |
|---|---|---|---|
| प्रोटियम | 1 | 0 | 1 |
| ड्यूटेरियम | 1 | 1 | 2 |
| ट्रिटियम | 1 | 2 | 3 |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- परमाणु क्रमांक: प्रोटॉन की संख्या।
- द्रव्यमान संख्या: प्रोटॉन + न्यूट्रॉन की संख्या।
- समस्थानिकों के रासायनिक गुण समान होते हैं।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- समस्थानिकों के उपयोग: कैंसर के इलाज (कोबाल्ट-60) और घेंघा रोग के उपचार (आयोडीन-131) में इनका उपयोग किया जाता है।
- स्थिरता: न्यूट्रॉन की संख्या परमाणु की रेडियोधर्मिता को प्रभावित करती है।
क्या आप जानते हैं?
- हाइड्रोजन का समस्थानिक 'ड्यूटेरियम' परमाणु रिएक्टरों में भारी पानी बनाने के काम आता है।
- समस्थानिक शब्द का यूनानी अर्थ है 'एक ही स्थान पर'।
कृत्रिम तत्व, अणु और रासायनिक बंधन
हमारे आस-पास की दुनिया परमाणुओं के एक साथ जुड़ने से बनी है, जो रासायनिक बंधनों के माध्यम से अणु और यौगिक बनाते हैं। जहाँ अधिकांश तत्व प्रकृति में पाए जाते हैं, वहीं मनुष्यों ने प्रयोगशालाओं में कृत्रिम तत्व बनाकर आवर्त सारणी का विस्तार किया है।
1. कृत्रिम तत्व (Synthetic Elements)
ये वे 24 तत्व हैं जो पृथ्वी पर प्राकृतिक रूप से नहीं पाए जाते। इन्हें वैज्ञानिकों द्वारा प्रयोगशालाओं में बनाया गया है।
2. अणु (Molecules) और परमाणुता (Atomicity)
दो या दो से अधिक परमाणुओं के समूह को अणु कहते हैं।
परमाणुता: एक अणु बनाने वाले परमाणुओं की संख्या (जैसे: O2 की परमाणुता 2 है)।
3. आयन (Ions)
आवेशित कणों को आयन कहते हैं।
धनायन (Cation): धनात्मक आवेश वाला कण (जैसे: Na+)।
ऋणायन (Anion): ऋणात्मक आवेश वाला कण (जैसे: Cl-)।
4. रासायनिक बंधन (Chemical Bonding)
A. आयनिक बंधन (Ionic Bond)
यह इलेक्ट्रॉनों के पूर्ण स्थानांतरण (Transfer) से बनता है। यह आमतौर पर धातुओं और अधातुओं के बीच होता है।
गुण: इनका गलनांक (Melting Point) और क्वथनांक (Boiling Point) बहुत उच्च होता है।
| प्रकार | परमाणुता | उदाहरण |
|---|---|---|
| एकपरमाणुक | 1 | हीलियम, नियॉन |
| द्विपरमाणुक | 2 | ऑक्सीजन, नाइट्रोजन |
| त्रिपरमाणुक | 3 | ओजोन |
| बहुपरमाणुक | 4+ | फास्फोरस, सल्फर |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- आयनिक बंध: इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण।
- सहसंयोजक बंध: इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी।
- ओजोन की परमाणुता 3 होती है।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- पदार्थ विज्ञान: रासायनिक बंधनों की समझ से ही प्लास्टिक और नए प्रकार की धातुओं (Alloys) का निर्माण संभव है।
- अष्टक नियम: यह बताता है कि क्यों कुछ तत्व बहुत सक्रिय होते हैं और कुछ (जैसे नोबल गैसें) शांत रहती हैं।
क्या आप जानते हैं?
- पहला कृत्रिम तत्व 'टेक्नेटियम' था।
- नमक एक आयनिक यौगिक है जो पानी में घुलने पर बिजली का सुचालक बन जाता है।
सहसंयोजक, धात्विक और आणविक बंधन
रासायनिक बंधन वे अदृश्य बल हैं जो हमारे चारों ओर की वस्तुओं की अवस्था और गुणों को निर्धारित करते हैं। जहाँ सहसंयोजक बंधन में इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी होती है, वहीं धात्विक बंधन धातुओं को उनकी चमक और सुचालकता प्रदान करते हैं।
1. सहसंयोजक बंधन (Covalent Bond)
यह बंधन दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों की समान साझेदारी से बनता है। यह मुख्य रूप से अधातुओं के बीच होता है।
अवस्था: ये ठोस, द्रव या गैस हो सकते हैं।
गलनांक/क्वथनांक: आयनिक बंधनों की तुलना में इनका गलनांक और क्वथनांक कम होता है।
2. धात्विक बंधन (Metallic Bond)
यह धातुओं (जैसे लोहा) में पाया जाता है। यहाँ इलेक्ट्रॉन किसी एक परमाणु से बंधे नहीं होते, बल्कि परमाणुओं के चारों ओर एक 'इलेक्ट्रॉन के बादल' की तरह होते हैं।
सुचालकता: 'मुक्त इलेक्ट्रॉनों' की उपस्थिति के कारण धातुएं ऊष्मा और बिजली की अच्छी सुचालक होती हैं।
3. आणविक बल (Intermolecular Forces)
ये वे आकर्षण बल हैं जो अणुओं को एक साथ जोड़कर रखते हैं।
हाइड्रोजन बॉन्डिंग: यह पानी जैसे अणुओं में पाया जाने वाला एक मजबूत आकर्षण बल है।
| बंधन का प्रकार | तंत्र (Mechanism) | सुचालकता | मजबूती |
|---|---|---|---|
| सहसंयोजक | इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी | कम | मध्यम |
| धात्विक | मुक्त इलेक्ट्रॉनों का बादल | बहुत अधिक | मजबूत |
| आयनिक | इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण | उच्च (घोल में) | बहुत मजबूत |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- सहसंयोजक बंधन सामान्यतः अधातु + अधातु के बीच होते हैं।
- धात्विक बंधन बताते हैं कि धातुएँ आघातवर्धनीय (चादर बन सकती हैं) और तन्य (तार बन सकती हैं) क्यों होती हैं।
- हाइड्रोजन बंधन उन अणुओं में होता है जहाँ हाइड्रोजन ऑक्सीजन, नाइट्रोजन या फ़्लोरीन (F-O-N) से जुड़ा हो।
- अंतराआण्विक बल अंतःआण्विक (रासायनिक) बंधों से कमज़ोर होते हैं।
- सामान्य मिश्रधातुएँ: पीतल (तांबा + जस्ता), कांसा (तांबा + टिन), स्टेनलेस स्टील (लोहा + क्रोमियम + निकेल + कार्बन), सोल्डर (सीसा + टिन), अमलगम (पारा + अन्य धातु), ड्यूरालुमिन (एल्युमिनियम + तांबा + मैग्नीशियम + मैंगनीज़), जर्मन सिल्वर (तांबा + जस्ता + निकेल)।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- औद्योगिक महत्व: धात्विक बंधन ही कारण हैं कि लोहे और तांबे का उपयोग बिजली के तारों में किया जाता है।
- जैव विज्ञान: डीएनए (DNA) की संरचना को हाइड्रोजन बॉन्डिंग ही जोड़कर रखती है।
क्या आप जानते हैं?
- हीरा सहसंयोजक बंधन का सबसे मजबूत उदाहरण है।
- धातुओं की चमक उनके मुक्त इलेक्ट्रॉनों के कारण होती है।
ध्रुवीय और अध्रुवीय अणु, यौगिक और कार्बनिक रसायन
रासायनिक दुनिया यौगिकों में व्यवस्थित है, जहाँ परमाणु पूरी तरह से नए गुणों वाले पदार्थ बनाने के लिए निश्चित अनुपात में जुड़ते हैं। इन पदार्थों के व्यवहार में एक महत्वपूर्ण कारक ध्रुवीयता (Polarity) है। यह अंतर, कार्बनिक यौगिकों के अध्ययन के साथ, जीवन विज्ञान और औद्योगिक रसायन विज्ञान का आधार बनता है।
1. ध्रुवीय और अध्रुवीय अणु (Polar & Non-Polar)
अध्रुवीय (Non-Polar): जब दो परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी समान होती है (जैसे H2, O2)। इनका 'डिपोल मोमेंट' शून्य होता है।
ध्रुवीय (Polar): जब इलेक्ट्रॉनों का वितरण असमान होता है, जिससे अणु के सिरों पर हल्का आवेश (Charge) आ जाता है (जैसे पानी - H2O)।
2. रासायनिक यौगिक (Compound)
दो या दो से अधिक तत्वों के निश्चित अनुपात में रासायनिक मेल से बने पदार्थ को यौगिक कहते हैं।
उदाहरण: पानी (H2O) हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का यौगिक है।
3. कार्बनिक यौगिक (Organic Compounds)
वे पदार्थ जिनमें कार्बन (Carbon) मुख्य तत्व होता है। पृथ्वी पर सभी जीवित चीजें कार्बनिक यौगिकों पर निर्भर हैं।
प्रोटीन, विटामिन, और कार्बोहाइड्रेट सभी कार्बनिक यौगिक हैं।
4. कार्बन बंधन
एकल बंध (Alkanes): कार्बन परमाणुओं के बीच एक-एक इलेक्ट्रॉन की साझेदारी।
द्वि-बंध (Alkenes): दो-दो इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी।
त्रि-बंध (Alkynes): तीन-तीन इलेक्ट्रॉनों की साझेदारी।
| प्रकार | बंधन का प्रकार | प्रत्यय | सामान्य सूत्र |
|---|---|---|---|
| एल्केन | एकल | -एन् | CnH2n+2 |
| एल्कीन | द्वि-बंध | -ईन् | CnH2n |
| एल्काइन | त्रि-बंध | -आइन | CnH2n-2 |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- ध्रुवीयता: इलेक्ट्रॉनों का असमान वितरण।
- एल्केन: संतृप्त (Saturated) हाइड्रोकार्बन होते हैं जिनमें एकल बंध होता है।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- कार्बन की बहुमुखी प्रतिभा: कार्बन की लंबी श्रृंखलाएं बनाने की क्षमता ही जीवन के अस्तित्व का आधार है।
- औद्योगिक उपयोग: एल्केन का उपयोग ईंधन (Fuel) के रूप में और एल्कीन का उपयोग प्लास्टिक बनाने में किया जाता है।
क्या आप जानते हैं?
- पानी ध्रुवीय (Polar) है और तेल अध्रुवीय (Non-Polar), इसीलिए वे आपस में नहीं घुलते।
- हीरा और ग्रेफाइट दोनों शुद्ध कार्बन से बने हैं।
ध्रुवीय और अध्रुवीय अणु, यौगिक और कार्बनिक रसायन
रासायनिक दुनिया यौगिकों में व्यवस्थित है, जहाँ परमाणु पूरी तरह से नए गुणों वाले पदार्थ बनाने के लिए निश्चित अनुपात में जुड़ते हैं। इन पदार्थों के व्यवहार में एक महत्वपूर्ण कारक ध्रुवीयता (Polarity) है। यह अंतर, कार्बनिक यौगिकों के अध्ययन के साथ, जीवन विज्ञान और औद्योगिक रसायन विज्ञान का आधार बनता है।
1. ध्रुवीय और अध्रुवीय अणु (Polar & Non-Polar)
यह इस बारे में है कि परमाणु इलेक्ट्रॉनों को कैसे साझा करते हैं।
अध्रुवीय (Non-Polar): जब दोनों परमाणु एक ही ताकत से इलेक्ट्रॉनों को खींचते हैं, तो साझेदारी बराबर होती है (जैसे H2, O2)।
ध्रुवीय (Polar): जब एक परमाणु दूसरे से अधिक शक्तिशाली होता है, तो वह इलेक्ट्रॉनों को अपनी ओर खींच लेता है। इससे अणु पर 'हल्का आवेश' आ जाता है (जैसे पानी - H2O)।
2. रासायनिक यौगिक (Compound)
जब दो या दो से अधिक तत्व एक निश्चित अनुपात में मिलते हैं, तो यौगिक बनता है।
विशेषता: यौगिक के गुण उसके मूल तत्वों से बिल्कुल अलग होते हैं। नमक इसका सबसे अच्छा उदाहरण है।
3. कार्बनिक यौगिक (Organic Compounds)
ये वे पदार्थ हैं जिनमें मुख्य रूप से कार्बन (Carbon) होता है। पृथ्वी पर जीवन के लिए ये सबसे महत्वपूर्ण हैं।
हमारे शरीर के प्रोटीन, विटामिन और कार्बोहाइड्रेट सभी कार्बनिक यौगिक हैं।
4. कार्बन बंधन
कार्बन आपस में तीन तरह से जुड़ सकता है:
एकल बंध (Alkanes): सबसे सरल और स्थिर बंधन।
द्वि-बंध (Alkenes): अधिक सक्रिय बंधन।
त्रि-बंध (Alkynes): बहुत अधिक ऊर्जा वाले बंधन।
| प्रकार | बंधन का प्रकार | प्रत्यय | सामान्य सूत्र |
|---|---|---|---|
| एल्केन | एकल | -एन् | CnH2n+2 |
| एल्कीन | द्वि-बंध | -ईन् | CnH2n |
| एल्काइन | त्रि-बंध | -आइन | CnH2n-2 |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- ध्रुवीयता: यह इलेक्ट्रॉनों के असमान वितरण के कारण होती है।
- एल्केन: इन्हें 'संतृप्त' कहा जाता है क्योंकि इनमें केवल एकल बंध होते हैं।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- कार्बन का महत्व: ऊर्जा के लिए जीवाश्म ईंधन (Alkanes) से लेकर प्लास्टिक (Polymers) तक, हमारी दुनिया कार्बन पर निर्भर है।
- स्वास्थ्य: संतृप्त वसा (Saturated fat) और असंतृप्त वसा का अंतर उनके कार्बन बंधों पर ही निर्भर करता है।
क्या आप जानते हैं?
- पानी ध्रुवीय (Polar) है और तेल अध्रुवीय (Non-Polar), इसीलिए वे आपस में कभी नहीं घुलते।
- कार्बन इतना अद्भुत है कि इसके 1 करोड़ से भी ज्यादा यौगिक ज्ञात हैं।
पॉलिमर और दैनिक जीवन में रसायन विज्ञान
रसायन विज्ञान केवल प्रयोगशालाओं में नहीं होता; यह हमारे चारों ओर हो रहा है। पॉलिमर प्लास्टिक और रबर जैसे आवश्यक पदार्थों का आधार बनते हैं, जबकि रासायनिक प्रतिक्रियाएं बताती हैं कि प्याज हमें क्यों रुलाते हैं या साबुन हमारी त्वचा को कैसे साफ करते हैं।
1. पॉलिमर (Polymers) क्या हैं?
पॉलिमर बहुत बड़े अणु होते हैं जो मोनोमर नामक छोटी इकाइयों के जुड़ने से बनते हैं।
हाइड्रोकार्बन बैकबोन: अधिकांश पॉलिमर कार्बन और हाइड्रोजन की लंबी श्रृंखलाओं से बने होते हैं।
2. सफाई का रसायन: साबुन और डिटर्जेंट
साबुन: यह वसायुक्त अम्लों (Fatty acids) से बनता है। यह त्वचा के लिए कोमल होता है लेकिन 'कठोर जल' में काम नहीं करता।
डिटर्जेंट: इसमें सफाई की शक्ति अधिक होती है और यह कठोर जल में भी प्रभावी होता है।
3. दैनिक जीवन की घटनाएं
प्याज और आँसू: प्याज काटने पर एक गैस निकलती है जो आँखों की नमी के संपर्क में आकर जलन पैदा करती है।
फलों का पकना: एथिलीन (Ethylene) नामक गैस फलों को पकाने में मुख्य भूमिका निभाती है।
4. यूपीएससी के लिए महत्वपूर्ण प्रश्न
बर्फ पानी पर क्यों तैरती है? क्योंकि बर्फ का घनत्व पानी से कम होता है।
एंटासिड (Antacid): यह पेट की अम्लता (Acidity) को खत्म करने वाला एक 'क्षार' (Base) है।
| पॉलिमर | मोनोमर | सामान्य उपयोग |
|---|---|---|
| पॉलीथीन | एथिलीन | प्लास्टिक बैग |
| पीवीसी (PVC) | विनाइल क्लोराइड | पाइप, रेनकोट |
| टेफ्लॉन | टेट्राफ्लोरोएथिलीन | नॉन-स्टिक बर्तन |
| नायलॉन | एमाइड्स | रस्सियां, मोजे |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- बहुलकीकरण: एकलकों का जुड़कर बहुलक बनाना।
- प्राकृतिक बहुलक: DNA, प्रोटीन, सेल्यूलोज़ और प्राकृतिक रबर।
- प्रत्यम्ल: सामान्यतः मिल्क ऑफ़ मैग्नीशिया (मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड) होता है।
- पकाने वाला हार्मोन: एथिलीन (एकमात्र गैसीय पादप हार्मोन)।
- प्राकृतिक अम्ल: साइट्रिक (नींबू), लैक्टिक (दही), एसिटिक (सिरका), टार्टरिक (इमली, अंगूर), ऑक्सैलिक (टमाटर, पालक), फ़ॉर्मिक (चींटी का डंक, बिच्छू बूटी), मैलिक (सेब)। खाने का सोडा (सोडियम बाइकार्बोनेट) अम्लता को उदासीन करता है।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- प्लास्टिक प्रदूषण: पॉलिमर का विघटित न होना पर्यावरण के लिए एक बड़ी चुनौती है।
- खाद्य सुरक्षा: एथिलीन जैसे रसायनों की समझ से हम फलों को लंबे समय तक सुरक्षित रख सकते हैं।
क्या आप जानते हैं?
- पके हुए केले के पास कच्चे फल रखने से वे जल्दी पक जाते हैं क्योंकि केला एथिलीन गैस छोड़ता है।
- सोते समय लार का उत्पादन कम होने से मुँह में बैक्टीरिया बढ़ जाते हैं, जिससे सुबह मुँह से दुर्गंध आती है।
प्लास्टिक के प्रकार और खाद्य रसायन विज्ञान
प्लास्टिक विशेष पॉलिमर हैं जिन्हें इस आधार पर वर्गीकृत किया जाता है कि वे गर्मी के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। थर्मोप्लास्टिक और थर्मोसेटिंग प्लास्टिक के बीच के अंतर को समझना रीसाइक्लिंग और विनिर्माण के लिए महत्वपूर्ण है। इसी तरह, खाद्य परिरक्षक भोजन की सुरक्षा और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए रासायनिक सिद्धांतों का उपयोग करते हैं।
1. थर्मोप्लास्टिक बनाम थर्मोसेटिंग प्लास्टिक
A. थर्मोप्लास्टिक (Thermoplastics)
ये गर्म करने पर नरम हो जाते हैं और इन्हें बार-बार नया आकार दिया जा सकता है।
उदाहरण: पॉलीथीन, पीवीसी (PVC)।
B. थर्मोसेटिंग प्लास्टिक (Thermosetting Plastics)
एक बार आकार देने के बाद, इन्हें गर्म करके दोबारा नरम नहीं किया जा सकता।
उदाहरण: बेकेलाइट (बिजली के स्विच), मेलामाइन (अग्निरोधक बर्तन)।
2. खाद्य परिरक्षकों का रसायन (Food Preservatives)
भोजन को बैक्टीरिया और फंगस से बचाने के लिए इनमें परिरक्षक मिलाए जाते हैं।
नमक और चीनी: ये नमी को सोख लेते हैं जिससे बैक्टीरिया नहीं पनप पाते।
सोडियम बेंजोएट: इसका उपयोग फलों के रस और शरबत को सुरक्षित रखने में किया जाता है।
3. अन्य महत्वपूर्ण तथ्य
एंटीऑक्सीडेंट: ये तेल और वसा को विकृतगंधिता (Rancidity) से बचाते हैं, जिससे बासी खाने में दुर्गंध नहीं आती।
कृत्रिम मिठास: एस्पार्टेम जैसे रसायन बिना कैलोरी के मिठास देते हैं।
| विशेषता | थर्मोप्लास्टिक | थर्मोसेटिंग |
|---|---|---|
| गर्मी के प्रति प्रतिक्रिया | नरम होकर पिघल जाता है | नरम नहीं होता/सख्त रहता है |
| संरचना | रेखीय श्रृंखलाएं | क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क |
| पुनर्चक्रण (Recycle) | किया जा सकता है | नहीं किया जा सकता |
| सामान्य उपयोग | बोतलें, खिलौने, कंघी | स्विच, हैंडल, टाइलें |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- मेलामाइन: आग प्रतिरोधी कपड़े और न टूटने वाले बर्तन बनाने में उपयोग होता है।
- टेफ्लॉन: नॉन-स्टिक बर्तनों की कोटिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- ठोस अपशिष्ट प्रबंधन: थर्मोसेटिंग प्लास्टिक का पुनर्चक्रण न हो पाना पर्यावरण के लिए एक बड़ी चुनौती है।
- जैव-पॉलिमर: पारंपरिक प्लास्टिक को बदलने के लिए अब बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक पर शोध किया जा रहा है।
क्या आप जानते हैं?
- शहद एक प्राकृतिक परिरक्षक है; 3000 साल पुराना शहद भी खाने लायक रह सकता है।
- बेकेलाइट पहला कृत्रिम प्लास्टिक था, जिसका उपयोग आज भी बिजली के स्विच बनाने में होता है।