सामान्य रसायन विज्ञान के अंतर्गत कांसा, पीतल, जंग रोधी इस्पात, विभिन्न धातुओं के निष्कर्षण और उनके यौगिकों से जुड़े 22 महत्वपूर्ण बहुविकल्पी प्रश्न उत्तर और वैज्ञानिक व्याख्या सहित यहाँ पढ़ें।
धातु एवं अधातु: भाग 2 (प्रश्न 23 से 44)
पीतल (Brass) के घटक
- प्रश्न 23: पीतल (Brass) निम्नलिखित में से किन दो धातुओं का एक महत्वपूर्ण रासायनिक संयोग या मिश्रधातु है?
- (A) तांबा और टिन
- (B) तांबा और जस्ता (जिंक)
- (C) तांबा और निकेल
- (D) लोहा और क्रोमियम
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: पीतल तांबा (लगभग 70%) और जस्ता (लगभग 30%) की एक प्रमुख मिश्रधातु है। इसका उपयोग बर्तन, वाद्य यंत्र और सजावटी सामान बनाने में भारी मात्रा में होता है।
कांसा या ब्रॉन्ज (Bronze) का निर्माण
- प्रश्न 24: कांसा या ब्रॉन्ज (Bronze) का निर्माण करने के लिए तांबे के साथ मुख्य रूप से किस अन्य धातु को पिघलाकर मिश्रित किया जाता है?
- (A) जस्ता
- (B) एल्युमीनियम
- (C) टिन (Sn)
- (D) सीसा
- उत्तर: (C)
- वैज्ञानिक व्याख्या: कांसा मुख्य रूप से तांबे (Cu) और टिन (Sn) की मिश्रधातु है। यह पीतल की तुलना में अधिक कड़ा होता है और इसका उपयोग मूर्तियां तथा सिक्के बनाने में किया जाता加工।
लोहे में जंग लगना (Rusting)
- प्रश्न 25: जंग लगने (Rusting) के कारण लोहे के कुल भार पर क्या प्रभाव पड़ता है?
- (A) लोहे का भार पहले बढ़ता है और फिर धीरे-धीरे घटता है
- (B) लोहे का भार पूरी तरह अपरिवर्तित रहता है
- (C) लोहे का भार तुरंत घट जाता है
- (D) लोहे का भार शून्य हो जाता
- उत्तर: (A)
- वैज्ञानिक व्याख्या: जब लोहे में जंग लगती है, तो लोहा हवा की ऑक्सीजन और नमी के साथ क्रिया करके फेरोसो-फेरिक ऑक्साइड (जंग) बना लेता है। ऑक्सीजन के जुड़ने से शुरुआत में उसका भार बढ़ जाता है, परंतु बाद में परतें झड़ने के कारण लोहा नष्ट होने लगता है और भार घट जाता है।
रणनीतिक धातु (Strategic Metal)
- प्रश्न 26: निम्नलिखित में से किस धातु को ‘रणनीतिक धातु’ (Strategic Metal) कहा जाता है क्योंकि इसका उपयोग अंतरिक्ष, रक्षा और आधुनिक विमान निर्माण में अनिवार्य रूप से होता है?
- (A) तांबा
- (B) टाइटेनियम
- (C) लोहा
- (D) एल्युमीनियम
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: टाइटेनियम को रणनीतिक धातु कहा जाता है क्योंकि यह स्टील जितनी मजबूत होती है परंतु वजन में उससे बहुत हल्की होती है। साथ ही इस पर जंग या उच्च ताप का आसानी से कोई प्रभाव नहीं पड़ता।
द्रव अवस्था में अधातु
- प्रश्न 27: निम्नलिखित में से कौन सी अधातु (Non-metal) कमरे के सामान्य तापमान पर ठोस न होकर द्रव (Liquid) अवस्था में पाई जाती है?
- (A) क्लोरीन
- (B) फॉस्फोरस
- (C) ब्रोमीन (Br)
- (D) आयोडीन
- उत्तर: (C)
- वैज्ञानिक व्याख्या: ब्रोमीन एकमात्र ऐसी अधातु है जो कमरे के तापमान पर गहरे लाल-भूरे रंग के द्रव के रूप में पाई जाती है। पारे (Hg) के समान यह भी द्रव रूप में रहती है, परंतु पारा एक धातु है और ब्रोमीन एक अधातु है।
उत्कृष्ट धातुएं और अम्लराज
- प्रश्न 28: उत्कृष्ट धातुएं (Noble Metals) जैसे सोना और प्लेटिनम प्रकृति में अत्यंत कम क्रियाशील होती हैं। इन्हें घोलने के लिए रासायनिक रूप से किसका उपयोग किया जाता है?
- (A) सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल
- (B) अम्लराज या एक्वा रेजिया (Aqua Regia)
- (C) शुद्ध एसिटिक अम्ल
- (D) द्रवित सोडियम हाइड्रोक्साइड
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: सोना और प्लेटिनम साधारण अम्लों में नहीं घुलते। इन्हें घोलने के लिए 3:1 के अनुपात में सांद्र हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) और सांद्र नाइट्रिक अम्ल ($HNO_3$) के ताज़ा मिश्रण ‘एक्वा रेजिया’ का उपयोग किया जाता है।
कैटालिटिक कनवर्टर (Catalytic Converter)
- प्रश्न 29: वाहनों और कारखानों में कैटालिटिक कनवर्टर (Catalytic Converter) के भीतर विषैली गैसों को उदासीन करने के लिए किस अत्यंत महंगी धातु का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है?
- (A) तांबा
- (B) प्लेटिनम या पैलेडियम
- (C) निकेल
- (D) जस्ता
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: प्लेटिनम, पैलेडियम और रोडियम जैसी उत्कृष्ट धातुओं का उपयोग वाहनों के साइलेंसर (कैटालिटिक कनवर्टर) में किया जाता है। ये धातुएं अधजले हाइड्रोकार्बन और कार्बन मोनोऑक्साइड को सुरक्षित गैसों में बदल देती हैं।
आतिशबाजी में रंगों का कारण
- प्रश्न 30: आतिशबाजी और पटाखों के जलने के समय दिखाई देने वाला गहरा लाल (Crimson Red) रंग निम्नलिखित में से किस धातु के यौगिकों के कारण उत्पन्न होता है?
- (A) बेरियम
- (B) सोडियम
- (C) स्ट्रॉन्शियन (Sr)
- (D) मैग्नीशियम
- उत्तर: (C)
- वैज्ञानिक व्याख्या: पटाखों में स्ट्रॉन्शियम के लवणों (जैसे स्ट्रॉन्शियम कार्बोनेट) के कारण आग की लपटों का रंग गहरा लाल दिखाई देता है, जबकि हरे रंग के लिए बेरियम (Ba) जिम्मेदार होता है।
शुष्क सेल (Dry Cells) का बाहरी आवरण
- प्रश्न 31: शुष्क सेलों (Dry Cells) या साधारण टॉर्च की बैटरियों के बाहरी बेलनाकार खोल (Container) को बनाने के लिए किस धातु का उपयोग किया जाता है जो एनोड का कार्य करती है?
- (A) तांबा
- (B) जस्ता (Zinc)
- (C) सीसा
- (D) एल्युमीनियम
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: शुष्क सेल का बाहरी आवरण जस्ते (Zn) के जार से बना होता है। रासायनिक क्रिया के दौरान यह जस्ता एनोड (ऋणात्मक ध्रुव) की तरह व्यवहार करता है और धीरे-धीरे संक्षारित होता जाता है।
वायुयान निर्माण और ड्यूरालुमिन
- प्रश्न 32: वायुयान (Aeroplane) के ढांचे और हवाई जहाजों के विभिन्न पुर्जे बनाने के लिए एल्युमीनियम की किस हल्की और मजबूत मिश्रधातु का उपयोग किया जाता है?
- (A) पीतल
- (B) ड्यूरालुमिन (Duralumin)
- (C) कांसा
- (D) जर्मन सिल्वर
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: ड्यूरालुमिन एल्युमीनियम (95%), तांबा (4%), मैंगनीज (0.5%) और मैग्नीशियम (0.5%) की एक अत्यंत हल्की और मजबूत मिश्रधातु है। वजन में हल्की और मजबूत होने के कारण इसका उपयोग विमान उद्योग में किया जाता है।
जंग के लिए आवश्यक घटक
- प्रश्न 33: जंग लगने के लिए हवा में मौजूद ऑक्सीजन के साथ-साथ निम्नलिखित में से किस अन्य घटक की उपस्थिति अनिवार्य रूप से आवश्यक है?
- (A) नाइट्रोजन गैस
- (B) केवल अत्यधिक उच्च तापमान
- (C) जलवाष्प या नमी (Moisture)
- (D) कार्बन डाइऑक्साइड
- उत्तर: (C)
- वैज्ञानिक व्याख्या: लोहे में जंग लगना एक विद्युत-रासायनिक क्रिया है। यह तभी संभव है जब लोहे की सतह पर ऑक्सीजन के साथ-साथ जल या हवा की नमी ($H_2O$) दोनों एक साथ उपस्थित हों। केवल शुष्क हवा में जंग नहीं लगती।
जस्तीकरण (Galvanization)
- प्रश्न 34: गैल्वेनाइज्ड लोहे (Galvanized Iron) की चादरों पर जंग क्यों नहीं लगती?
- (A) क्योंकि उन पर क्रोमियम की परत होती है
- (B) क्योंकि उन पर जस्ते (Zinc) की एक पतली सुरक्षात्मक परत चढ़ी होती है
- (C) क्योंकि उन पर सोने का पानी चढ़ा होता है
- (D) क्योंकि उन्हें तेल में डुबोया जाता है
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: जस्तीकरण (Galvanization) की प्रक्रिया में पिघले हुए जस्ते में लोहे को डुबोया जाता है। जस्ता लोहे की तुलना में अधिक सक्रिय होने के कारण स्वयं ऑक्सीकृत हो जाता है और अंदर के लोहे को जंग से सुरक्षित रखता है।
फ्यूज तार (Fuse Wire) के गुण
- प्रश्न 35: फ्यूज तार (Fuse Wire) बिजली के उपकरणों की सुरक्षा के लिए लगाया जाता है। इसके निर्माण में प्रयुक्त मिश्रधातु के गुण कैसे होने चाहिए?
- (A) उच्च प्रतिरोध और उच्च गलनांक
- (B) निम्न प्रतिरोध और निम्न गलनांक
- (C) उच्च प्रतिरोध और निम्न गलनांक (Low Melting Point)
- (D) शून्य प्रतिरोध और अनंत गलनांक
- उत्तर: (C)
- वैज्ञानिक व्याख्या: सुरक्षा फ्यूज का तार सीसा (Pb) और टिन (Sn) की मिश्रधातु से बनता है। इसका गलनांक बहुत कम होना चाहिए ताकि सर्किट में धारा का मान सुरक्षित सीमा से अधिक होते ही यह तार गर्म होकर तुरंत पिघल जाए और बिजली की सप्लाई बंद हो जाए।
मानव द्वारा प्रयुक्त प्रथम धातु
- प्रश्न 36: मानव सभ्यता द्वारा इतिहास में सबसे पहले किस धातु का निष्कर्षण किया गया और औजार बनाने में उपयोग किया गया था?
- (A) लोहा
- (B) तांबा (Copper)
- (C) एल्युमीनियम
- (D) कांसा
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: ताम्रपाषाण काल से ही मनुष्य ने सबसे पहले तांबे धातु का उपयोग करना सीखा था। लोहे की खोज इसके बहुत बाद में उत्तर-वैदिक काल के आसपास हुई थी।
पारे (Mercury) का निष्कर्षण
- प्रश्न 37: थर्मामीटरों के भीतर प्रयुक्त होने वाला पारा (Mercury) किस खनिज अयस्क से व्यावसायिक रूप से निकाला या निष्कर्षित किया जाता है?
- (A) बॉक्साइट
- (B) सिनेबार (Cinnabar – HgS)
- (C) गैलेना
- (D) मैग्नेटाइट
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: पारे का मुख्य और सबसे महत्वपूर्ण अयस्क सिनेबार (मर्क्यूरिक सल्फाइड – HgS) है। इसे हवा की उपस्थिति में गर्म करने पर पारा धातु आसानी से अलग हो जाती है।
हीटर का हीटिंग एलीमेंट
- प्रश्न 38: बिजली के हीटरों और खाना पकाने वाले हीटिंग एलीमेंट (तंदूर/ओवन) की स्प्रिंगनुमा कोइल किस मिश्रधातु की बनाई जाती है?
- (A) तांबा
- (B) टंगस्टन
- (C) नाइक्रोम (Nichrome)
- (D) लोहा
- उत्तर: (C)
- वैज्ञानिक व्याख्या: हीटर के तार नाइक्रोम से बनाए जाते हैं जो निकेल (80%) और क्रोमियम (20%) की मिश्रधातु है। इसका विशिष्ट प्रतिरोध और गलनांक बहुत उच्च होता है, जिससे यह लाल-गर्म होने पर भी पिघलती या जलती नहीं है।
इनवार (Invar) मिश्रधातु
- प्रश्न 39: घड़ियों के महीन पुर्जे और वैज्ञानिक उपकरण बनाने के लिए किस विशेष मिश्रधातु का उपयोग किया जाता है जो तापमान बदलने पर भी नहीं फैलती?
- (A) इनवार (Invar)
- (B) स्टेनलेस स्टील
- (C) पीतल
- (D) मैग्नेलियम
- उत्तर: (A)
- वैज्ञानिक व्याख्या: इनवार लोहे (64%) और निकेल (36%) की एक विशेष मिश्रधातु है। इसका तापीय प्रसार गुणांक अत्यंत कम होता है, यानी तापमान घटने-बढ़ने पर भी इसके आकार में कोई खास बदलाव नहीं आता।
एल्युमीनियम का निष्कर्षण
- प्रश्न 40: एल्युमीनियम धातु का औद्योगिक निष्कर्षण मुख्य रूप से किस प्राकृतिक खनिज अयस्क से विद्युत अपघटन विधि द्वारा किया जाता है?
- (A) हेमेटाइट
- (B) डोलोमाइट
- (C) बॉक्साइट (Bauxite – $Al_2O_3\cdot2H_2O$)
- (D) चाल्कोपायराइट
- उत्तर: (C)
- वैज्ञानिक व्याख्या: एल्युमीनियम का सबसे प्रमुख अयस्क बॉक्साइट है। हॉल-हेरॉल्ट विधि द्वारा बॉक्साइट को शुद्ध एल्युमिना में बदलकर उसका विद्युत अपघटन करने से शुद्ध एल्युमीनियम प्राप्त होता है।
सोने की शुद्धता (कैरेट)
- प्रश्न 41: शुद्ध सोना (Pure Gold) कितने कैरेट का होता है जो अत्यधिक लचीला और अत्यधिक सुघट्य होने के कारण सीधे आभूषण बनाने के काम नहीं आता?
- (A) 18 कैरेट
- (B) 22 कैरेट
- (C) 24 कैरेट
- (D) 20 कैरेट
- उत्तर: (C)
- वैज्ञानिक व्याख्या: 24 कैरेट का सोना 100% शुद्ध माना जाता है। यह बहुत नरम होता है, इसलिए आभूषणों को कड़ा और मजबूत बनाने के लिए इसमें थोड़ी मात्रा में तांबा या चांदी मिलाई जाती है (आमतौर पर 22 कैरेट का उपयोग होता है)।
चमकदार अधातु
- प्रश्न 42: निम्नलिखित में से किस अधातु में धातुओं जैसी विशेष चमक (Metallic Lustre) पाई जाती है, जिसके कारण यह अपवाद स्वरूप चमकदार दिखती है?
- (A) सल्फर
- (B) आयोडीन (Iodine) या ग्रेफाइट
- (C) फॉस्फोरस
- (D) कार्बन
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: अधातुएं आमतौर पर मटमैली या बिना चमक की होती हैं, परंतु आयोडीन और ग्रेफाइट (कार्बन का अपररूप) इसके अपवाद हैं। आयोडीन के क्रिस्टलों में एक विशिष्ट धात्विक चमक पाई जाती है।
आईसी चिप्स (IC Chips) का निर्माण
- प्रश्न 43: कंप्यूटरों और मोबाइल फोन की इंटीग्रेटेड सर्किट चिप्स (IC Chips) का निर्माण करने के लिए किस उपधातु (Metalloid) का उपयोग अर्धचालक के रूप में सर्वाधिक होता है?
- (A) जर्मेनियम
- (B) सिलिकॉन (Silicon)
- (C) आर्सेनिक
- (D) एंटीमनी
- उत्तर: (B)
- वैज्ञानिक व्याख्या: सिलिकॉन एक प्रमुख अर्धचालक (Semiconductor) तत्व है। इसकी प्रचुरता और बेहतरीन विद्युतीय नियंत्रण गुणों के कारण संपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक और चिप उद्योग इसी पर आधारित है।
फोटोग्राफी में प्रयुक्त लवण
वैज्ञानिक व्याख्या: सिल्वर ब्रोमाइड (AgBr) प्रकाश के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता. जब इस पर प्रकाश पड़ता है, तो यह तुरंत चांदी के सूक्ष्म कणों में अपघटित हो जाता है। इसी गुण के कारण इसका उपयोग ब्लैक एंड व्हाइट फोटोग्राफी में किया जाता था।
प्रश्न 44: फोटोग्राफी की रीलों और फिल्मों को विकसित करने तथा प्रकाश के प्रति संवेदनशील बनाने के लिए किस रासायनिक लवण का उपयोग किया जाता है?
(A) सिल्वर ब्रोमाइड (Silver Bromide – AgBr)
(B) सोडियम क्लोराइड
(C) कैल्शियम कार्बोनेट
(D) कॉपर सल्फेट
उत्तर: (A)