10 वी,विज्ञान I, धातुविज्ञान I

दररोज आपण आपल्या वेळेप्रमाणे उठतो पण जागे व्हावे ते ज्ञानासाठी.

विज्ञानातील काही मुद्दे आयुष्यभर लक्षात ठेवायचे असतात.  धातू व  अधातु हा फरक आपण आयुष्यभर लक्षात ठेवला पाहिजे.

खरे तर धातू अधातू हा फरक किंवा कोणताही फरक हा वरील प्रमाणे लिहावा 🥁 पण आपण इथे मुद्द्यांच्या रूपात माहिती पाहणार आहोत.

प्रथम आपण धातूंचे भौतिक गुणधर्म पाहू.

1. भौतिक स्थिती :- सामान्यतः धातू हे स्थायू अवस्थेत असतात अपवाद पारा Hg.

2. धातू हे तन्यता (ओढून तार तयार करणे) व वर्धनीयता (ठोकून पत्र तयार करणे) हे गुणधर्म दर्शवतात.

3. धातू हे उष्णता व विद्युत सुवाह असतात.,(कारण धातू मध्ये मुक्त इलेक्ट्रॉन असल्यामुळे विद्युत धारा वाहते.)

4. धातूंना चकाकी असते.

5. धातू हे कठीण असतात अपवाद गण 1 मधील अल्क धातू.

6. धातूंचा द्रवणांक व उत्कलनांक उच्च असतो.

7. काही धातूवर आघात केला की त्यांच्यापासून नाद म्हणजेच ध्वनी   निर्माण होतो.

🎺 अधातूंचे गुणधर्म

1. भौतिक स्थिती:- काही अधातू हे स्थायू अवस्थेत तर काही अधातू वायू अवस्थेत आढळतात ब्रोमीन Br मात्र यास अपवाद असून तो द्रव अवस्थेत आहे.

2. अधातू तन्यता व वर्धनीयता गुणधर्म दर्शवत नाहीत (कारण ते ठिसूळ असतात.)

3. अधातू हे उष्णता व विद्युत यांचे दुर्वाहक आहेत. (कारण यांच्यात मुक्त इलेक्ट्रॉन नसतो.)

ग्राफाईट हे कार्बनचे C अपरूप मात्र विद्युत सुवाहक आहे.

4. अधातूंना चकाकी नसते अपवाद आयोडीन I.

5. अधातू हे ठिसूळ असतात. अपवाद हिरा हा सर्वात कठीण नैसर्गिक पदार्थ आहे.

6. अधातूंचे द्रवणांक MP व उत्कलनांक BP कमी असतो.

7. अधातुवर आघात केल्यावर त्यांच्यापासून ध्वनी निर्माण होत नाही.

🥁 धातूंचे रासायनिक गुणधर्म

1. धातू सहज इलेक्ट्रॉन गमावतात व त्यापासून धन आयन तयार होतात.

2. काही धातूंना हवेत तापवले असता ते हवेतील ऑक्सिजनशी रासायनिक अभिक्रिया करतात व त्यांची ऑक्साईड तयार होते. धातूंची ऑक्साईडे ही आम्लारीधर्मी असतात.

3. काही धातूंची पाण्याबरोबर अभिक्रिया होऊन त्यांची हायड्रॉक्साइड तयार होतात व या क्रियेत हायड्रोजन H2 वायू मुक्त होतो.

4. धातूंची आम्लाबरोबर रासायनिक अभिक्रिया होऊन धातूंचे क्षार तयार होतात व हायड्रोजन वायू मुक्त होतो.

5. धातूंची नायट्रिक अमलाबरोबर HCl अभिक्रिया होत धातूंचे नायट्रेट क्षार तयार होतात.

6. धातूंची इतर धातूंच्या क्षाराच्या द्रावणाबरोबर रासायनिक अभिक्रिया होते.

7. धातूंची अधातू बरोबर रासायनिक अभिक्रिया होऊन धातूंचे क्षार तयार होतात.

🎺 धातूंचे क्षरण.

क्षरण म्हणजे धूप , झीज , ऱ्हास ,खराब होणे. बऱ्याच जणांना लोखंडाचे क्षरण माहित असते पण तांबे , चांदी यांचे पण क्षरण होते.

कोणत्याही गोष्टीमागील विज्ञान शोधता आले पाहिजे 🎷.  माहित नाही म्हणून सोडून न देता शोधले पाहिजे , विचारले पाहिजे ज्ञानाची भूक 🥁 वाढवली पाहिजे .

हवेत ठेवल्यावर चांदीच्या वस्तू काळ्या का पडतात ?

 सिल्वर म्हणजे चांदी जेव्हा हवेच्या संपर्कात येते तेव्हा कालांतराने ती काळी पडते.  हवेतील हायड्रोजन सल्फाईड ची चांदी बरोबर अभिक्रिया होऊन सिल्वर सल्फाईडचा  काळ्या रंगाचा थर तयार होतो.

* ॲल्युमिनियमचे Al ऑक्सिडीकरण होऊन त्याच्यावर ॲल्युमिनियम ऑक्साईडचा 

Al2O3 पांढऱ्या रंगाचा पातळ थर तयार होतो.

* दमट हवेत तांबे Cu उघडे असल्यास हवेतील कार्बन डायऑक्सिडची CO2 तांब्या बरोबर रासायनिक अभिक्रिया होऊन कॉपर कार्बोनेट CuCO3 चा हिरव्या रंगाचा थर तयार होतो.

* लोखंड Fe दमट हवेत  राहिल्यास  तांबूस रंगाचा पदार्थ तयार होतो तो लोखंडाचा गंज

 Fe2O3 . H2O होय

 क्षरण कसे थांबवावे (प्रतिबंध) ? 

1. ज्या धातूंचे शरण रोखायचे आहे त्या धातूच्या पृष्ठभागावर असा थर द्यायचा की त्यामुळे हवेतील बाष्प आणि ऑक्सिजन यांचा धातूशी संपर्क येणार नाही.

लोखंडाचे क्षरण रोखण्यासाठी त्यावर ग्रीस , रंग,  तेल   यांचा थर देता येतो. तात्पुरते उपाय ठरतात कारण दीर्घकाळासाठी या पद्धतीने धातूंचे रक्षण करता येत नाही म्हणून आधुनिक पद्धतीचा वापर करून आपल्याला क्षरण रोखता येते जसे जस्त विलेपन galvanizing.

*  जस्त विलेपन या पद्धतीत लोखंड किंवा पोलादाचे क्षरण रोखण्यासाठी त्यावर जस्ताचा Zn पातळ थर देतात. उदा. टाचण्या,  चकाकणारी लोखंडी खिळे.

* कथिलिकरण

कथिलिकरण या पद्धतीत वितळलेल्या कथिलाचा Sn थर दुसऱ्या धातूवर दिला जातो. ग्रामीण भाषेत याला कल्हई करणे असे म्हणतात.

याचा फायदा असा होतो की तांब्याच्या व पितळेच्या भांड्यात ठेवलेले पदार्थ खराब होत नाही उदा. ताक.

* धनाग्रीकरण 

या क्रियेत तांबे Cu किंवा ॲल्युमिनियम Al ची वस्तू धनाग्र म्हणून वापरतात म्हणून यास धनाग्रीकरण म्हणतात. या पद्धती तांबे Cu , ॲल्युमिनियम Al यासारख्या धातूवर विद्युत अपघटनाद्वारे त्याच धातूंच्या ऑक्साईडांचा  पातळ मजबूत थर दिला जातो.

* विद्युत विलेपन 

व्याख्या :- कमी अभिक्रियाशील धातूचा जास्त अभिक्रियाशील धातूवर थर देण्याच्या क्रियेला विद्युत विलेपन म्हणतात.

उदा एक ग्रॅम सोन्याचे दागिने म्हणजेच एक ग्रॅम  सोन्याच्या Au धातूचा थर दागिन्यावर दिला जातो, चांदी Ag विलेपित चमचे.

* संमिश्रीकरण

व्याख्या :- एका धातूमध्ये ठराविक प्रमाणात इतर धातू किंवा अधातू किंवा धातू व अधातू मिसळून तयार होणाऱ्या एकजिनिसी मिश्रणात संमिश्र म्हणतात. 

उदा :- स्टील हे Fe लोह – 74 % , क्रोमियम Cr – 18 % , कार्बन C – 8 % यांचे एकजिनसी मिश्रण होय.

ब्रॉन्झ हे 90 % 

 तांबे Cu ,  व 10  % 

 कथिल Sn यापासून तयार केले जाते.

पितळ या संमिश्रत सुमारे 60 % तांबे व 40 %  जस्त Zn असते.