अध्याय 1: रासायनिक अभिक्रियाएँ एवं समीकरण
कक्षा 10 विज्ञान · Chemical Reactions and Equations
परिचय: रासायनिक अभिक्रिया
- दैनिक जीवन के उदाहरण: खुले में दूध का खट्टा होना, लोहे पर जंग लगना, अंगूर का किण्वन, भोजन पकना, भोजन का पचना, साँस लेना। इन सब में पदार्थ की प्रकृति और पहचान बदल जाती है।
रासायनिक अभिक्रिया होने के 4 संकेत
- अवस्था में परिवर्तन
- रंग में परिवर्तन
- गैस का निकलना
- तापमान में परिवर्तन
| क्रियाकलाप | प्रेक्षण | संकेत |
|---|---|---|
| 1.1 Mg रिबन का दहन | चमकदार श्वेत ज्वाला, श्वेत चूर्ण MgO | रंग/अवस्था परिवर्तन |
| 1.2 लेड नाइट्रेट + KI | पीला अवक्षेप (PbI₂) | रंग परिवर्तन |
| 1.3 जिंक + तनु H₂SO₄ | बुलबुले (H₂ गैस), फ्लास्क गर्म | गैस निकलना, ताप परिवर्तन |
याद रखें: Mg जलाने से पहले रेगमाल से रगड़ते हैं, क्योंकि सतह पर ऑक्साइड की परत होती है।
1.1 रासायनिक समीकरण
- अभिकारक: जिन पदार्थों में रासायनिक परिवर्तन होता है। बाईं ओर (LHS) लिखे जाते हैं।
- उत्पाद: अभिक्रिया से बनने वाले नए पदार्थ। दाईं ओर (RHS) लिखे जाते हैं।
- दोनों ओर योग (+) का चिह्न; तीर का सिरा उत्पाद की ओर, यानी अभिक्रिया की दिशा।
- उदाहरण (शब्द-समीकरण): मैग्नीशियम + ऑक्सीजन → मैग्नीशियम ऑक्साइड
| अंतर का आधार | कंकाली (असंतुलित) समीकरण | संतुलित समीकरण |
|---|---|---|
| परमाणुओं की संख्या | दोनों ओर बराबर नहीं | दोनों ओर बराबर |
| द्रव्यमान | दोनों ओर बराबर नहीं | दोनों ओर बराबर |
| उदाहरण | Mg + O₂ → MgO | 2Mg + O₂ → 2MgO |
समीकरण संतुलित करने की विधि (हिट एंड ट्रायल)
उदाहरण: Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂। सबसे छोटी पूर्णांक संख्या का गुणांक लगाकर संतुलन का प्रयत्न करते हैं।
- चरण 1: हर सूत्र के चारों ओर बॉक्स बनाएँ। बॉक्स के अंदर कुछ न बदलें।
- चरण 2: हर तत्व के परमाणुओं की संख्या की सूची बनाएँ (LHS और RHS)।
- चरण 3: सबसे अधिक परमाणु वाले यौगिक के सबसे अधिक परमाणु वाले तत्व को पहले संतुलित करें। यहाँ Fe₃O₄ का O (4 परमाणु), इसलिए 4H₂O।
- चरण 4: H संतुलित करें: 4H₂O में 8 H, इसलिए 4H₂।
- चरण 5: बचे तत्व Fe को संतुलित करें: 3Fe।
- चरण 6: जाँच: 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂ (दोनों ओर Fe 3, H 8, O 4)।
- चरण 7: भौतिक अवस्था के संकेत लिखें: 3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g)।
भौतिक अवस्था के संकेत और शर्तें
| अवस्था | संकेत |
|---|---|
| ठोस | (s) |
| द्रव | (l) |
| गैस | (g) |
| जलीय (जल में घोल) | (aq) |
- ताप, दाब, उत्प्रेरक आदि शर्तें तीर के ऊपर या नीचे लिखी जाती हैं।
- उदाहरण: CO(g) + 2H₂(g) →(340 atm) CH₃OH(l)
- प्रकाश-संश्लेषण: 6CO₂(aq) + 12H₂O(l) →(सूर्य-प्रकाश, क्लोरोफ़िल) C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(aq) + 6H₂O(l)
1.2 रासायनिक अभिक्रियाओं के प्रकार
- रासायनिक अभिक्रिया में एक तत्व का परमाणु दूसरे तत्व के परमाणु में नहीं बदलता। परमाणुओं के आपसी आबंध टूटने और जुड़ने से नए पदार्थ बनते हैं।
| प्रकार | परिभाषा | सामान्य रूप | उदाहरण |
|---|---|---|---|
| संयोजन | दो या अधिक पदार्थ मिलकर एकल उत्पाद बनाते हैं | A + B → AB | CaO + H₂O → Ca(OH)₂ |
| वियोजन | एकल पदार्थ टूटकर दो या अधिक पदार्थ देता है | AB → A + B | CaCO₃ → CaO + CO₂ |
| विस्थापन | अधिक क्रियाशील तत्व, कम क्रियाशील को उसके यौगिक से हटा देता है | A + BC → AC + B | Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu |
| द्विविस्थापन | दो यौगिकों के बीच आयनों का आदान-प्रदान | AB + CD → AD + CB | Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2NaCl |
| उपचयन-अपचयन (रेडॉक्स) | एक अभिकारक उपचयित, दूसरा अपचयित | - | CuO + H₂ → Cu + H₂O |
1.2.1 संयोजन अभिक्रिया
- CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + ऊष्मा। (बिना बुझा चूना + जल → बुझा चूना। बहुत ऊष्मा निकलती है, इसलिए बीकर गर्म हो जाता है।)
- C(s) + O₂(g) → CO₂(g) (कोयले का दहन)
- 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l) (जल का निर्माण)
- सफ़ेदी: बुझा चूना हवा की CO₂ से धीरे-धीरे अभिक्रिया कर CaCO₃ की पतली परत बनाता है। 2-3 दिन बाद दीवारों पर चमक आती है। संगमरमर का सूत्र भी CaCO₃ है।
Ca(OH)₂(aq) + CO₂(g) → CaCO₃(s) + H₂O(l)
ऊष्माक्षेपी और ऊष्माशोषी अभिक्रियाएँ
ऊष्माशोषी: जिन अभिक्रियाओं में ऊर्जा अवशोषित होती है। जैसे CaCO₃ → CaO + CO₂।
- ऊष्माक्षेपी के उदाहरण: प्राकृतिक गैस का दहन, श्वसन, सब्ज़ियों का सड़कर कंपोस्ट बनना, CaO + H₂O।
- श्वसन: भोजन (कार्बोहाइड्रेट) टूटकर ग्लूकोज़ बनता है, जो कोशिकाओं में O₂ से मिलकर ऊर्जा देता है।
C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(aq) → 6CO₂(aq) + 6H₂O(l) + ऊर्जा
| अंतर का आधार | ऊष्माक्षेपी | ऊष्माशोषी |
|---|---|---|
| ऊष्मा | निकलती है | अवशोषित होती है |
| ताप (स्पर्श पर) | बढ़ता है, पात्र गर्म | घटता है, पात्र ठंडा |
| उदाहरण | कोयले का दहन, श्वसन, CaO + H₂O | CaCO₃ का वियोजन, Ba(OH)₂ + NH₄Cl |
1.2.2 वियोजन अभिक्रिया
| प्रकार | ऊर्जा का स्रोत | उदाहरण |
|---|---|---|
| ऊष्मीय वियोजन | ऊष्मा | CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g) |
| प्रकाशीय वियोजन | प्रकाश | 2AgCl(s) → 2Ag(s) + Cl₂(g) (सूर्य-प्रकाश) |
| विद्युत अपघटन | विद्युत | 2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g) |
- फ़ेरस सल्फ़ेट: 2FeSO₄(s) → Fe₂O₃(s) + SO₂(g) + SO₃(g)। क्रिस्टल पहले जल त्यागते हैं, रंग बदलता है और जलते सल्फ़र जैसी गंध आती है।
- चूना पत्थर: CaCO₃ → CaO + CO₂। CaO (चूना) सीमेंट बनाने में काम आता है।
- लेड नाइट्रेट: 2Pb(NO₃)₂(s) → 2PbO(s) + 4NO₂(g) + O₂(g)। भूरा धुआँ NO₂ का है।
- जल का विद्युत अपघटन: कैथोड पर H₂ और ऐनोड पर O₂। H₂ का आयतन O₂ से दोगुना (2:1), क्योंकि H₂O में H के 2 और O का 1 परमाणु है।
- सिल्वर क्लोराइड/ब्रोमाइड: सफ़ेद AgCl सूर्य-प्रकाश में धूसर हो जाता है। 2AgBr → 2Ag + Br₂। श्याम-श्वेत फ़ोटोग्राफ़ी में उपयोग।
| अंतर का आधार | संयोजन | वियोजन |
|---|---|---|
| अभिकारक | दो या अधिक | एक |
| उत्पाद | एक | दो या अधिक |
| उदाहरण | 2H₂ + O₂ → 2H₂O | 2H₂O → 2H₂ + O₂ |
1.2.3 विस्थापन अभिक्रिया
- Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s)। लोहे की कील भूरी हो जाती है (Cu जमता है) और नीला विलयन हल्का हरा पड़ जाता है (FeSO₄ बनता है)।
- Zn(s) + CuSO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + Cu(s)
- Pb(s) + CuCl₂(aq) → PbCl₂(aq) + Cu(s)
- Zn और Pb, Cu से अधिक क्रियाशील हैं, इसलिए Cu को उसके यौगिक से हटा देते हैं।
1.2.4 द्विविस्थापन अभिक्रिया
- Na₂SO₄(aq) + BaCl₂(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq)। श्वेत अवक्षेप BaSO₄ बनता है।
- Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂ (पीला अवक्षेप) + 2KNO₃। यह भी द्विविस्थापन है।
| अंतर का आधार | विस्थापन | द्विविस्थापन |
|---|---|---|
| क्या होता है | एक तत्व दूसरे तत्व को हटाता है | दो यौगिकों में आयनों का आदान-प्रदान |
| सामान्य रूप | A + BC → AC + B | AB + CD → AD + CB |
| उदाहरण | Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu | Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2NaCl |
1.2.5 उपचयन एवं अपचयन (रेडॉक्स)
अपचयन: ऑक्सीजन का ह्रास या हाइड्रोजन की वृद्धि।
रेडॉक्स अभिक्रिया: जिसमें एक अभिकारक उपचयित और दूसरा अपचयित होता है (दोनों साथ-साथ)।
- 2Cu + O₂ → 2CuO (ताप से)। कॉपर पर काली परत। Cu का उपचयन।
- CuO + H₂ → Cu + H₂O। CuO का अपचयन (काली परत भूरी हो जाती है) और H₂ का उपचयन।
- ZnO + C → Zn + CO: C उपचयित, ZnO अपचयित।
- MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂: HCl उपचयित (Cl₂ बना), MnO₂ अपचयित।
- Mg जलने पर MgO बनता है: Mg का उपचयन।
| अंतर का आधार | उपचयन | अपचयन |
|---|---|---|
| ऑक्सीजन | वृद्धि | ह्रास |
| हाइड्रोजन | ह्रास | वृद्धि |
| उदाहरण | 2Cu + O₂ → 2CuO | CuO + H₂ → Cu + H₂O |
1.3 दैनिक जीवन में उपचयन के प्रभाव
विकृतगंधिता: तेल या वसा का उपचयित होकर उनके स्वाद और गंध का बदल जाना।
| अंतर का आधार | संक्षारण | विकृतगंधिता |
|---|---|---|
| किसका होता है | धातुओं का | तेल एवं वसा वाले खाद्य का |
| कारण | वायु, नमी, अम्ल से अभिक्रिया | वायु की O₂ से उपचयन |
| उदाहरण | लोहे पर जंग (लालिमायुक्त भूरी परत), चाँदी पर काली परत, ताँबे पर हरी परत | बासी मक्खन, घी, तेल |
| रोकथाम | पेंट करना | प्रति ऑक्सीकारक, वायुरोधी बर्तन, N₂ भरना (चिप्स की थैली) |
- जंग लगने से पुल, रेलिंग, जहाज, कार के ढाँचे आदि की बहुत क्षति होती है।
प्रश्न-उत्तर (शीघ्र दोहराव)
प्र. संयोजन अभिक्रिया का उदाहरण? उ. CaO + H₂O → Ca(OH)₂।
प्र. वियोजन के तीन प्रकार? उ. ऊष्मीय, प्रकाशीय, विद्युत अपघटन।
प्र. अवक्षेप किसे कहते हैं? उ. जल में अविलेय ठोस पदार्थ।
प्र. लोहे की वस्तुओं पर पेंट क्यों करते हैं? उ. जंग से बचाने के लिए (वायु और नमी से संपर्क रुकता है)।
प्र. तेल-वसा युक्त खाद्य को N₂ से क्यों घेरते हैं? उ. उपचयन (विकृतगंधिता) रोकने के लिए।
प्र. श्वसन ऊष्माक्षेपी क्यों? उ. ग्लूकोज़ के उपचयन से ऊर्जा निकलती है।
प्र. Mg को साफ़ क्यों करते हैं? उ. सतह की ऑक्साइड परत हटाने के लिए।
प्रेक्षण और रंग (परीक्षा के लिए)
| अभिक्रिया | प्रेक्षण |
|---|---|
| Mg का दहन | चमकदार श्वेत ज्वाला, श्वेत MgO |
| Pb(NO₃)₂ + KI | पीला अवक्षेप PbI₂ |
| Na₂SO₄ + BaCl₂ | श्वेत अवक्षेप BaSO₄ |
| FeSO₄ को गर्म करना | रंग बदलता है, जलते सल्फ़र जैसी गंध, Fe₂O₃ |
| Pb(NO₃)₂ को गर्म करना | भूरा धुआँ (NO₂) |
| AgCl, सूर्य-प्रकाश | श्वेत से धूसर |
| Fe कील + CuSO₄ | कील भूरी, विलयन नीले से हल्का हरा |
| Cu को हवा में गर्म करना | काली परत CuO |
| CuO पर H₂ प्रवाहित | काली परत भूरी (Cu) |
Introduction: Chemical Reaction
- Daily-life examples: milk left open turning sour, rusting of iron, fermentation of grapes, cooking food, digestion of food, breathing. In all of these the nature and identity of the substance change.
4 Signs of a Chemical Reaction
- Change in state
- Change in colour
- Evolution of a gas
- Change in temperature
| Activity | Observation | Sign |
|---|---|---|
| 1.1 Burning Mg ribbon | Dazzling white flame, white powder MgO | Colour/state change |
| 1.2 Lead nitrate + KI | Yellow precipitate (PbI₂) | Colour change |
| 1.3 Zinc + dilute H₂SO₄ | Bubbles (H₂ gas), flask warms | Gas evolved, temperature change |
Remember: Mg is rubbed with sandpaper before burning because its surface has an oxide layer.
1.1 Chemical Equation
- Reactants: substances that undergo chemical change. Written on the left (LHS).
- Products: new substances formed. Written on the right (RHS).
- A plus (+) sign is used between substances; the arrowhead points to the products and shows the direction of reaction.
- Example (word equation): Magnesium + Oxygen → Magnesium oxide
| Basis | Skeletal (unbalanced) equation | Balanced equation |
|---|---|---|
| Number of atoms | Not equal on both sides | Equal on both sides |
| Mass | Not equal on both sides | Equal on both sides |
| Example | Mg + O₂ → MgO | 2Mg + O₂ → 2MgO |
Balancing by Hit and Trial Method
Example: Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂. We try to balance using the smallest whole-number coefficients.
- Step 1: Draw a box around every formula. Do not change anything inside a box.
- Step 2: List the number of atoms of each element (LHS and RHS).
- Step 3: Balance first the compound with the most atoms, and in it the element with the most atoms. Here O in Fe₃O₄ (4 atoms), so 4H₂O.
- Step 4: Balance H: 4H₂O has 8 H, so 4H₂.
- Step 5: Balance the remaining element Fe: 3Fe.
- Step 6: Check: 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂ (Fe 3, H 8, O 4 on both sides).
- Step 7: Write physical state symbols: 3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g).
State Symbols and Conditions
| State | Symbol |
|---|---|
| Solid | (s) |
| Liquid | (l) |
| Gas | (g) |
| Aqueous (in water) | (aq) |
- Conditions such as temperature, pressure, catalyst are written above or below the arrow.
- Example: CO(g) + 2H₂(g) →(340 atm) CH₃OH(l)
- Photosynthesis: 6CO₂(aq) + 12H₂O(l) →(sunlight, chlorophyll) C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(aq) + 6H₂O(l)
1.2 Types of Chemical Reactions
- In a chemical reaction, atoms of one element do not change into atoms of another. New substances form by breaking and making of bonds between atoms.
| Type | Definition | General form | Example |
|---|---|---|---|
| Combination | Two or more substances combine to form a single product | A + B → AB | CaO + H₂O → Ca(OH)₂ |
| Decomposition | A single substance breaks into two or more substances | AB → A + B | CaCO₃ → CaO + CO₂ |
| Displacement | A more reactive element displaces a less reactive one from its compound | A + BC → AC + B | Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu |
| Double displacement | Exchange of ions between two compounds | AB + CD → AD + CB | Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2NaCl |
| Oxidation-reduction (redox) | One reactant is oxidised, the other reduced | - | CuO + H₂ → Cu + H₂O |
1.2.1 Combination Reaction
- CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + heat. (Quick lime + water → slaked lime. A lot of heat is released, so the beaker becomes hot.)
- C(s) + O₂(g) → CO₂(g) (burning of coal)
- 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l) (formation of water)
- Whitewashing: Slaked lime slowly reacts with CO₂ of air to form a thin layer of CaCO₃. After 2-3 days the walls shine. Marble is also CaCO₃.
Ca(OH)₂(aq) + CO₂(g) → CaCO₃(s) + H₂O(l)
Exothermic and Endothermic Reactions
Endothermic: reactions in which energy is absorbed. E.g. CaCO₃ → CaO + CO₂.
- Exothermic examples: burning of natural gas, respiration, decomposition of vegetable matter into compost, CaO + H₂O.
- Respiration: food (carbohydrates) breaks down to glucose, which combines with oxygen in cells to give energy.
C₆H₁₂O₆(aq) + 6O₂(aq) → 6CO₂(aq) + 6H₂O(l) + energy
| Basis | Exothermic | Endothermic |
|---|---|---|
| Heat | Released | Absorbed |
| Temperature (on touching) | Rises, container warm | Falls, container cold |
| Examples | Burning coal, respiration, CaO + H₂O | Decomposition of CaCO₃, Ba(OH)₂ + NH₄Cl |
1.2.2 Decomposition Reaction
| Kind | Energy source | Example |
|---|---|---|
| Thermal decomposition | Heat | CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g) |
| Photolytic decomposition | Light | 2AgCl(s) → 2Ag(s) + Cl₂(g) (sunlight) |
| Electrolysis | Electricity | 2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g) |
- Ferrous sulphate: 2FeSO₄(s) → Fe₂O₃(s) + SO₂(g) + SO₃(g). Crystals first lose water, the colour changes and a smell of burning sulphur comes.
- Limestone: CaCO₃ → CaO + CO₂. CaO (lime) is used in making cement.
- Lead nitrate: 2Pb(NO₃)₂(s) → 2PbO(s) + 4NO₂(g) + O₂(g). Brown fumes are NO₂.
- Electrolysis of water: H₂ at the cathode and O₂ at the anode. Volume of H₂ is double that of O₂ (2:1) because H₂O has 2 H atoms and 1 O atom.
- Silver chloride/bromide: white AgCl turns grey in sunlight. 2AgBr → 2Ag + Br₂. Used in black-and-white photography.
| Basis | Combination | Decomposition |
|---|---|---|
| Reactants | Two or more | One |
| Products | One | Two or more |
| Example | 2H₂ + O₂ → 2H₂O | 2H₂O → 2H₂ + O₂ |
1.2.3 Displacement Reaction
- Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s). The iron nail turns brownish (Cu deposits) and the blue solution turns pale green (FeSO₄ forms).
- Zn(s) + CuSO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + Cu(s)
- Pb(s) + CuCl₂(aq) → PbCl₂(aq) + Cu(s)
- Zn and Pb are more reactive than Cu, so they displace Cu from its compound.
1.2.4 Double Displacement Reaction
- Na₂SO₄(aq) + BaCl₂(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq). White precipitate of BaSO₄ forms.
- Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂ (yellow precipitate) + 2KNO₃. This is also double displacement.
| Basis | Displacement | Double displacement |
|---|---|---|
| What happens | One element displaces another | Ions exchanged between two compounds |
| General form | A + BC → AC + B | AB + CD → AD + CB |
| Example | Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu | Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2NaCl |
1.2.5 Oxidation and Reduction (Redox)
Reduction: loss of oxygen or gain of hydrogen.
Redox reaction: one reactant is oxidised and the other reduced (both occur together).
- 2Cu + O₂ → 2CuO (on heating). Black coating on copper. Cu is oxidised.
- CuO + H₂ → Cu + H₂O. CuO is reduced (black coating turns brown) and H₂ is oxidised.
- ZnO + C → Zn + CO: C is oxidised, ZnO is reduced.
- MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂: HCl is oxidised (Cl₂ formed), MnO₂ is reduced.
- Burning of Mg gives MgO: Mg is oxidised.
| Basis | Oxidation | Reduction |
|---|---|---|
| Oxygen | Gain | Loss |
| Hydrogen | Loss | Gain |
| Example | 2Cu + O₂ → 2CuO | CuO + H₂ → Cu + H₂O |
1.3 Effects of Oxidation in Daily Life
Rancidity: oils or fats get oxidised and their taste and smell change.
| Basis | Corrosion | Rancidity |
|---|---|---|
| Affects | Metals | Foods containing oils and fats |
| Cause | Reaction with air, moisture, acids | Oxidation by oxygen of air |
| Examples | Rust on iron (reddish-brown layer), black coating on silver, green coating on copper | Stale butter, ghee, oil |
| Prevention | Painting | Antioxidants, airtight containers, flushing with N₂ (chips packets) |
- Corrosion damages bridges, railings, ships and car bodies heavily.
Question-Answer (Quick Revision)
Q. Example of a combination reaction? A. CaO + H₂O → Ca(OH)₂.
Q. Three kinds of decomposition? A. Thermal, photolytic, electrolysis.
Q. What is a precipitate? A. An insoluble solid formed in water.
Q. Why are iron objects painted? A. To prevent rusting (air and moisture cannot reach the metal).
Q. Why is nitrogen filled around oily or fatty foods? A. To stop oxidation (rancidity).
Q. Why is respiration exothermic? A. Oxidation of glucose releases energy.
Q. Why is Mg cleaned before burning? A. To remove the oxide layer on its surface.
Observations and Colours (for exams)
| Reaction | Observation |
|---|---|
| Burning of Mg | Dazzling white flame, white MgO |
| Pb(NO₃)₂ + KI | Yellow precipitate PbI₂ |
| Na₂SO₄ + BaCl₂ | White precipitate BaSO₄ |
| Heating FeSO₄ | Colour changes, smell of burning sulphur, Fe₂O₃ |
| Heating Pb(NO₃)₂ | Brown fumes (NO₂) |
| AgCl in sunlight | White to grey |
| Fe nail + CuSO₄ | Nail turns brown, solution blue to pale green |
| Heating Cu in air | Black coating of CuO |
| H₂ passed over CuO | Black coating turns brown (Cu) |
पाठ्य-पुस्तक के बीच के प्रश्न
1. वायु में जलाने से पहले मैग्नीशियम रिबन को साफ़ क्यों किया जाता है?
उत्तर: मैग्नीशियम की सतह पर वायु से बनी ऑक्साइड की परत होती है। यह परत जलने में बाधा डालती है, इसलिए रेगमाल से रगड़कर साफ़ किया जाता है।
2. संतुलित समीकरण लिखिए: (i) हाइड्रोजन + क्लोरीन → हाइड्रोजन क्लोराइड (ii) बेरियम क्लोराइड + ऐलुमीनियम सल्फ़ेट → बेरियम सल्फ़ेट + ऐलुमीनियम क्लोराइड (iii) सोडियम + जल → सोडियम हाइड्रॉक्साइड + हाइड्रोजन
उत्तर:
(i) H₂ + Cl₂ → 2HCl
(ii) 3BaCl₂ + Al₂(SO₄)₃ → 3BaSO₄ + 2AlCl₃
(iii) 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂
3. अवस्था संकेतों के साथ संतुलित समीकरण लिखिए: (i) जल में BaCl₂ और Na₂SO₄ की अभिक्रिया से NaCl का विलयन और अविलेय BaSO₄ का अवक्षेप बनता है। (ii) NaOH (जल में) और HCl (जल में) की अभिक्रिया से NaCl का विलयन और जल बनता है।
उत्तर:
(i) BaCl₂(aq) + Na₂SO₄(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq)
(ii) NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)
4. पदार्थ 'X' के विलयन का उपयोग सफ़ेदी करने के लिए होता है। (i) 'X' का नाम और सूत्र लिखिए। (ii) 'X' की जल के साथ अभिक्रिया लिखिए।
उत्तर: (i) X = कैल्सियम ऑक्साइड (बिना बुझा चूना), सूत्र CaO।
(ii) CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + ऊष्मा
5. क्रियाकलाप 1.7 में एक परखनली में एकत्रित गैस की मात्रा दूसरी से दोगुनी क्यों है? उस गैस का नाम बताइए।
उत्तर: जल (H₂O) में हाइड्रोजन के 2 और ऑक्सीजन का 1 परमाणु होता है। विद्युत अपघटन से 2H₂O → 2H₂ + O₂, इसलिए H₂ का आयतन O₂ से दोगुना होता है। दोगुनी मात्रा वाली गैस हाइड्रोजन है।
6. जब लोहे की कील को कॉपर सल्फ़ेट के विलयन में डुबोया जाता है तो विलयन का रंग क्यों बदल जाता है?
उत्तर: लोहा कॉपर को CuSO₄ के विलयन से विस्थापित कर देता है और FeSO₄ बनता है, इसलिए नीला रंग हल्का हरा हो जाता है।
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
7. क्रियाकलाप 1.10 से भिन्न द्विविस्थापन अभिक्रिया का एक उदाहरण दीजिए।
उत्तर: AgNO₃(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO₃(aq) (श्वेत अवक्षेप बनता है)।
8. निम्न अभिक्रियाओं में उपचयित तथा अपचयित पदार्थ पहचानिए: (i) 4Na(s) + O₂(g) → 2Na₂O(s) (ii) CuO(s) + H₂(g) → Cu(s) + H₂O(l)
उत्तर:
(i) Na उपचयित (ऑक्सीजन जुड़ी); O₂ अपचयित।
(ii) CuO अपचयित (ऑक्सीजन गई); H₂ उपचयित (ऑक्सीजन जुड़ी)।
अभ्यास
1. 2PbO(s) + C(s) → 2Pb(s) + CO₂(g) के संबंध में कौन-सा कथन असत्य है? (a) सीसा अपचयित हो रहा है (b) CO₂ उपचयित हो रहा है (c) कार्बन उपचयित हो रहा है (d) लेड ऑक्साइड अपचयित हो रहा है
उत्तर: (i) (a) एवं (b)। PbO अपचयित (सीसा नहीं) और C उपचयित होता है; CO₂ तो उत्पाद है।
2. Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe किस प्रकार की अभिक्रिया है?
उत्तर: (d) विस्थापन अभिक्रिया (Al, Fe को विस्थापित करता है)।
3. लौह-चूर्ण पर तनु HCl डालने से क्या होता है?
उत्तर: (a) हाइड्रोजन गैस एवं आयरन क्लोराइड बनता है। Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂
4. संतुलित रासायनिक समीकरण क्या है? इसे संतुलित करना क्यों आवश्यक है?
उत्तर: जिस समीकरण में दोनों ओर हर तत्व के परमाणुओं की संख्या बराबर हो, वह संतुलित समीकरण है। द्रव्यमान संरक्षण के नियम के अनुसार द्रव्यमान न बनता है न नष्ट होता है, इसलिए समीकरण संतुलित करना आवश्यक है।
5. रासायनिक समीकरण में बदलकर संतुलित कीजिए: (a) नाइट्रोजन + हाइड्रोजन → अमोनिया (b) H₂S का दहन → जल + SO₂ (c) BaCl₂ + Al₂(SO₄)₃ → BaSO₄ का अवक्षेप (d) पोटैशियम + जल → KOH + H₂
उत्तर:
(a) N₂ + 3H₂ → 2NH₃
(b) 2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂
(c) 3BaCl₂ + Al₂(SO₄)₃ → 2AlCl₃ + 3BaSO₄
(d) 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂
6. संतुलित कीजिए: (a) HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + H₂O (b) NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O (c) NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃ (d) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + HCl
उत्तर:
(a) 2HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O
(b) 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O
(c) NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃ (पहले से संतुलित)
(d) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl
7. संतुलित समीकरण लिखिए: (a) कैल्सियम हाइड्रॉक्साइड + CO₂ → कैल्सियम कार्बोनेट + जल (b) जिंक + सिल्वर नाइट्रेट → जिंक नाइट्रेट + सिल्वर (c) ऐलुमिनियम + कॉपर क्लोराइड → ऐलुमिनियम क्लोराइड + कॉपर (d) BaCl₂ + पोटैशियम सल्फ़ेट → BaSO₄ + KCl
उत्तर:
(a) Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O
(b) Zn + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2Ag
(c) 2Al + 3CuCl₂ → 2AlCl₃ + 3Cu
(d) BaCl₂ + K₂SO₄ → BaSO₄ + 2KCl
8. संतुलित समीकरण लिखिए एवं अभिक्रिया का प्रकार बताइए: (a) KBr(aq) + BaI₂(aq) → KI(aq) + BaBr₂(s) (b) ZnCO₃(s) → ZnO(s) + CO₂(g) (c) H₂(g) + Cl₂(g) → HCl(g) (d) Mg(s) + HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)
उत्तर:
(a) 2KBr(aq) + BaI₂(aq) → 2KI(aq) + BaBr₂(s): द्विविस्थापन (अवक्षेपण)
(b) ZnCO₃(s) → ZnO(s) + CO₂(g): वियोजन
(c) H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g): संयोजन
(d) Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g): विस्थापन
9. ऊष्माक्षेपी एवं ऊष्माशोषी अभिक्रिया का क्या अर्थ है? उदाहरण दीजिए।
उत्तर: ऊष्माक्षेपी: जिसमें उत्पाद के साथ ऊष्मा निकलती है। जैसे CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + ऊर्जा।
ऊष्माशोषी: जिसमें ऊष्मा/ऊर्जा अवशोषित होती है। जैसे CaCO₃ → CaO + CO₂।
10. श्वसन को ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया क्यों कहते हैं? वर्णन कीजिए।
उत्तर: भोजन के पाचन से ग्लूकोज़ बनता है। यह कोशिकाओं में ऑक्सीजन से मिलकर ऊर्जा देता है, इसलिए श्वसन ऊष्माक्षेपी है।
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + ऊर्जा
11. वियोजन अभिक्रिया को संयोजन अभिक्रिया के विपरीत क्यों कहा जाता है? समीकरण लिखिए।
उत्तर: संयोजन में दो या अधिक पदार्थ मिलकर एक उत्पाद बनाते हैं, जबकि वियोजन में एक पदार्थ टूटकर दो या अधिक पदार्थ देता है।
संयोजन: CaO + H₂O → Ca(OH)₂
वियोजन: CaCO₃ → CaO + CO₂
12. वियोजन अभिक्रियाओं के एक-एक समीकरण लिखिए जिनमें ऊर्जा ऊष्मा, प्रकाश एवं विद्युत के रूप में दी जाती है।
उत्तर:
ऊष्मा: CaCO₃ → CaO + CO₂
प्रकाश: 2AgCl → 2Ag + Cl₂ (सूर्य-प्रकाश)
विद्युत: 2H₂O → 2H₂ + O₂
13. विस्थापन एवं द्विविस्थापन अभिक्रियाओं में क्या अंतर है? समीकरण लिखिए।
उत्तर: विस्थापन में एक अधिक क्रियाशील तत्व कम क्रियाशील तत्व को उसके यौगिक से हटाता है। द्विविस्थापन में दो यौगिकों के बीच आयनों का आदान-प्रदान होता है।
विस्थापन: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
द्विविस्थापन: Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2NaCl
14. सिल्वर के शोधन में, AgNO₃ के विलयन से सिल्वर प्राप्त करने के लिए कॉपर द्वारा विस्थापन किया जाता है। अभिक्रिया लिखिए।
उत्तर: Cu(s) + 2AgNO₃(aq) → Cu(NO₃)₂(aq) + 2Ag(s)
15. अवक्षेपण अभिक्रिया से आप क्या समझते हैं? उदाहरण देकर समझाइए।
उत्तर: जिस अभिक्रिया में जल में अविलेय ठोस पदार्थ (अवक्षेप) बनता है, उसे अवक्षेपण अभिक्रिया कहते हैं।
उदाहरण: Na₂SO₄(aq) + BaCl₂(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq); श्वेत अवक्षेप BaSO₄ बनता है।
16. ऑक्सीजन के योग या ह्रास के आधार पर व्याख्या कीजिए, प्रत्येक के दो उदाहरण: (a) उपचयन (b) अपचयन
उत्तर: (a) उपचयन: पदार्थ में ऑक्सीजन की वृद्धि। उदा: 2Mg + O₂ → 2MgO; 2Cu + O₂ → 2CuO।
(b) अपचयन: पदार्थ में ऑक्सीजन का ह्रास। उदा: CuO + H₂ → Cu + H₂O; ZnO + C → Zn + CO।
17. एक भूरे रंग का चमकदार तत्व 'X' वायु में गर्म करने पर काले रंग का हो जाता है। 'X' एवं उस काले रंग के यौगिक का नाम बताइए।
उत्तर: X = कॉपर (Cu); काला यौगिक = कॉपर(II) ऑक्साइड (CuO)।
2Cu + O₂ → 2CuO
18. लोहे की वस्तुओं को हम पेंट क्यों करते हैं?
उत्तर: पेंट लोहे को वायु और नमी के संपर्क से बचाता है, जिससे जंग (संक्षारण) नहीं लगता।
19. तेल एवं वसायुक्त खाद्य पदार्थों को नाइट्रोजन से प्रभावित क्यों किया जाता है?
उत्तर: नाइट्रोजन कम सक्रिय गैस है। ऑक्सीजन हटाकर नाइट्रोजन भरने से उपचयन रुकता है और खाद्य पदार्थ विकृतगंधी नहीं होते।
20. वर्णन कीजिए तथा एक-एक उदाहरण दीजिए: (a) संक्षारण (b) विकृतगंधिता
उत्तर: (a) संक्षारण: धातु का वायु, नमी, अम्ल आदि से धीरे-धीरे क्षय होना। उदा: लोहे पर जंग लगना।
(b) विकृतगंधिता: तेल/वसा के उपचयन से उनके स्वाद और गंध का बदलना। उदा: बासी मक्खन या तेल।
In-text Questions
1. Why should a magnesium ribbon be cleaned before burning in air?
Answer: Magnesium has an oxide layer on its surface formed by air. This layer hinders burning, so the ribbon is cleaned with sandpaper.
2. Write balanced equations: (i) hydrogen + chlorine → hydrogen chloride (ii) barium chloride + aluminium sulphate → barium sulphate + aluminium chloride (iii) sodium + water → sodium hydroxide + hydrogen
Answer:
(i) H₂ + Cl₂ → 2HCl
(ii) 3BaCl₂ + Al₂(SO₄)₃ → 3BaSO₄ + 2AlCl₃
(iii) 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂
3. Write balanced equations with state symbols: (i) BaCl₂ and Na₂SO₄ in water give a solution of NaCl and a precipitate of insoluble BaSO₄. (ii) NaOH (in water) reacts with HCl (in water) to give NaCl solution and water.
Answer:
(i) BaCl₂(aq) + Na₂SO₄(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq)
(ii) NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)
4. A solution of substance 'X' is used for whitewashing. (i) Name X and write its formula. (ii) Write the reaction of X with water.
Answer: (i) X = calcium oxide (quick lime), formula CaO.
(ii) CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + heat
5. Why is the amount of gas collected in one test tube double that in the other in Activity 1.7? Name the gas.
Answer: Water (H₂O) has 2 hydrogen atoms and 1 oxygen atom. On electrolysis 2H₂O → 2H₂ + O₂, so the volume of H₂ is double that of O₂. The gas in double amount is hydrogen.
6. Why does the colour of the solution change when an iron nail is dipped in copper sulphate solution?
Answer: Iron displaces copper from CuSO₄ solution and FeSO₄ forms, so the blue colour changes to pale green.
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
7. Give an example of a double displacement reaction other than Activity 1.10.
Answer: AgNO₃(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO₃(aq) (a white precipitate forms).
8. Identify the substances oxidised and reduced: (i) 4Na(s) + O₂(g) → 2Na₂O(s) (ii) CuO(s) + H₂(g) → Cu(s) + H₂O(l)
Answer:
(i) Na is oxidised (gains oxygen); O₂ is reduced.
(ii) CuO is reduced (loses oxygen); H₂ is oxidised (gains oxygen).
Exercises
1. Which statement is incorrect for 2PbO(s) + C(s) → 2Pb(s) + CO₂(g)? (a) Lead is getting reduced (b) CO₂ is getting oxidised (c) Carbon is getting oxidised (d) Lead oxide is getting reduced
Answer: (i) (a) and (b). PbO is reduced (not lead) and C is oxidised; CO₂ is just a product.
2. Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe is which type of reaction?
Answer: (d) Displacement reaction (Al displaces Fe).
3. What happens when dilute hydrochloric acid is added to iron filings?
Answer: (a) Hydrogen gas and iron chloride are produced. Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂
4. What is a balanced chemical equation? Why should chemical equations be balanced?
Answer: An equation with equal numbers of atoms of each element on both sides is a balanced equation. By the law of conservation of mass, mass is neither created nor destroyed, so equations must be balanced.
5. Translate into chemical equations and balance: (a) nitrogen + hydrogen → ammonia (b) burning of H₂S gives water and SO₂ (c) BaCl₂ + Al₂(SO₄)₃ gives precipitate of BaSO₄ (d) potassium + water → KOH + H₂
Answer:
(a) N₂ + 3H₂ → 2NH₃
(b) 2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂
(c) 3BaCl₂ + Al₂(SO₄)₃ → 2AlCl₃ + 3BaSO₄
(d) 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂
6. Balance: (a) HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + H₂O (b) NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O (c) NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃ (d) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + HCl
Answer:
(a) 2HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O
(b) 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O
(c) NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃ (already balanced)
(d) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl
7. Write balanced equations: (a) calcium hydroxide + CO₂ → calcium carbonate + water (b) zinc + silver nitrate → zinc nitrate + silver (c) aluminium + copper chloride → aluminium chloride + copper (d) BaCl₂ + potassium sulphate → BaSO₄ + KCl
Answer:
(a) Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O
(b) Zn + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2Ag
(c) 2Al + 3CuCl₂ → 2AlCl₃ + 3Cu
(d) BaCl₂ + K₂SO₄ → BaSO₄ + 2KCl
8. Write balanced equations and state the type: (a) KBr(aq) + BaI₂(aq) → KI(aq) + BaBr₂(s) (b) ZnCO₃(s) → ZnO(s) + CO₂(g) (c) H₂(g) + Cl₂(g) → HCl(g) (d) Mg(s) + HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)
Answer:
(a) 2KBr(aq) + BaI₂(aq) → 2KI(aq) + BaBr₂(s): double displacement (precipitation)
(b) ZnCO₃(s) → ZnO(s) + CO₂(g): decomposition
(c) H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g): combination
(d) Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g): displacement
9. What is meant by exothermic and endothermic reactions? Give examples.
Answer: Exothermic: heat is released along with the products. E.g. CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + energy.
Endothermic: heat/energy is absorbed. E.g. CaCO₃ → CaO + CO₂.
10. Why is respiration considered an exothermic reaction? Explain.
Answer: Digestion of food gives glucose. In cells glucose combines with oxygen and releases energy, so respiration is exothermic.
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + energy
11. Why is decomposition called the opposite of combination? Write equations.
Answer: In combination, two or more substances form one product; in decomposition, one substance breaks into two or more.
Combination: CaO + H₂O → Ca(OH)₂
Decomposition: CaCO₃ → CaO + CO₂
12. Write one equation each for decomposition reactions where energy is supplied as heat, light and electricity.
Answer:
Heat: CaCO₃ → CaO + CO₂
Light: 2AgCl → 2Ag + Cl₂ (sunlight)
Electricity: 2H₂O → 2H₂ + O₂
13. What is the difference between displacement and double displacement reactions? Write equations.
Answer: In displacement, a more reactive element displaces a less reactive one from its compound. In double displacement, ions are exchanged between two compounds.
Displacement: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
Double displacement: Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2NaCl
14. In refining silver, copper displaces silver from AgNO₃ solution. Write the reaction.
Answer: Cu(s) + 2AgNO₃(aq) → Cu(NO₃)₂(aq) + 2Ag(s)
15. What do you mean by a precipitation reaction? Explain with an example.
Answer: A reaction in which an insoluble solid (precipitate) forms in water is a precipitation reaction.
Example: Na₂SO₄(aq) + BaCl₂(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq); white precipitate of BaSO₄ forms.
16. Explain on the basis of gain or loss of oxygen, with two examples each: (a) oxidation (b) reduction
Answer: (a) Oxidation: gain of oxygen by a substance. E.g. 2Mg + O₂ → 2MgO; 2Cu + O₂ → 2CuO.
(b) Reduction: loss of oxygen from a substance. E.g. CuO + H₂ → Cu + H₂O; ZnO + C → Zn + CO.
17. A shiny brown element 'X' turns black on heating in air. Name X and the black compound.
Answer: X = copper (Cu); black compound = copper(II) oxide (CuO).
2Cu + O₂ → 2CuO
18. Why do we apply paint on iron articles?
Answer: Paint keeps iron away from air and moisture, so it does not rust (corrode).
19. Why are oil and fat containing foods flushed with nitrogen?
Answer: Nitrogen is an unreactive gas. Replacing oxygen with nitrogen stops oxidation, so the food does not turn rancid.
20. Explain and give one example each: (a) corrosion (b) rancidity
Answer: (a) Corrosion: slow eating away of a metal by air, moisture, acids etc. E.g. rusting of iron.
(b) Rancidity: change in taste and smell of oils/fats due to oxidation. E.g. stale butter or oil.
अधिक अध्ययन सामग्री: biharexammaster.in