BPSC 69वीं CCE प्रारंभिक सामान्य अध्ययन · प्रश्न 19 / 144

सही — D, उपर्युक्त में से कोई नहीं। तीनों नामित तरल चालन करते हैं, इसलिए सूची में कोई कुचालक है ही नहीं। कोई तरल बिजली तभी चलाता है जब उसमें ऐसे आयन हों जो स्वतंत्र रूप से चल सकें, और एन० सी० ई० आर० टी० का सूत्र-वाक्य यही है कि 'बिजली चलाने वाले अधिकांश तरल, अम्लों, क्षारकों और लवणों के विलयन होते हैं' — और ये तीनों ठीक वही हैं। नमकीन पानी पाठ्यपुस्तक का उदाहरण है: आसुत जल में साधारण नमक घोलिए और सोडियम क्लोराइड Na⁺ तथा Cl⁻ आयनों में बँट जाता है, और एन० सी० ई० आर० टी० कक्षा VIII साफ़ कहती है कि बनने वाला नमक-विलयन 'बिजली का चालक है'। यही रसायन नल के पानी को भी चालक बनाता है, क्योंकि नलों, हैंडपंपों और कुओं का पानी घुले हुए खनिज लवण ढोता है, और इसी कारण वह अध्याय गीले हाथों से बिजली का उपकरण छूने की चेतावनी से शुरू होता है। नींबू के रस की बात तो अनुमान की है ही नहीं — एन० सी० ई० आर० टी० की सारणी 11.1, 'अच्छे/ख़राब चालक तरल', अपनी पहली पंक्ति पहले से भरी हुई छापती है: नींबू का रस, दिक्सूचक सुई विक्षेपित होती है, अच्छा चालक। नींबू का रस मोटे तौर पर पाँच प्रतिशत साइट्रिक अम्ल है, और पानी में अम्ल H⁺ आयन छोड़ता है, और उसी से उसमें धारा चलती है। संतरे का रस उसी वर्ग का तरल है — साइट्रिक तथा एस्कॉर्बिक अम्ल के साथ घुला हुआ पोटैशियम तथा अन्य खनिज लवण — और वही परिचित फल-बैटरी का प्रदर्शन इसी पर चलता है। जब (a), (b) और (c) — तीनों चालन कर रहे हों, तो चौथा विकल्प कोई सहारा नहीं, अकेला बचने वाला उत्तर है। एक बात ईमानदारी से थामिए: यह उत्तर हमारा निकाला हुआ है, किसी प्रकाशित कुंजी से लिया हुआ नहीं, और इसकी सबसे कमज़ोर कड़ी संतरे का रस है, जिसे एन० सी० ई० आर० टी० नाम लेकर कभी वर्गीकृत नहीं करती — उसकी स्थिति उसके संघटन और फल-बैटरी के प्रमाण पर टिकी है, किसी छपी पंक्ति पर नहीं।

• (a)नमकीन पानी — सूची का सबसे प्रबल चालक, सबसे कमज़ोर नहीं। सोडियम क्लोराइड आयनिक यौगिक है: ठोस अवस्था में उसके आयन जालक में जकड़े रहते हैं और वह चालन नहीं करता, पर पानी में घुलते ही Na⁺ तथा Cl⁻ आयन स्वतंत्र होकर चल पड़ते हैं और इलेक्ट्रोडों के बीच आवेश ढोते हैं। एन० सी० ई० आर० टी० पूरा अध्याय इसी विरोधाभास पर खड़ा करती है — आसुत जल लवणों से मुक्त है और ख़राब चालक है, और उसमें चुटकी भर साधारण नमक डालते ही वह अच्छा चालक बन जाता है। जो अभ्यर्थी इसे चुनते हैं वे आम तौर पर नमकीन पानी नहीं, शुद्ध पानी सोच रहे होते हैं।
• (b)संतरे का रस — संतरे का रस चालन करता है, यद्यपि नमकीन पानी से कमज़ोर। उसमें साइट्रिक अम्ल तथा एस्कॉर्बिक अम्ल हैं, और दोनों पानी में हाइड्रोजन आयन छोड़ते हैं, साथ ही घुला हुआ पोटैशियम तथा अन्य खनिज लवण भी — वही सामग्री जो किसी नीबूवर्गी फल को फल-बैटरी में विद्युत्-अपघट्य के रूप में काम करने देती है, जहाँ संतरे या नींबू में गड़े दो असमान धातु-इलेक्ट्रोड छोटी-सी धारा चला देते हैं। जाल एक सापेक्ष पाठ है: चूँकि रस में टॉर्च का बल्ब दिखाई देने लायक़ नहीं जलता, इसलिए अभ्यर्थी निष्कर्ष निकाल लेते हैं कि वह चालन नहीं कर रहा।
• (c)नींबू का रस — यही वह अकेला विकल्प है जिसे एन० सी० ई० आर० टी० छपे शब्दों में ख़ारिज करती है। कक्षा VIII की अच्छे तथा ख़राब चालक तरलों की सारणी में नींबू का रस हल किए गए उदाहरण के रूप में भरा हुआ है — दिक्सूचक सुई विक्षेपित होती है, और दिया गया वर्गीकरण है 'अच्छा चालक'। नींबू का रस आयतन के हिसाब से लगभग पाँच प्रतिशत साइट्रिक अम्ल है और उसका pH 2 के आसपास है, और एन० सी० ई० आर० टी० कक्षा X अलग से दिखाती है कि अम्लीय विलयन चालन करता है, क्योंकि उसमें धारा आयनों के ज़रिए चलती है। इस विकल्प को चुनने का अर्थ है उसी पाठ्यपुस्तक-पंक्ति का खंडन करना जिससे यह प्रश्न लिया गया है।

धातु में चालन और तरल में चालन अलग-अलग क्रियाविधियाँ हैं। धातु में धारा मुक्त इलेक्ट्रॉन ढोते हैं, जो धनायनों के स्थिर जालक के बीच बहते हैं। तरल में उल्लेखनीय रूप से कोई मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते; धारा आयन ढोते हैं — आवेशित परमाणु या परमाणु-समूह — जो द्रव में भौतिक रूप से चलते हैं, धनायन ऋण-इलेक्ट्रोड की ओर और ऋणायन धन-इलेक्ट्रोड की ओर। इसलिए कोई तरल तभी चालन करता है जब उसमें कोई चीज़ आयनों में वियोजित हो चुकी हो, और इसी कारण पानी में घुले अम्ल, क्षारक तथा लवण चालन करते हैं, जबकि वे सहसंयोजी पदार्थ नहीं करते जो आयनित हुए बिना घुल जाते हैं। एन० सी० ई० आर० टी० यह अंतर सीधे दिखाती है: तनु हाइड्रोक्लोरिक तथा सल्फ़्यूरिक अम्ल बल्ब जला देते हैं, पर 'ग्लूकोज़ और ऐल्कोहॉल के विलयन बिजली का चालन नहीं करते', क्योंकि वे कोई आयन नहीं छोड़ते। एन० सी० ई० आर० टी० यह चेतावनी भी देती है कि इन श्रेणियों को निरपेक्ष न माना जाए: 'कुछ परिस्थितियों में अधिकांश पदार्थ चालन कर सकते हैं', और इसीलिए वह 'चालक' तथा 'विद्युत्रोधी' के बजाय 'अच्छा चालक' और 'ख़राब चालक' कहना पसंद करती है। किसी चालक विलयन से धारा गुज़ारना निष्क्रिय काम भी नहीं है — वह इलेक्ट्रोडों पर रासायनिक परिवर्तन कर देता है, और विद्युत्-अपघटन यही है।

प्रश्न के शब्द 'कुचालक' को निरपेक्ष अर्थ में पढ़िए और प्रश्न जल्दी सुलझ जाता है: तीन विद्युत्-अपघट्य विलयन सूचीबद्ध हैं और उनमें से कोई अ-चालक नहीं है, इसलिए उत्तर चौथा विकल्प है। वहाँ तक तर्क से पहुँचने में एक ही जाँच तीन बार लगानी होती है — क्या इस तरल में स्वतंत्र रूप से चल सकने वाले आयन हैं? नमकीन पानी, हाँ, घुले हुए लवण से। नींबू का रस, हाँ, साइट्रिक अम्ल से। संतरे का रस, हाँ, साइट्रिक तथा एस्कॉर्बिक अम्ल और पोटैशियम लवणों से। सचमुच कुचालक तरल कैसा दिखता है, यह विरोधी समुच्चय के रूप में स्मृति में बैठा लेना उपयोगी है: आसुत जल, चीनी या ग्लूकोज़ का विलयन, ऐल्कोहॉल, केरोसीन और वनस्पति तेल — वे तरल जिनमें कोई मुक्त आयन नहीं। यहीं यह कार्ड अपनी कमज़ोर जगह भी बता देता है, क्योंकि तर्क एक स्थान पर बारीक़ तुला हुआ है। अभ्यर्थी 'कुचालक' को तुलनात्मक अर्थ में भी पढ़ सकता है, यह देखते हुए कि नमकीन पानी प्रबल विद्युत्-अपघट्य है और दोनों रस दुर्बल, और तर्क कर सकता है कि इसलिए तीनों में 'कुचालक' कोई रस ही है। एन० सी० ई० आर० टी० नींबू के रस के लिए यह दरवाज़ा बंद कर देती है, उसे छपे शब्दों में अच्छा चालक ठहराकर, और संतरे का रस रसायन की दृष्टि से उसका लगभग जुड़वाँ है — पर स्वयं संतरे के रस को पाठ्यपुस्तक कहीं नाम लेकर वर्गीकृत नहीं करती, इसलिए वह अंतिम क़दम किसी उद्धरण से नहीं, संघटन से किया गया अनुमान है। इस मद पर बचा हुआ संदेह यही है, और यह जान लेना उपयोगी है कि वह मौजूद है। दो और बातें उत्तर को स्थिर करती हैं। एन० सी० ई० आर० टी० स्पष्ट चेतावनी देती है कि बल्ब का न जलना अ-चालन का प्रमाण नहीं है — हो सकता है धारा तंतु गर्म करने के लिए बहुत कमज़ोर हो, और इसीलिए अध्याय LED या चुंबकीय दिक्सूचक वाले परीक्षक पर चला जाता है। और इस प्रश्नपत्र में चौथा विकल्प भराव नहीं, बार-बार सच्चा उत्तर है, इसलिए उसे देखते ही ख़ारिज नहीं किया जा सकता।

• एन० सी० ई० आर० टी० कक्षा VIII विज्ञान, 'विद्युत् धारा के रासायनिक प्रभाव', की सारणी 11.1 'अच्छे/ख़राब चालक तरल' अपनी पहली पंक्ति हल किए गए उदाहरण के रूप में भरी हुई छापती है: नींबू का रस — दिक्सूचक सुई विक्षेप दिखाती है, हाँ — अच्छा चालक।
• वही अध्याय कहता है कि आसुत जल में साधारण नमक घोलने से बना नमक-विलयन 'बिजली का चालक है', जबकि 'आसुत जल लवणों से मुक्त है और ख़राब चालक है'; नल, हैंडपंप तथा कुएँ का पानी इसलिए चालन करता है कि उसमें प्राकृतिक रूप से खनिज लवण घुले होते हैं।
• एन० सी० ई० आर० टी० कक्षा X विज्ञान, 'अम्ल, क्षारक तथा लवण', क्रियाकलाप 2.8: तनु हाइड्रोक्लोरिक तथा सल्फ़्यूरिक अम्ल बल्ब जला देते हैं, पर 'ग्लूकोज़ और ऐल्कोहॉल के विलयन बिजली का चालन नहीं करते' — 'अम्लीय विलयन में विद्युत् धारा आयनों के ज़रिए चलती है'।
• बल्ब का न जलना इस बात का प्रमाण नहीं है कि तरल अ-चालक है। एन० सी० ई० आर० टी० बताती है कि कोई पदार्थ चालन कर सकता है, भले ही धातु जितनी सुगमता से नहीं, और यदि धारा बहुत कमज़ोर हो तो तंतु कभी इतना गर्म नहीं होता कि चमके — इसीलिए अध्याय संसूचक के रूप में LED या दिक्सूचक सुई का प्रयोग करता है।
• रासायनिक प्रभाव उसी चालन से निकलता है: विलियम निकोल्सन ने 1800 में दिखाया कि जब इलेक्ट्रोड पानी में डुबोकर धारा गुज़ारी जाती है, तो बैटरी के धन सिरे से जुड़े इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीजन के बुलबुले बनते हैं और दूसरे पर हाइड्रोजन के — और यही विद्युत्-अपघटन, विद्युत्-लेपन तथा विद्युत्-परिष्करण का आधार है।

• यह मान लेना कि बल्ब न जले तो तरल चालन नहीं करता — दुर्बल चालकता वाला तरल इतनी छोटी धारा बहाता है कि तंतु गर्म नहीं होता, और ठीक इसीलिए एन० सी० ई० आर० टी० LED या चुंबकीय-सुई वाले परीक्षक पर चली जाती है
• शुद्ध जल को साधारण जल से गड्डमड्ड कर देना: आसुत जल ख़राब चालक है, जबकि नल, कुएँ और हैंडपंप का पानी अपने घुले खनिज लवणों के कारण चालन करता है
• 'कुचालक' को 'सूचीबद्ध तरलों में सबसे कमज़ोर' पढ़ लेना; प्रश्न ऐसा तरल माँगता है जो निरपेक्ष अर्थ में कुचालक हो, और नामित तीनों में से कोई नहीं है
• 'उपर्युक्त में से कोई नहीं' को भराव विकल्प मानकर टाल देना — इस प्रश्नपत्र में वह एक से अधिक बार सच्चा उत्तर है

BPSC तरलों में चालन को एक-पंक्ति वाले 'अलग तरल पहचानिए' प्रश्न के रूप में पूछता है, जो लगभग सीधे कक्षा VIII के अध्याय से उठाया होता है, और चौथे ख़ाने में 'उपर्युक्त में से कोई नहीं' प्रायः छलावा नहीं, जीवित उत्तर होता है। UPSC वर्गीकरण स्वयं नहीं पूछता; वह क्रियाविधि के पीछे जाता है — कोई आयनिक यौगिक ठोस अवस्था में चालन करता है या केवल तब जब उसके आयन चल सकें, शुष्क सेल किस विद्युत्-अपघट्य का प्रयोग करता है, या पानी इतने पदार्थ क्यों घोल लेता है — इसलिए वहाँ अंक किसी सूची को याद रखने से नहीं, यह जानने से मिलते हैं कि तरल आयनों की गति से चालन करते हैं।

• अभ्यास — वास्तविक विगत वर्ष प्रश्न नहीं

  निम्नलिखित में से कौन-सा एक तरल बिजली का ख़राब चालक है?

  • (a)नल का पानी
  • (b)तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल
  • (c)चीनी का विलयन
  • (d)साधारण नमक का विलयन

  उत्तर(c) चीनी का विलयन — चीनी आयनों में वियोजित हुए बिना घुल जाती है, इसलिए कोई आवेश-वाहक बनता ही नहीं; एन० सी० ई० आर० टी० दिखाती है कि ग्लूकोज़ तथा ऐल्कोहॉल के विलयन बल्ब नहीं जला पाते जबकि अम्लीय विलयन जला देते हैं। नल का पानी अपने घुले खनिज लवणों से चालन करता है, और अम्ल तथा लवण के विलयन दोनों मुक्त आयन देते हैं।

• अभ्यास — वास्तविक विगत वर्ष प्रश्न नहीं

  दो इलेक्ट्रोडों की सहायता से अम्लीकृत जल में से बिजली गुज़ारने पर, बैटरी के धन सिरे से जुड़े इलेक्ट्रोड पर एकत्र होने वाली गैस है

  • (a)हाइड्रोजन
  • (b)ऑक्सीजन
  • (c)कार्बन डाइऑक्साइड
  • (d)नाइट्रोजन

  उत्तर(b) ऑक्सीजन — निकोल्सन के 1800 के प्रयोग ने स्थापित किया कि धन सिरे से जुड़े इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीजन और दूसरे पर हाइड्रोजन मुक्त होती है, और आयतन का अनुपात एक-से-दो रहता है।