MPSC 2026 पूर्व परीक्षा पेपर-१ · प्रश्न 65 / 100

बरोबर — पर्याय (3), इमल्शन. कोलॉइडची नावे एकाच नियमाने ठरतात: प्रसारित होणाऱ्या पदार्थाची अवस्था, आणि ज्या माध्यमात तो प्रसारित होतो त्याची अवस्था. या नियमावर प्रश्न ताडून पाहिला की उत्तर आपोआप मिळते. 'एका द्रवाचे' 'एकमेकांत न मिसळणाऱ्या दुसऱ्या द्रवामध्ये' प्रसारण म्हणजे द्रव-मध्ये-द्रव, आणि द्रव-मध्ये-द्रव या कोलॉइडलाच इमल्शन म्हणतात. दूध हे याचे प्रमाण उदाहरण — पाण्यात विखुरलेले द्रवरूप स्निग्ध पदार्थाचे सूक्ष्म थेंब. दोन्ही द्रव एकमेकांत मिसळत नसल्याने, त्यांना वेगळे ठेवणारे काहीच नसेल तर थेंब एकत्र येऊन मोठे होतील आणि दोन थर वेगळे होतील. इमल्शन टिकून राहते ते तिसऱ्या पदार्थामुळे, ज्याला इमल्सीकारक (emulsifying agent) म्हणतात; तो थेंबांच्या पृष्ठभागावर आवरण तयार करतो. दुधात हे काम त्यातील प्रथिने करतात; कपड्यावरचा तेलकटपणा उचलणाऱ्या साबणाच्या द्रावणात ते काम साबणच करतो — आणि डिटर्जंटची स्वच्छता करण्याची क्रिया नेमकी यावरच आधारलेली आहे. आत कोणता द्रव आहे व बाहेर कोणता, यावरून इमल्शनचे दोन प्रकार पडतात: तेल-पाण्यात, म्हणजे पाण्यात तेलाचे थेंब विखुरलेले — जसे दूध व व्हॅनिशिंग क्रीम; आणि पाणी-तेलात, म्हणजे तेलात पाण्याचे थेंब विखुरलेले — जसे कोल्ड क्रीम. प्रश्नातील दोन शब्द उत्तर नेमके करतात: 'कोलॉइडल', जो खरे द्रावण बाद करतो, आणि 'एकमेकांत न मिसळणाऱ्या', ज्यामुळे हे मिश्रण मुळात दोन प्रावस्थांचे प्रसारणच असावे लागते.

• (1)द्रावण — पर्याय (1) चुकीचा आहे, कारण खरे द्रावण हा कोलॉइडच नाही. ते समांगी असते, त्यातील विरघळलेले कण रेणू किंवा आयनांच्या आकाराचे — रूढ मापाने साधारण एक नॅनोमीटरहून लहान — असतात, आणि ते प्रकाशाचा झोत विखुरत नाहीत, म्हणजे त्यात टिंडाल परिणाम दिसत नाही. कोलॉइडचे कण याहून बरेच मोठे, साधारण एक ते हजार नॅनोमीटर, म्हणजे प्रकाश विखुरण्याइतके मोठे; त्यामुळे मिश्रण एकसंध दिसत असले तरी प्रत्यक्षात विषमांगीच राहते. याशिवाय प्रश्नात दोन्ही द्रव एकमेकांत मिसळत नाहीत असे स्पष्ट म्हटले आहे, आणि न मिसळणारे द्रव व्याख्येनेच एकमेकांत द्रावण तयार करू शकत नाहीत: ते एकतर दोन थरांत राहतात, किंवा बारीक थेंबांत मोडून स्थिर केले तर इमल्शन बनतात.
• (2)फेस — पर्याय (2) चुकीचा आहे, कारण फेस म्हणजे द्रवात प्रसारित झालेला वायू — द्रवात प्रसारित झालेला द्रव नव्हे. साबणाचा फेस, घुसळलेल्या द्रवावरचा बुडबुड्यांचा थर, व्हिप केलेली मलई ही त्याची उदाहरणे. इथे प्रसारित प्रावस्थेची अवस्थाच एका पायरीने चुकते. गोंधळ होऊ नये म्हणून शेजारची प्रकरणे एकाच तक्त्यात ठेवावीत: स्थायूत वायू म्हणजे घन फेस, जसे प्युमिस दगड किंवा फोम रबर; वायूत द्रव म्हणजे एरोसोल, जो आपल्याला धुके, दव व ढगांच्या रूपात दिसतो; वायूत स्थायू म्हणजे धूर व धूळ. संपूर्ण संच केवळ दोन प्रश्नांतून तयार होतो — काय प्रसारित झाले, आणि कशात प्रसारित झाले.
• (4)जेल — पर्याय (4) चुकीचा आहे, कारण जेल म्हणजे स्थायूत प्रसारित झालेला द्रव — माध्यम स्थायू असल्याने अशी व्यवस्था स्वतःचा आकार टिकवते. चीज आणि जेली ही नेहमीची उदाहरणे. इथे चुकते ते प्रसारण माध्यम: प्रश्नात दुसरा पदार्थही द्रवच आहे असे स्पष्ट सांगितले आहे, त्यामुळे माध्यम द्रव ठरते आणि उत्तर इमल्शन. याच्या उलट प्रकरण, म्हणजे द्रवात प्रसारित झालेला स्थायू, त्याला सोल म्हणतात; रंग आणि पेशीतील द्रव ही त्याची उदाहरणे. जेल आणि सोल ही एकाच जोडीची दोन टोके असून एकत्र शिकण्यासारखी आहेत, कारण एक व्यवस्था दुसऱ्या अवस्थेत नेता येते.

मिश्रणांचे वर्गीकरण त्यातील प्रसारित कणांच्या आकारावरून होते. साधारण एक नॅनोमीटरहून लहान कण असलेले मिश्रण खरे द्रावण — समांगी, स्थिर, प्रकाश न विखुरणारे, आणि त्याचे कण गाळण कागदातूनही जातात व चर्मपत्रातूनही. साधारण हजार नॅनोमीटरहून मोठे कण असलेले मिश्रण निलंबन — त्याचे कण दिसतात किंवा गुरुत्वाकर्षणाने तळाशी बसतात आणि गाळून वेगळे करता येतात. या दोहोंच्या मध्ये कोलॉइड अवस्था येते: कण रेणूइतके लहान नाहीत आणि तळाशी बसण्याइतके मोठेही नाहीत; ते साध्या गाळण कागदातून जातात पण अधिक बारीक पटलांनी अडवले जातात. त्यामुळे कोलॉइड डोळ्यांना समांगी दिसते पण प्रत्यक्षात विषमांगी असते, कारण त्यात प्रसारित प्रावस्था आणि प्रसारण माध्यम असे दोन भाग असतात. प्रत्यक्ष कसोटी म्हणजे टिंडाल परिणाम — मिश्रणातून प्रकाशाचा अरुंद झोत सोडला की कोलॉइड तो विखुरतो आणि झोताचा मार्ग दिसू लागतो, तर खऱ्या द्रावणात तो अदृश्यच राहतो.

दोन अवस्थांवरून नावे दिली की कोलॉइडचा संपूर्ण प्रमाणित तक्ता तयार होतो, आणि त्यातील प्रत्येक कप्प्याला परिचित उदाहरण आहे. द्रवात स्थायू म्हणजे सोल (रंग, पेशीतील द्रव); वायूत स्थायू म्हणजे एरोसोल (धूर, धूळ); स्थायूत स्थायू म्हणजे घन सोल (रंगीत काच व काही मिश्रधातू). द्रवात द्रव म्हणजे इमल्शन (दूध); स्थायूत द्रव म्हणजे जेल (चीज, जेली); वायूत द्रव म्हणजे पुन्हा एरोसोल (धुके, दव, ढग, फवारा). द्रवात वायू म्हणजे फेस (साबणाचा फेस, बुडबुडे, व्हिप केलेली मलई); स्थायूत वायू म्हणजे घन फेस (प्युमिस, फोम रबर). वायूत वायू असा कोलॉइड अस्तित्वात नाही, कारण वायू रेणूंच्या पातळीवर मोकळेपणाने मिसळतात आणि खरे द्रावण देतात. या सर्व कप्प्यांपैकी इमल्शनचा दैनंदिन आवाका सर्वात मोठा आहे — दूध व दुग्धजन्य पदार्थ, सौंदर्यप्रसाधने व क्रीम, आणि साबण-डिटर्जंटची संपूर्ण क्रिया, जी तेलकट मळाचे इमल्शन बनवते जेणेकरून पाणी तो वाहून नेऊ शकेल.

• इमल्शन म्हणजे एका द्रवाचे त्याच्याशी न मिसळणाऱ्या दुसऱ्या द्रवातील कोलॉइडल प्रसारण. पाण्यात द्रवरूप स्निग्ध पदार्थ विखुरलेले दूध हे त्याचे प्रमाण उदाहरण.
• इमल्शनचे दोन प्रकार: तेल-पाण्यात, म्हणजे पाण्यात तेलाचे थेंब (दूध, व्हॅनिशिंग क्रीम), आणि पाणी-तेलात, म्हणजे तेलात पाण्याचे थेंब (कोल्ड क्रीम).
• इमल्शन टिकून राहण्यासाठी इमल्सीकारक लागतो, कारण अन्यथा न मिसळणारे थेंब एकत्र येऊन थर वेगळे होतील. साबण व डिटर्जंट इमल्सीकारकाचे काम करतात आणि हाच त्यांच्या स्वच्छता-क्रियेचा आधार आहे; दूध त्यातील प्रथिनांमुळे स्थिर राहते.
• कोलॉइडच्या कणांचा आकार साधारण 1 ते 1000 नॅनोमीटर असतो — म्हणजे खरे द्रावण (सुमारे 1 नॅनोमीटरहून लहान, समांगी, प्रकाश न विखुरणारे) आणि निलंबन (सुमारे 1000 नॅनोमीटरहून मोठे, कण तळाशी बसणारे) यांच्या मध्ये.
• कोलॉइडची नावे 'प्रसारित प्रावस्था – प्रसारण माध्यम' अशी दिली जातात: सोल (द्रवात स्थायू), जेल (स्थायूत द्रव), फेस (द्रवात वायू), घन फेस (स्थायूत वायू), एरोसोल (वायूत स्थायू किंवा द्रव), घन सोल (स्थायूत स्थायू). वायूत वायू असा कोलॉइड नसतो.

• कोणतेही तेलकट मिश्रण म्हणजे इमल्शन असे मानणे. व्याख्येसाठी दोन्ही पदार्थ द्रवच असावे लागतात आणि मिश्रण नुसते गढूळ नव्हे तर कोलॉइडल असावे लागते; वेगळे राहिलेले दोन थर म्हणजे इमल्शन नव्हे.
• जोडीतील दोन नावे उलटी लक्षात ठेवणे — जेल म्हणजे स्थायूत द्रव तर सोल म्हणजे द्रवात स्थायू; क्रम न लक्षात ठेवता नुसती नावे पाठ करणाऱ्याची दोन्ही उत्तरे एकाच वेळी चुकतात.
• मिश्रण एकसंध दिसते म्हणून 'द्रावण' हा पर्याय निवडणे. खरे द्रावण समांगी असते व त्यात टिंडाल परिणाम दिसत नाही, आणि न मिसळणारे द्रव एकमेकांत द्रावण तयार करूच शकत नाहीत.

हा घटक तीन साच्यांत विचारला जातो आणि तिन्ही त्याच एका तक्त्यातून येतात. पहिला — व्याख्येवरून नाव विचारणारा, जसा इथे विचारला आहे: दोन अवस्था वर्णन करून संज्ञा मागणे. दुसरा — उदाहरणावरून नाव विचारणारा, जो राज्यस्तरीय पेपरांत अधिक सामान्य आहे: दूध, धुके, धूर, व्हिप केलेली मलई, प्युमिस दगड किंवा चीज यांचे नाव देऊन कोलॉइडचा प्रकार विचारणे. तिसरा — गुणधर्मावरचा, जो कोलॉइड व खरे द्रावण यांतील फरक विचारून टिंडाल परिणाम अपेक्षित ठेवतो, किंवा ब्राउनियन गती अथवा स्कंदनाविषयी विचारतो. संपूर्ण घटक एकाच दुहेरी वर्गीकरणातून तयार होत असल्याने, प्रत्येक कप्प्यात एक उदाहरण लिहून तो आठ कप्प्यांचा तक्ता एकदाच तयार करणे आणि तो दोन्ही दिशांनी वाचता येणे ही सर्वात कार्यक्षम तयारी आहे.

या प्रश्नाशी थेट संबंधित मागील PYQ आढळला नाही.

• सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष PYQ नाही

  दूध हे खालीलपैकी कोणत्या प्रकारच्या कोलॉइडल व्यवस्थेचे परिचित उदाहरण आहे ?

  • (a)द्रवात प्रसारित झालेला वायू
  • (b)द्रवात प्रसारित झालेला द्रव
  • (c)द्रवात प्रसारित झालेला स्थायू
  • (d)स्थायूत प्रसारित झालेला द्रव

  उत्तर(b) द्रवात प्रसारित झालेला द्रव — म्हणजेच इमल्शन, ज्यात द्रवरूप स्निग्ध पदार्थाचे थेंब पाण्यात विखुरलेले असतात आणि दुधातील प्रथिने इमल्सीकारकाचे काम करून त्यांना एकत्र येऊ देत नाहीत. द्रवात वायू म्हणजे फेस, द्रवात स्थायू म्हणजे सोल आणि स्थायूत द्रव म्हणजे जेल.

• सराव प्रश्न — प्रत्यक्ष PYQ नाही

  कोलॉइडल प्रसारणातील कणांकडून प्रकाशाचा झोत विखुरला जाऊन त्या झोताचा मार्ग दृश्य होण्याच्या घटनेला काय म्हणतात ?

  • (a)ब्राउनियन गती
  • (b)टिंडाल परिणाम
  • (c)स्कंदन
  • (d)विद्युतकणसंचलन

  उत्तर(b) टिंडाल परिणाम — कोलॉइडचे कण प्रकाश विखुरण्याइतके मोठे असल्याने झोताचा मार्ग दिसतो, तर खऱ्या द्रावणात काहीच दिसत नाही. कोलॉइड आणि खरे द्रावण वेगळे ओळखण्याची ही सर्वात सोपी प्रत्यक्ष कसोटी आहे. ब्राउनियन गती म्हणजे कणांची स्वतःची अनियमित हालचाल, तर स्कंदन म्हणजे कण एकत्र येऊन कोलॉइड मोडणे.