बाज़ार में उपलब्ध कॉपर सल्फेट क्रिस्टल, नीले रंग के क्रिस्टल होते हैं । सावधानी से गर्म करने पर ये सफेद रंग के हो जाते हैं । नीला रंग निम्नलिखित में से किसके कारण होता है ?
- (a)ऑक्सीजन
- (b)नाइट्रोजन
- (c)जल
- (d)हाइड्रोजन
उत्तर
क्यों
सही — C, जल। नीले कॉपर सल्फेट क्रिस्टल जलयोजित (hydrated) होते हैं, CuSO₄.5H₂O, और यह क्रिस्टलन जल — क्रिस्टल में बंधे जल अणु — ही है जो इन्हें नीला रंग देता है।
सावधानी से गर्म करने पर यह जल निकल जाता है, जिससे सफेद निर्जल (anhydrous) CuSO₄ शेष रह जाता है, जो यह सिद्ध करता है कि नीले रंग का कारण जल ही है।
अन्य विकल्प क्यों गलत हैं
- (a)ऑक्सीजन — ऑक्सीजन सल्फेट आयन का भाग है परंतु यह क्रिस्टल को रंग नहीं देती; केवल जल हटाने पर ही यह सफेद हो जाता है जबकि सल्फेट यथावत रहता है।
- (b)नाइट्रोजन — कॉपर सल्फेट में कोई नाइट्रोजन बिल्कुल नहीं होती, अतः नाइट्रोजन रंग का कारण नहीं हो सकती।
- (d)हाइड्रोजन — हाइड्रोजन केवल जल अणुओं के भाग के रूप में उपस्थित होती है; नीला रंग समग्र रूप से क्रिस्टलन जल के कारण होता है, मुक्त हाइड्रोजन के कारण नहीं।
अवधारणा
कई लवण एक निश्चित संख्या में जल अणुओं के साथ क्रिस्टलीकृत होते हैं, जिन्हें क्रिस्टलन जल कहा जाता है। कॉपर सल्फेट नीले पेंटाहाइड्रेट, CuSO₄.5H₂O के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है; गर्म करने पर जल निकल जाता है और सफेद निर्जल कॉपर सल्फेट प्राप्त होता है, और जल मिलाने पर नीला रंग फिर से लौट आता है।
गर्म करने पर रंग में परिवर्तन ही संकेत है। चूँकि सफेद होने पर क्रिस्टल से केवल जल ही निकलता है, इसलिए नीले रंग का कारण जल ही होना चाहिए। ऑक्सीजन और हाइड्रोजन इसलिए बाहर हो जाते हैं क्योंकि वे केवल सल्फेट या जल के भीतर स्थित परमाणु हैं, और कॉपर सल्फेट में कोई नाइट्रोजन नहीं होती।
मुख्य तथ्य
- नीला कॉपर सल्फेट पेंटाहाइड्रेट, CuSO₄.5H₂O है।
- इसके पाँच जल अणु क्रिस्टलन जल बनाते हैं।
- गर्म करने पर जल निकल जाता है और सफेद निर्जल CuSO₄ प्राप्त होता है, और जल मिलाने पर नीला रंग लौट आता है।
- यह प्रतिवर्ती रंग-परिवर्तन जल की उपस्थिति की जाँच के लिए एक क्लासिक प्रयोगशाला परीक्षण है।
आगे की तैयारी
सामान्य भ्रम
- रंग का कारण जल के बजाय ऑक्सीजन या हाइड्रोजन परमाणुओं को मान लेना।
- यह भूल जाना कि जल वापस मिलाने पर सफेद-से-नीला परिवर्तन उलट जाता है।
एनडीए/यूपीएससी पूछते हैं कि जलयोजित लवणों को उनका रंग क्या देता है या उन्हें गर्म करने पर क्या होता है — रंग को क्रिस्टलन जल से जोड़ें।
संबंधित PYQ
NDA_GAT_2020_I_II_Q1442020कॉपर सल्फेट, सोडियम कार्बोनेट और जिप्सम में क्रिस्टलन जल के अणुओं की संख्या क्रमशः है
- (a) 5, 10 और 2
- (b) 10, 2 और 5
- (c) 5, 2 और 10
- (d) 2, 5 और 10
उत्तर(a) 5, 10 और 2 — कॉपर सल्फेट CuSO₄.5H₂O है, वाशिंग सोडा Na₂CO₃.10H₂O है और जिप्सम CaSO₄.2H₂O है।
एनडीए सामान्य योग्यता परीक्षा 2020 ने कॉपर सल्फेट के क्रिस्टलन जल की सीधे जाँच की (5 अणु, CuSO₄.5H₂O) — वही जल जो नीले क्रिस्टलों को उनका रंग देता है और गर्म करने पर खो जाता है।
अभ्यास
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
नीले कॉपर सल्फेट में क्रिस्टलन जल के अणुओं की संख्या है
- (a)2
- (b)5
- (c)7
- (d)10
उत्तर(b) 5 — नीला कॉपर सल्फेट पेंटाहाइड्रेट, CuSO₄.5H₂O है। - अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
सफेद निर्जल कॉपर सल्फेट नीला हो जाता है जब
- (a)इसे प्रबलता से गर्म किया जाता है
- (b)इसमें जल मिलाया जाता है
- (c)इसे नाइट्रोजन के संपर्क में लाया जाता है
- (d)इसे अम्ल में घोला जाता है
उत्तर(b) इसमें जल मिलाया जाता है — क्रिस्टलन जल के लौटने से नीला रंग फिर से आ जाता है, जो जल की जाँच है।