GSEB Class 8 Science Solutions Chapter 14 વિદ્યુતપ્રવાહની રાસાયણિક અસરો

પાઠ્યપુસ્તકના સ્વાધ્યાયના પ્રશ્નોત્તર

1. ખાલી જગ્યા પુરોઃ

 

Question 1. વિદ્યુતનું વહન કરતા મોટા ભાગના પ્રવાહીઓ .................. અને .................. નાં દ્રાવણો હોય છે.
Answer: ઍસિડ, બેઇઝ, ક્ષાર
In simple words: મોટાભાગના પ્રવાહીઓ જે વીજળી પસાર કરે છે તે ઍસિડ, બેઇઝ અને ક્ષારના દ્રાવણો હોય છે.

Exam Tip: યાદ રાખો કે વિદ્યુતનું વહન કરતા પ્રવાહીઓને વિદ્યુત દ્રાવણ કહે છે, જેમાં ઍસિડ, બેઇઝ અને ક્ષારનો સમાવેશ થાય છે.

 

Question 2. કોઈ દ્રાવણમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થવાને કારણે .................. અસર ઉત્પન્ન થાય છે.
Answer: રાસાયણિક
In simple words: જ્યારે વીજળી કોઈ પ્રવાહીમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે રાસાયણિક બદલાવ પેદા થાય છે.

Exam Tip: વિદ્યુતપ્રવાહની રાસાયણિક અસર એ વિદ્યુત વિભાજનનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત છે.

 

Question 3. જો કૉપર સલ્ફટના દ્રાવણમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે, તો કૉપર એ બૅટરીના ..... છેડે સાથે જોડેલી પ્લેટ પર જમા થાય છે.
Answer: ઋણ
In simple words: જો કૉપર સલ્ફટના દ્રાવણમાંથી વીજળી પસાર કરવામાં આવે, તો કૉપર બૅટરીના ઋણ છેડા સાથે જોડાયેલી પ્લેટ પર જમા થાય છે.

Exam Tip: યાદ રાખો કે કૉપર આયનો (\(Cu^{2+}\)) ધન વિદ્યુતભાર ધરાવે છે, તેથી તેઓ ઋણ વિદ્યુતભારિત ઇલેક્ટ્રૉડ (કેથોડ) તરફ આકર્ષાય છે અને ત્યાં જમા થાય છે.

 

Question 4. વિદ્યુતપ્રવાહ દ્વારા કોઈ પદાર્થ પર જરૂરી ધાતુનું પડ ચડાવવાની પ્રક્રિયાને .................. કહે છે.
Answer: ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ
In simple words: વીજળીનો ઉપયોગ કરીને એક ધાતુ પર બીજી ધાતુનો પાતળો થર ચઢાવવાની પ્રક્રિયાને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ કહે છે.

Exam Tip: ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગનો ઉપયોગ ઘણીવાર કાટ અટકાવવા અથવા વસ્તુઓનો દેખાવ સુધારવા માટે થાય છે.

 

Question 2. જ્યારે કોઈ ટેસ્ટરના મુક્ત છેડાઓને કોઈ દ્રાવણમાં ડુબાડવામાં આવે છે ત્યારે ચુંબકીય રોય કોણાવર્તન દર્શાવે છે. શું તમે તેનું કારણ સમજાવી શકો?
Answer:
• આપેલું દ્રાવણ એ વિદ્યુતનું વહન કરે છે; વિદ્યુતદ્રાવણમાં વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થવાથી ટેસ્ટરનો પરિપથ પૂર્ણ થાય છે.
• વિદ્યુતપ્રવાહ ટેસ્ટરમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે ચુંબકીય અસર ઉપજાવે છે. જેના કારણે ચુંબકીય સોય કોણાવર્તન દર્શાવે છે.
In simple words: જ્યારે ટેસ્ટરના છેડા દ્રાવણમાં ડૂબે છે અને ચુંબકીય સોય ફરે છે, ત્યારે તેનો અર્થ એ થાય કે દ્રાવણ વીજળીનું વહન કરે છે. આનાથી ટેસ્ટરનું સર્કિટ પૂરું થાય છે અને વીજળીનો પ્રવાહ ચુંબકીય અસર પેદા કરે છે, જેના કારણે સોય ફરે છે.

Exam Tip: યાદ રાખો કે વિદ્યુતપ્રવાહની ચુંબકીય અસર એ ટેસ્ટર દ્વારા વિદ્યુતવહન તપાસવાનો એક સામાન્ય સિદ્ધાંત છે, ખાસ કરીને નબળા પ્રવાહો માટે.

 

Question 3. એવા ત્રણ પ્રવાહીઓનાં નામ આપો, જેમનું પરીક્ષણ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે કરવાથી ચુંબકીય રોય કોણાવર્તન દર્શાવી શકે.
Answer:
1. નળનું પાણી
2. લીંબુનું પાણી (સાઇટ્રિક ઍસિડ)
3. વિનેગર (ઍસિટિક ઍસિડ).
In simple words: નળનું પાણી, લીંબુનો રસ અને વિનેગર એવા ત્રણ પ્રવાહી છે જે ટેસ્ટર દ્વારા વીજળી પસાર કરતા બતાવે છે, જેનાથી ચુંબકીય સોય ફરે છે.

Exam Tip: આવા પ્રવાહીઓમાં મુક્ત આયનો હોય છે જે વિદ્યુતનું વહન કરવામાં મદદ કરે છે.

 

Question 4. આકૃતિમાં દર્શાવેલ વ્યવસ્થામાં બલ્બ પ્રકાશિત થતો નથી. તે માટે શક્ય કારણોની યાદી બનાવો. તમારો ઉત્તર સમજાવો.
Answer: આકૃતિમાં દર્શાવેલ વ્યવસ્થામાં બલ્બ પ્રકાશિત થતો નથી. તેના માટે નીચે મુજબના સંભવિત કારણો હોઈ શકે છે:
1. જોડાણ ક્યાંક ઢીલું હોય.
2. બલ્બ ઊડી ગયો હોય.
3. સેલ ઊડી ગયો હોય.
4. વપરાયેલ પ્રવાહી વિદ્યુતનું નબળું વાહક હોય.
In simple words: જો સર્કિટમાં બલ્બ ન ઝબૂકે, તો તેનો અર્થ એ થઈ શકે છે કે વાયર ઢીલા છે, બલ્બ બળી ગયો છે, બૅટરી ખતમ થઈ ગઈ છે, અથવા જે પ્રવાહીનો ઉપયોગ થયો છે તે વીજળીનું સારું વાહક નથી.

Exam Tip: આવા કિસ્સાઓમાં, સર્કિટના દરેક ઘટકને એક પછી એક તપાસવું જરૂરી છે.

 

Question 5. બે પ્રવાહીઓ A અને Bના વિદ્યુતવહનની તપાસ કરવા માટે એક ટેસ્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. એવું જોવા મળ્યું કે ટેસ્ટરનો બલ્બ પ્રવાહી A માટે તેજસ્વી રીતે પ્રકાશિત થાય છે. જ્યારે પ્રવાહી 8 માટે ઘણો ઝાંખો પ્રકાશિત થાય છે. તમે તારણ કાઢી શકો કે,
(a) પ્રવાહી A એ પ્રવાહી B કરતાં વધારે સારું વાહક છે.
(b) પ્રવાહી B એ પ્રવાહી A કરતાં વધારે સારું વાહક છે.
(c) બંને પ્રવાહીઓ સમાન રીતે વાહક છે.
(d) પ્રવાહીઓના વાહકતાના ગુણધર્મોની સરખામણી આ રીતે કરી શકાય નહીં.
Answer: (a) પ્રવાહી A એ પ્રવાહી B કરતાં વધારે સારું વાહક છે.
In simple words: જો પ્રવાહી A માં બલ્બ વધુ તેજસ્વી રીતે પ્રકાશિત થાય અને પ્રવાહી B માં ઝાંખો પ્રકાશિત થાય, તો તેનો અર્થ એ છે કે પ્રવાહી A એ પ્રવાહી B કરતાં વીજળીનું વધુ સારું વાહક છે.

Exam Tip: બલ્બની તેજસ્વીતા એ પ્રવાહીની વિદ્યુત વાહકતાનું સીધું સૂચક છે; વધુ તેજસ્વી બલ્બ વધુ સારી વાહકતા દર્શાવે છે.

 

Question 6. શું શુદ્ધ પાણી વિદ્યુતનું વહન કરે છે? જો નહિ, તો તેને વાહક બનાવવા માટે આપણે શું કરી શકીએ?
Answer: ના. શુદ્ધ પાણી (નિયંદિત પાણી) વિદ્યુતનું વહન કરતું નથી. તેને વાહક બનાવવા માટે તેમાં:
1. મીઠું (ક્ષાર) કે
2. ઍસિડ કે
3. આલ્કલી (બેઇઝ) ઉમેરી શકાય.
In simple words: શુદ્ધ પાણી વીજળી પસાર કરતું નથી. તેને વાહક બનાવવા માટે તેમાં મીઠું, ઍસિડ કે બેઇઝ ઉમેરી શકાય.

Exam Tip: શુદ્ધ પાણીમાં આયનો ન હોવાથી તે વિદ્યુતનું અવાહક છે, પરંતુ તેમાં ક્ષારો ઉમેરવાથી આયનો ઉત્પન્ન થાય છે અને તે વાહક બને છે.

 

Question 7. આગ લાગી હોય ત્યારે, ફાયરમૅન પાણીની નળીઓનો ઉપયોગ કરતાં પહેલાં તે વિસ્તારના મુખ્ય વિદ્યુત પુરવઠાને બંધ કરી દે છે. તેઓ આવું કેમ કરે છે? સમજાવો.
Answer: નળનું પાણી નિયંદિત પાણી ન હોવાથી વિદ્યુતનું વહન કરે છે. ફાયરમૅન પાણીની નળીઓનો ઉપયોગ કરતી વખતે તે વિસ્તારના મુખ્ય વિદ્યુત પુરવઠાને જો ચાલુ રાખે તો પાણી મારફતે વિદ્યુતનું વહન થવાથી ઇલેક્ટ્રિક શૉક લાગવાની શક્યતા છે, જે ફાયરમૅન માટે પ્રાણઘાતક સાબિત થઈ શકે છે.
In simple words: નળના પાણીમાં વીજળી પસાર થાય છે. જો ફાયરમૅન મુખ્ય વીજળીનો પુરવઠો બંધ ન કરે, તો પાણી દ્વારા વીજળી પસાર થઈ શકે છે અને ફાયરમૅનને જોખમી ઇલેક્ટ્રિક શૉક લાગી શકે છે.

Exam Tip: સલામતી હંમેશા પ્રથમ હોવી જોઈએ, ખાસ કરીને વિદ્યુત અને પાણી સંબંધિત જોખમોમાં.

 

Question 8. દરિયાઈ વિસ્તારમાં રહેનારો એક બાળક પોતાના ટેસ્ટરથી પીવાના પાણી અને સમુદ્રના પાણીનું પરીક્ષણ કરે છે. તે જુએ છે કે સમુદ્રના પાણી માટે ચુંબકીય સોય વધારે ચલિત થાય છે. શું તમે તેનું કારણ સમજાવી શકો?
Answer: સમુદ્રના પાણીમાં પીવાના પાણી કરતાં વધુ પ્રમાણમાં ક્ષારો અને ખનીજ દ્રવ્યો હોય છે. તેથી સમુદ્રનું પાણી પીવાના પાણી કરતાં વિદ્યુતનું વધારે વાહક છે. પરિણામે સમુદ્રના પાણીમાંથી પીવાના પાણી કરતાં વધુ મૂલ્યનો વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે. તેથી ચુંબકીય સોય વધારે ચલિત થાય છે.
In simple words: દરિયાના પાણીમાં પીવાના પાણી કરતાં વધારે ક્ષાર અને ખનિજો હોય છે. આથી દરિયાનું પાણી વીજળીનું વધુ સારું વાહક છે. તેથી, વીજળીનો પ્રવાહ વધુ હોવાથી ચુંબકીય સોય વધુ ફરે છે.

Exam Tip: ક્ષાર અને ખનિજોની હાજરી પાણીની વિદ્યુત વાહકતામાં વધારો કરે છે.

 

Question 9. શું ધોધમાર વરસાદના સમયે કોઈ ઇલેક્ટ્રિશિયન માટે બહાર મુખ્ય લાઇનની મરામત કરવાનું સુરક્ષિત હોય છે? સમજાવો.
Answer: ના. વરસાદનું પાણી એ નિયંદિત પાણી છે. પણ જ્યારે તે વાતાવરણમાંથી પસાર થઈને જમીન પર (પૃથ્વી પર) આવે છે ત્યારે તેમાં ઘણા ક્ષારો, ધૂળના રજકણો અને પ્રદૂષકો ભળે છે. પરિણામે તે વિદ્યુતનું વાહક બને છે. હવે, ધોધમાર વરસાદના સમયે જો ઇલેક્ટ્રિશિયન બહાર મુખ્ય લાઇનનું રીપૅરિંગ કામ કરે તો તેને ઇલેક્ટ્રિક શૉક લાગવાની શક્યતા છે જે તેના માટે પ્રાણઘાતક સાબિત થઈ શકે છે.
In simple words: ના, વરસાદમાં વીજળીનું કામ કરવું સુરક્ષિત નથી. વરસાદી પાણી શુદ્ધ હોતું નથી કારણ કે તેમાં વાતાવરણમાંથી ક્ષાર અને પ્રદૂષકો ભળી જાય છે, જેનાથી તે વીજળીનું વાહક બને છે. તેથી, વરસાદમાં મુખ્ય લાઇનની મરામત કરતા ઇલેક્ટ્રિશિયનને જીવલેણ ઇલેક્ટ્રિક શૉક લાગી શકે છે.

Exam Tip: હંમેશા યાદ રાખો કે પાણીમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ તેને વિદ્યુતનું સુવાહક બનાવે છે, જે વિદ્યુત પ્રવાહ સાથે કામ કરતી વખતે અત્યંત જોખમી બની શકે છે.

 

Question 10. પહેલીએ સાંભળ્યું હતું કે વરસાદી પાણી એટલું જ શુદ્ધ હોય છે કે જેટલું નિયંદિત પાણી. તેણે એક સ્વચ્છ કાચના ગ્લાસમાં થોડું વરસાદી પાણી એકત્ર કરીને ટેસ્ટરથી તેનું પરીક્ષણ કર્યું. તેણીને તે જોઈને આશ્ચર્ય થયું કે ચુંબકીય રોય કોણાવર્તન દર્શાવે છે. તેનું કારણ કર્યું હોઈ શકે છે?
Answer: વરસાદનું પાણી જ્યારે વાતાવરણમાંથી પસાર થઈને જમીન પર (પૃથ્વી પર) આવે છે ત્યારે તેમાં ઘણાં ક્ષારો, ધૂળના રજકણો અને પ્રદૂષકો ભળે છે. પરિણામે તે વિદ્યુતનું સારું વાહક બને છે. તેથી ટેસ્ટર વડે સોય કોણાવર્તન દર્શાવે છે.
In simple words: વરસાદનું પાણી શુદ્ધ નથી કારણ કે તેમાં વાતાવરણમાંથી ક્ષાર, ધૂળ અને પ્રદૂષકો ભળી જાય છે. આના કારણે તે વીજળીનું સારું વાહક બને છે, તેથી ટેસ્ટરની સોય ફરે છે.

Exam Tip: નિયંદિત પાણી જ શુદ્ધ હોય છે જ્યારે કુદરતી પાણીમાં અશુદ્ધિઓ હંમેશા હોય છે જે તેને વાહક બનાવે છે.

 

Question 11. તમારી આસપાસ ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ કરેલી વસ્તુઓની યાદી તૈયાર કરો.
Answer: ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ કરેલી વસ્તુઓ:
1. કારના અમુક ભાગો
2. બાથરૂમનાં નળ
3. રસોડામાં વપરાતા ગેસ બર્નર, ચમચા
4. સાઈકલનાં હેન્ડલ, પૈડાંઓની રીમ
5. કેટલાંક આભૂષણો
6. ટિનના ડબા
7. પુલ બનાવવા માટે વપરાતાં ગર્ડર.
In simple words: ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગથી બનેલી વસ્તુઓમાં કારના ભાગો, બાથરૂમ નળ, રસોડાના બર્નર, ચમચા, સાઇકલના હેન્ડલ, રીમ, ઘરેણાં, ટિનના ડબા અને પુલના ગર્ડરનો સમાવેશ થાય છે.

Exam Tip: ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ વસ્તુઓને કાટથી બચાવવા અને તેમનો દેખાવ સુધારવા માટે થાય છે.

 

Question 12. જે પ્રક્રિયા તમે પ્રવૃત્તિ 147માં જોઈ હતી તે કૉપરના શુદ્ધિકરણ માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે. એક પાતળી શુદ્ધ કૉપરની પ્લેટ અને એક અશુદ્ધ કોપરનો સળિયો ઈલેક્ટ્રૉસ તરીકે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. અશુદ્ધ સળિયા પરથી કોપર પાતળી કૉપરની પ્લેટ તરફ જતું દેખાય છે. ક્યો ઈલેક્ટ્રૉડ બૅટરીના ધન છેડા સાથે જોડવો જોઈએ? શા માટે?
Answer: અશુદ્ધ કૉપરનો સળિયો બૅટરીના ધન ધ્રુવ (છેડા) સાથે જોડવો જોઈએ અને પાતળી શુદ્ધ કૉપરની પ્લેટ બૅટરીના ઋણ ધ્રુવ સાથે જોડવી જોઈએ. આ રીતે જોડાણ કરવાથી, જ્યારે કૉપર સલ્ફટમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે ત્યારે તેનું વિભાજન (વિઘટન) થવાથી કૉપરના ધન આયનો અને સલ્ફટના ઋણ આયનો બને છે. આ કૉપરના ધન આયનો બૅટરીના ઋણ ધ્રુવ સાથે જોડેલ પાતળી શુદ્ધ કૉપરની પ્લેટ પર જમા થાય છે. સાથે સાથે અશુદ્ધ કૉપરના સળિયા પરથી સમાન માત્રામાં કૉપર દ્રાવણમાં ભળે છે. આમ, કૉપર સલ્ફટના દ્રાવણમાંથી જેટલી માત્રામાં કૉપર, કૉપરની પાતળી શુદ્ધ પ્લેટ પર જમા થાય છે તેટલી જ માત્રામાં કૉપર અશુદ્ધ સળિયા પરથી દ્રાવણમાં આવે છે. આનો અર્થ એ થયો કે કૉપર એક અશુદ્ધ ઇલેક્ટ્રૉડ પરથી બીજા શુદ્ધ ઇલેક્ટ્રૉડ પર સ્થાનાંતરિત થાય છે અને કોપર સલ્ફટના દ્રાવણની સાંદ્રતા જળવાઈ રહે છે. આ રીતે અશુદ્ધ સળિયાનું શુદ્ધીકરણ થાય છે.
In simple words: કૉપરને શુદ્ધ કરવા માટે, અશુદ્ધ કૉપરના સળિયાને બૅટરીના ધન છેડા સાથે અને શુદ્ધ કૉપરની પાતળી પ્લેટને ઋણ છેડા સાથે જોડવી જોઈએ. જ્યારે વીજળી પસાર થાય છે, ત્યારે અશુદ્ધ સળિયામાંથી કૉપર આયનો દ્રાવણમાં જાય છે અને શુદ્ધ પ્લેટ પર જમા થાય છે, જેનાથી અશુદ્ધ કૉપર શુદ્ધ બને છે.

Exam Tip: કૉપરના શુદ્ધિકરણમાં, અશુદ્ધ કૉપર ઍનોડ તરીકે (ધન છેડો) અને શુદ્ધ કૉપર કેથોડ તરીકે (ઋણ છેડો) કાર્ય કરે છે.

આટલું જાણો :

• બૅટરીના ધન છેડા (ધ્રુવ) સાથે જોડાયેલ ઇલેક્ટ્રૉડને ઍનોડ કહે છે.
• બૅટરીના ઋણ છેડા (ધ્રુવ) સાથે જોડાયેલ ઇલેક્ટ્રૉડને કેથોડ કહે છે.

GSEB Class 8 Science વિદ્યુતપ્રવાહની રાસાયણિક અસરો Textbook Activities

પાઠ્યપુસ્તકની પ્રવૃત્તિઓની સમજ

પ્રવૃત્તિ 1(a) :

ટૉર્ચ-બલ્બ ટેસ્ટર બનાવવું.

વસ્તુઓ / પદાર્થો :

1. એક સેલ (વિદ્યુતકોષ)
2. ટૉર્ચ-બલ્બ
3. જોડાણ માટે તાંબાના તાર
4. ક્રૉકડાઇલ ક્લિપ
5. સેલ મૂકવા માટેનું સૉકિટ

પદ્ધતિ :

આકૃતિ (a)માં દર્શાવ્યા મુજબ આપેલ વસ્તુઓનું જોડાણ કરો.
• ક્રૉકડાઇલ ક્લિપ A અને Bની વચ્ચે જગ્યા છોડવામાં આવે, તો પરિપથ (સર્કિટ) ખુલ્લો કહેવાય છે. તેથી તેમાં વિદ્યુતપ્રવાહનું વહન થતું નથી અને ટૉર્ચ-બલ્બ પ્રકાશિત થતો નથી.
• ઉપરોક્ત ગોઠવણીને વિદ્યુત ટેસ્ટર કહેવામાં આવે છે. વિદ્યુત ટેસ્ટરનો ઉપયોગ :
1. આપેલ વસ્તુ / પદાર્થ વિદ્યુતનું સુવાહક છે કે અવાહક તે નક્કી કરવું.
2. આપેલ પ્રવાહી સુવાહક છે કે અવાહક તે નક્કી કરવું.

પ્રવૃત્તિ 1 (b):

વિદ્યુત ટેસ્ટરની મદદથી આપેલ વસ્તુ / પદાર્થ (સ્કૂ-ડ્રાઇવર) સુવાહક છે કે અવાહક તેની ચકાસણી કરવી.

પદ્ધતિઃ

1. ક્રૉકડાઇલ ક્લિપ A અને Bની વચ્ચે સ્કૂ-ડ્રાઇવરના આગળના ભાગ(સ્ટીલવાળા ભાગોને જોડો અને તમારું અવલોકન જણાવો. (આકૃતિ (b1))
2. હવે, સ્કૂ-ડ્રાઇવરના હાથાવાળા ભાગને ક્રૉકડાઇલ ક્લિપ A અને Bની વચ્ચે જોડો અને તમારું અવલોકન જણાવો. (આકૃતિ (b2))

અવલોકન :

1. ટૉર્ચ-બલ્બ પ્રકાશિત થાય છે.
2. ટૉર્ચ-બલ્બ પ્રકાશિત થતો નથી.
1. સ્કૂ-ડ્રાઇવરનો આગળનો ભાગ જે સ્ટીલ છે તે વિદ્યુતનો સુવાહક છે.
2. સ્કૂ-ડ્રાઇવરનો હાથાવાળો ભાગ જે પ્લાસ્ટિક છે તે વિદ્યુતનો અવાહક છે.

પ્રવૃત્તિ 1(c):

વિદ્યુત ટેસ્ટરની ચકાસણી કરવી.

પદ્ધતિ :

આકૃતિ (c)માં દર્શાવેલ જોડાણ માટે જો ટૉર્ચ-બલ્બ પ્રકાશિત ન થાય તો સમજવું કે ઇલેક્ટ્રિક ટેસ્ટર કામ કરતું નથી. તેના માટેનાં કારણો નીચે મુજબ હોઈ શકે?
1. કદાચ તાંબાના તારોનું જોડાણ ક્યાંકથી ઢીલું હોય.
2. કદાચ બલ્બ ઊડી ગયો હોય.
3. સેલ ઊડી ગયો હોય.
હવે, જો ઉપરના પરિપથ(સર્કિટ)ની તપાસ કરતાં માલૂમ પડે કે બધાં જ જોડાણો ચુસ્ત છે, તો પહેલાં બલ્બ બદલી નાખો. છતાં પણ જો બલ્બ પ્રકાશિત ન થાય, તો સેલ બદલી નાખો.

નિર્ણયઃ

બનાવેલું ટેસ્ટર બરાબર કાર્ય કરે છે. તેવું ત્યારે જ કહેવાય કે જ્યારે બલ્બ પૂર્ણ પ્રકાશિત થાય. નોંધઃ આવા ટેસ્ટરનો ઉપયોગ હવે આગળની બીજી પ્રવૃત્તિઓમાં કરીશું. (વધુ પ્રવાહ વહન કરતી વખતે તેના તારોના મુક્ત છેડાઓને માત્ર થોડી ક્ષણોથી વધારે સમય માટે સ્પર્શ ન કરાવા નહિતર બૅટરીનો સેલ બહુ જલદીથી વપરાઈ જશે.)

પ્રવૃત્તિ 2:

લીંબુનો રસ અને વિનેગર વિદ્યુતના સુવાહક છે કે અવાહક તે નક્કી કરવું.

એક બીકર લો અને તેને સાફ કરો. આ સ્વચ્છ બીકરમાં થોડું પાણી લઈને તેમાં એક ટી સ્પન જેટલો લીંબુનો રસ રેડો. આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે તમારા ટેસ્ટરને આ બીકરની નજીક લાવીને તેના છેડાઓને લીંબુના રસમાં ડુબાડો. ધ્યાન રાખો કે, બંને છેડાઓ પરસ્પર 1 સેમીથી વધારે અંતરે ન હોય અને સાથે સાથે એકબીજાને સ્પર્શ પણ ન કરે. શું ટેસ્ટરનો બલ્બ પ્રકાશિત થાય છે? આ જ પ્રયોગ લીંબુના રસને બદલે વિનેગર લઈ કરો. શું લીંબુનો રસ અને વિનેગર એ વિદ્યુતનું વહન કરે છે? લીંબુના રસ અને વિનેગરને તમે સુવાહક કે મંદવાહકમાંથી કયા વર્ગમાં વર્ગીકૃત કરશો?

અવલોકન :

• હા.
• લીંબુનો રસ અને વિનેગર બંનેમાં વિદ્યુતનું વહન થાય છે.
• લીંબુનો રસ અને વિનેગર બંને સુવાહક છે.

અગત્યની નોંધ:

જો ટેસ્ટર બનાવવા માટે ત્રણ કે ચાર સેલ દ્વારા બનાવેલી બૅટરીનો ઉપયોગ કરેલ છે. તેથી ટૉર્ચ-બલ્બ પ્રકાશિત થાય છે. જો એક જ સેલ વાપર્યો હોત તો બલ્બ ઝાંખો પ્રકાશિત થયો હોત.

નિર્ણય :

લીંબુનો રસ અને વિનેગર વિદ્યુતના સુવાહક છે.

અગત્યની નોંધ :

લીંબુનો રસ એટલે સાઇટ્રિક ઍસિડ અને વિનેગર એટલે ઍસિટિક ઍસિડ.

પ્રવૃત્તિ 3:

નિર્બળ વિદ્યુતપ્રવાહની નોંધ લઈ શકે તેવું ટેસ્ટર (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ટેસ્ટર) બનાવવું અને તેની મદદથી આપેલ વિવિધ પ્રવાહીઓને સુવાહક અને મંદવાહકમાં વર્ગીકૃત કરવાં.

માચીસની ખાલી ડબીમાંથી ટ્રે બહાર કાઢો. ટ્રે પર એક વિદ્યુત તારના થોડા આંટા વીંટાળો. ટ્રેની અંદર એક નાની ચુંબકીય સોય મૂકો. હવે તારના એક મુક્ત છેડાને બૅટરીના એક છેડા સાથે જોડો. તારના બીજા છેડાને મુક્ત છોડો (રાખો). તારનો એક બીજો ટુકડો લઈ બૅટરીના બીજા ટર્મિનલ સાથે જોડો. બંને તારના મુક્ત છેડાઓને ક્ષણ માત્ર માટે જોડો અને તમારું અવલોકન જણાવો. ત્યારબાદ આ ટેસ્ટરનો ઉપયોગ કરો. ટેસ્ટરના મુક્ત છેડાઓને લીંબુના રસમાં ડુબાડતાં શું તરત જ તમને ચુંબકીય સોયમાં કોણાવર્તન દેખાય છે? પછી ટેસ્ટરના છેડાઓને લીંબુના રસમાંથી બહાર કાઢી નાખો. તેમને પાણીમાં ડુબાડો અને લૂછીને સૂકવો. (પ્રત્યેક પ્રવાહીનું પરીક્ષણ કર્યા પછી પાણીમાં ધોઈને તથા લૂછીને સૂકવવાનું અવશ્ય યાદ રાખો.) દરેક કિસ્સામાં જુઓ કે ચુંબકીય સોય કોણાવર્તન દર્શાવે છે કે નહિ. તમારાં અવલોકનો કોષ્ટકમાં નોંધો.

અવલોકન :

નિર્ણયઃ

ઉપરના કોષ્ટકમાં રજૂ કરેલાં અવલોકનો પરથી સ્પષ્ટ છે કે કેટલાંક પ્રવાહી વિદ્યુતના સુવાહક છે. હકીકતમાં ચોક્કસ વિશિષ્ટ પરિસ્થિતિઓમાં મોટા ભાગના પદાર્થો (ઘન, પ્રવાહી, વાયુ) વિદ્યુતપ્રવાહનું વહન કરી શકે છે. આ જ કારણથી આપેલ પદાર્થોને સુવાહકો અને અવાહકોમાં વર્ગીકૃત કરવાને બદલે સુવાહકો અને મંદવાહકોના રૂપમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. ઉપરોક્ત પ્રવૃત્તિમાં જ્યારે ઇલેક્ટ્રોમૅગ્નેટિક ટેસ્ટરના બંને મુક્ત છેડાઓ એકબીજાને સ્પર્શતા નથી એટલે કે તેમની વચ્ચે હવા છે) તથા કોઈ પ્રવાહી પદાર્થમાં તેમને રાખેલ નથી ત્યારે ચુંબકીય સોય કોણાવર્તન દર્શાવતી નથી. તેનો અર્થ હવા એ વિદ્યુતની મંદવાહક છે. હવા એ અણુ-પરમાણુઓની બનેલી છે, જે મૂળભૂત રીતે સામાન્ય સંજોગોમાં તટસ્થ હોય છે. પરંતુ આકાશમાં થતી વીજળી શક્તિશાળી હોય છે, જેના કારણે આ અણુ-પરમાણુઓનું આયનીકરણ (ધન અને ત્રણ આયનો ઉત્પન્ન થવા) થાય છે. પરિણામે વીજળી હવામાંથી પસાર થઈ શકે છે.

પ્રવૃત્તિ 4:

ઈલેક્ટ્રૉમૅગ્નેટિક ટેસ્ટરની મદદથી નિર્યાદિત (શુદ્ધ) પાણી વિદ્યુતનું સુવાહક છે કે અવાહક તે ચકાસવું.

ત્યારબાદ મીઠાનું દ્રાવણ પણ સુવાહક છે કે મંદવાહક તે ચકાસવું. એક સ્વચ્છ અને સૂકા પ્લાસ્ટિક કે રબરના ઢાંકણામાં લગભગ બે ચમચી જેટલું નિયંદિત પાણી લો. (નિયંદિત પાણી તમારી શાળાની વિજ્ઞાન પ્રયોગશાળામાંથી પ્રાપ્ત કરી શકો છો. તમે કોઈ દવાની દુકાન, ડૉક્ટર કે નર્સ પાસેથી પણ નિર્યાદિત પાણી લઈ શકો છો.) ઇલેક્ટ્રૉમૅગ્નેટિક ટેસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને પરીક્ષણ કરો કે, નિર્યાદિત પાણી એ વિદ્યુતનું વહન કરે છે કે નહિ. તમને શું જોવા મળે છે? શું નિયંદિત પાણી એ વિદ્યુતનું વહન કરે છે? હવે, એક ચપટી જેટલું સામાન્ય મીઠું નિયંદિત પાણીમાં ઓગાળો. આ રીતે મળેલા મીઠાના દ્રાવણનું પરીક્ષણ કરો. આ વખતે તમે શું અવલોકન કરો?

અવલોકન

• ઇલેક્ટ્રોમૅગ્નેટિક ટેસ્ટરના બે ખુલ્લા છેડાઓ જ્યારે નિયંદિત પાણી ભરેલા રબરના ઢાંકણામાં બોળવામાં આવે છે, ત્યારે ચુંબકીય રોય કોણાવર્તન દર્શાવતી નથી. એનો અર્થ નિયંદિત પાણીમાં વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થઈ શકતો નથી. અર્થાત્ વિદ્યુતનું વહન થતું નથી.
• જ્યારે ટેસ્ટરના બે ખુલ્લા છેડાઓને મીઠાના દ્રાવણમાં બોળવામાં આવે છે, ત્યારે ચુંબકીય સોય કોણાવર્તન દર્શાવે છે. એનો અર્થ મીઠાના દ્રાવણમાં વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થઈ શકે છે. અર્થાત્ તેમાં વિદ્યુતનું વહન થાય છે.

નિર્ણય:

નિયંદિત પાણી વિદ્યુતનું અવાહક છે, જ્યારે મીઠાનું દ્રાવણ વિદ્યુતનું મંદવાહક છે.

અગત્યની નોંધઃ

ક્ષારના દ્રાવણોમાં વિદ્યુતનું વહન શક્ય છે.

પ્રવૃત્તિ 5:

ઍસિડ, બેઇઝ અને ખાંડનું દ્રાવણ વિદ્યુતનું વહન કરે છે કે નહીં તેની ચકાસણી કરવી.

ચેતવણી:

પ્રવૃત્તિ 5ને માત્ર તમારા શિક્ષક / માતાપિતા કે કોઈ વડીલ વ્યક્તિની દેખરેખ હેઠળ જ કરો. કારણ કે તેમાં ઍસિડનો ઉપયોગ સામેલ છે. બૉટલોના પ્લાસ્ટિક કે રબરનાં ત્રણ સ્વચ્છ ઢાંકણાં લો. દરેકમાં લગભગ બે ટી સ્પૂન (ચમચી) જેટલું નિયંદિત પાણી રેડો. એક ઢાંકણાના નિયંદિત પાણીમાં થોડાં ટીપાં લીંબુનો રસ કે મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ ઉમેરો. હવે બીજા ઢાંકણાના નિયંદિત પાણીમાં કૉસ્ટિક સોડા કે પોટેશિયમ આયોડાઇડ જેવા બેઇઝનાં થોડાં ટીપાં ઉમેરો. ત્રીજા ઢાંકણામાં નિયંદિત પાણીમાં થોડી ખાંડ ઉમેરીને ઓગાળો. પરીક્ષણ કરો, કયું દ્રાવણ વિદ્યુતનું વહન કરતું નથી. તમને શું પરિણામો પ્રાપ્ત થાય છે?

અવલોકન:

• નિયંદિત પાણીમાં ઉમેરેલ લીંબુનો રસ કે મંદ હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડના કિસ્સામાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ટેસ્ટરની ચુંબકીય સોય કોણાવર્તન દર્શાવે છે. અર્થાત્ તેનામાં વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે.
• નિયંદિત પાણીમાં ઉમેરેલ કૉસ્ટિક સોડા કે પોટેશિયમ આયોડાઇડ જેવા બેઇઝના કિસ્સામાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ટેસ્ટરની ચુંબકીય રોય કોણાવર્તન દર્શાવે છે. અર્થાત્ તેનામાં વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થાય છે.
• નિયંદિત પાણીમાં થોડી ખાંડ ઉમેરીને બનાવેલ ખાંડના દ્રાવણના કિસ્સામાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ટેસ્ટરની ચુંબકીય સોય કોણાવર્તન દર્શાવતી નથી. અર્થાત્ તેનામાં વિદ્યુતપ્રવાહ પસાર થતો નથી.

નિર્ણય:

ઍસિડિક અને બેઇઝિક દ્રાવણોમાં વિદ્યુતનું વહન થાય છે. પણ ખાંડના દ્રાવણમાં વિદ્યુતવહન થતું નથી. [નોંધ: પ્રવૃત્તિ 5માં પ્લાસ્ટિક કે રબરનાં ત્રણ સ્વચ્છ ઢાંકણાંઓને બદલે ત્રણ સ્વચ્છ કાચનાં બીકર લઈ શકાય.]

પ્રવૃત્તિ 6:

મદ માઠાના દ્રાવણમા વિધુતપ્રવાહ પસાર કરતાં તેમાં રાસાયણિક ફેરફાર થાય છે તેમ દર્શાવવું.

 

Activity 6: Demonstrating Chemical Changes due to Electric Current

Carefully remove the carbon rods from two discarded cells. Clean their metal caps with sandpaper and wrap a copper wire around them. Connect them to a battery (refer to the diagram). These two rods are called electrodes. (Instead of carbon rods, you can also use iron nails about 6 cm long.)

Pour about one cup of water into a clean glass or plastic container. To make the water more conductive, add a small spoonful of common salt (or a few drops of lemon juice) to it. Now, immerse the electrodes in this solution. Make sure the metal caps of the carbon rods remain above the water.

 

Question 1. Wait for 3 to 4 minutes. Observe the electrodes carefully. Do you see any gas bubbles near the electrodes?
Answer: Yes, gas bubbles are seen near both electrodes. This shows that a chemical change is occurring in the solution due to the passage of electric current.
In simple words: After waiting, we observe small bubbles of gas forming around both the carbon rods immersed in the salt water.

Exam Tip: Always describe your observations precisely and relate them to the scientific principle being demonstrated, such as gas formation indicating a chemical reaction.

 

Question 2. Can we call the change occurring in the solution a chemical change?
Answer: Yes, the change occurring in the salt solution here is called a chemical change. A chemical change is a process where a chemical reaction takes place, resulting in new substances. In this experiment, water decomposes into hydrogen and oxygen gases due to electricity.
In simple words: Yes, because new substances (hydrogen and oxygen gases) are formed from water, this change is a chemical change.

Exam Tip: Remember that a chemical change involves the formation of new substances, unlike a physical change where only the form changes.

Here, the chemical reaction or process occurring is as follows:

Tap water / Mild salt solution
\( \implies \) Electric Current, (Hydrogen gas) + (Oxygen gas)

It is important to know that in 1800, a British chemist named William Nicholson (1753-1815) showed that if electrodes are immersed in water and an electric current is passed through them, oxygen and hydrogen bubbles are produced at the electrodes. Oxygen bubbles are produced at the positive (+) terminal electrode (anode) of the battery, and hydrogen bubbles are produced at the negative (-) terminal electrode (cathode). The gases produced at the two electrodes can be collected by inverting two test tubes over the electrodes. If a burning matchstick is brought near the gas produced at the positive terminal of the battery, the matchstick burns with a brighter flame, which proves that oxygen gas was formed there. If a burning matchstick is brought near the gas produced at the negative terminal of the battery, the matchstick burns with a loud 'pop' sound and then extinguishes, which proves that hydrogen gas was formed there. (Note: 'pop' sound = the sudden sound like a cork being pulled from a bottle).

 

Activity: Testing the Conductivity of Potato

Bhujo decided to check whether fruits and vegetables can also conduct electricity. He cut a potato into two equal pieces and inserted the copper wires of a tester into them.

 

Question 1. What did Bhujo observe initially?
Answer: Initially, Bhujo saw the magnetic needle deflect. This suggests that the potato conducts electricity to some extent (partially).
In simple words: At first, Bhujo noticed the magnetic compass needle moving, meaning the potato could pass some electricity.

Exam Tip: When describing initial observations in an experiment, focus on immediate, noticeable changes without over-analyzing.

 

His mother called him away, and he forgot to remove the tester wires from the potato.

 

Question 2. After about half an hour, when he returned, what did he observe?
Answer: After about half an hour, when Bhujo returned, he noticed a greenish-blue spot around one wire in the potato, but no such spot around the other wire.
In simple words: After some time, Bhujo saw a green-blue mark around one of the wires in the potato, but not the other.

Exam Tip: Pay close attention to details like color changes or localized effects, as these often indicate specific chemical reactions.

He was quite surprised by this observation and repeated the activity many times with his mother.

 

Question 3. What did both observe?
Answer: Both observed that the magnetic needle deflected at the start, indicating that the potato conducts electricity to some extent. Later, a greenish-blue spot appeared around the wire connected to the positive terminal, but no such mark was seen around the wire connected to the negative terminal. This consistent observation across multiple repetitions confirmed the initial findings.
In simple words: They both saw the needle move at first, showing the potato conducted electricity. After a while, a green-blue spot appeared only around the wire connected to the positive side.

Exam Tip: When an experiment is repeated, consistent results strengthen the conclusion. Note any differences observed at positive and negative terminals.

 

Question 4. What utility did he find in this activity?
Answer: Bhujo realized that this activity could be useful for identifying the positive and negative terminals of a battery if they are unknown. The wire connected to the positive terminal consistently showed a greenish-blue spot, providing a simple way to identify it.
In simple words: He found it useful for telling which part of a battery is positive, because the positive wire always made a green-blue spot.

Exam Tip: Practical applications of scientific experiments are often asked. Connect the observation (greenish-blue spot) to its utility (identifying positive terminal).

 

Question 5. State your observations and conclude from them.
Answer:

• Initially, Bhujo saw the magnetic needle deflect, which means the potato conducts electricity to some extent.
• He noticed that only around the wire connected to the positive terminal, a greenish-blue spot was formed. This observation was consistent every time the activity was repeated.

From these observations, it is clear that fruits and vegetables connected to an electromagnetic tester initially conduct electricity partially, and the electric current flowing through them causes a chemical effect inside them. This chemical effect leads to specific color changes at the positive terminal, indicating its polarity. This activity helps in identifying the positive and negative terminals of a battery.
In simple words: The potato allows some electricity to pass, making the needle move. A green-blue spot only appears around the positive wire, showing that vegetables can conduct electricity and cause chemical changes, which helps to identify battery poles.

Exam Tip: When asked to state observations and conclude, list the key findings first, then provide a concise summary that explains the scientific principle demonstrated and any practical implications.

 

Activity 7: Demonstrating and Understanding the Process of Electroplating

For this activity, we will need copper sulfate and two copper plates, approximately 10 cm x 4 cm in size. Take 250 ml of distilled water in a clean, dry beaker. Dissolve two spoonfuls of copper sulfate in it. To make the solution more conductive, add a few drops of dilute sulfuric acid to the copper sulfate solution. Polish the copper plates with sandpaper. Now, wash them with water and dry them. Connect the copper plates to the terminals of a battery and immerse them in the copper sulfate solution (as shown in the diagram). Make sure the metal caps of the carbon rods remain above the water.

Allow electric current to pass through the circuit for approximately 15 minutes. Now, remove the plates from the solution and observe them carefully.

 

Question 1. Do you see any change in either of the two?
Answer: Yes, a change is observed in one of the plates. The plate connected to the negative terminal (cathode) becomes thicker and gets a coating on its surface, while the plate connected to the positive terminal (anode) may become slightly thinner.
In simple words: Yes, one plate changes. The one connected to the negative side gets thicker, and the other connected to the positive side might get a bit thinner.

Exam Tip: In electroplating, the cathode is where metal deposition occurs, so it increases in thickness. The anode is where metal dissolves, so it often decreases in thickness.

 

Question 2. Do you see any coating on one of the plates?
Answer: Yes, a coating is observed on one of the plates. Specifically, the plate connected to the negative terminal (cathode) gains a reddish-brown metallic layer, which is deposited copper.
In simple words: Yes, one plate gets a coating. The plate on the negative side gets a thin layer of reddish-brown metal, which is copper.

Exam Tip: The deposited metal (copper in this case) forms a distinct layer or coating on the cathode during electroplating.

 

Question 3. What is the color of this coating? Note the terminal of the battery to which that plate is connected.
Answer: The color of this coating is dull reddish-brown. This plate is connected to the negative terminal (cathode) of the battery.
In simple words: The coating is dull reddish-brown. This plate is attached to the battery's negative side.

Exam Tip: It is crucial to associate the color of the coating with the deposited metal and the terminal (cathode) where deposition occurs.

 

After performing the electroplating activity, Paheli swapped the electrodes and repeated the activity.

 

Question 4. What do you think Paheli will observe this time?
Answer: If Paheli swaps the plates, the plate that was previously connected to the negative terminal (cathode) and had copper deposited on it will now be connected to the positive terminal (anode). Consequently, the copper from this plate will start dissolving into the solution. The other plate, now connected to the negative terminal, will receive a copper coating, and its thickness will increase. This means the deposition will switch sides.
In simple words: If Paheli switches the plates, the copper will now deposit on the other plate. The plate that had copper before will now lose it into the solution because its role has changed.

Exam Tip: Understanding the roles of anode and cathode is key. Metal dissolves from the anode and deposits on the cathode. Swapping connections reverses these roles.

 

Bhujo only managed to find one copper plate. So, he used a carbon rod instead of a copper plate and connected it to the positive terminal of the battery to perform the electroplating activity.

 

Question 5. What do you think Bhujo will observe this time?
Answer: Bhujo will observe a copper coating on the carbon rod. In this setup, the carbon rod acts as the cathode (connected to the negative terminal of the battery), and copper ions from the copper sulfate solution will be deposited on it. The single copper plate acts as the anode, and copper from it will dissolve into the solution, maintaining the concentration of copper ions.
In simple words: Bhujo will see copper coat the carbon rod. The carbon rod will be the negative pole, attracting copper from the solution to stick to it.

Exam Tip: Even if one of the electrodes is not metal (like carbon), electroplating can occur as long as it conducts electricity and the ions of the desired metal are present in the solution.

 

Key Facts from Electroplating:

• When Paheli repeated the activity by swapping the plates, the plate that was previously connected to the negative terminal (cathode) and had copper deposited on it now became thinner, as copper dissolved from it. The other plate, now connected to the negative terminal, became thicker due to copper deposition.

• Bhujo observed that a copper coating was deposited on the carbon rod when it was connected as the cathode in the copper sulfate solution.

 

What to Know:

• A solution that conducts electricity is called an electrolyte. For example, the copper sulfate solution in the activity.
• The conductive plates (or rods) placed in an electrolyte, connected to the positive and negative terminals of an external battery, are called electrodes.
• Electrodes are of two types: anode and cathode.
• The electrode connected to the positive terminal of the battery is called the anode, and the electrode connected to the negative terminal is called the cathode.
• The arrangement consisting of electrodes, electrolyte, and a container is called a chemical cell.
• The chemical change produced by passing an electric current through an electrolyte is called electrolysis.

 

Facts Revealed by the Electroplating Process:

• In an electrolyte, the conduction of electricity occurs due to the movement of ions (positive and negative) and the movement of electrons in the external circuit.
• The amount of metal (the metal to be plated) on the anode decreases, and a corresponding amount deposits on the cathode.
• The concentration of the electrolyte remains constant.
• The material that is to be plated (coated) should be taken as the cathode.
• The material that is being used for plating should be taken as the anode. Also, this material should be present as a component in the electrolyte.