आपके बड़े-बुजुर्गों ने आपको गीले हाथों से बिजली के उपकरण को छूने से मना किया होगा। लेकिन क्या आप जानते हैं कि गीले हाथों से बिजली के उपकरण को छूना खतरनाक क्यों होता है?

हमने पहले सीखा था कि जो पदार्थ विद्युत धारा को अपने से गुजरने देते हैं, वे विद्युत के सुचालक होते हैं। दूसरी ओर, जो पदार्थ विद्युत धारा को आसानी से अपने से गुजरने नहीं देते, वे विद्युत के कुचालक होते हैं।

कक्षा VI में, हमने एक परखनली (टेस्टर) बनाई थी यह परखने के लिए कि कोई विशेष पदार्थ विद्युत धारा को गुजरने देता है या नहीं। क्या आपको याद है कि उस टेस्टर ने हमें यह निर्णय लेने में कैसे मदद की?

हमने पाया कि ताँबा और एल्युमीनियम जैसी धातुएँ विद्युत का चालन करती हैं जबकि रबर, प्लास्टिक और लकड़ी जैसे पदार्थ विद्युत का चालन नहीं करते। हालाँकि, अब तक हमने अपने टेस्टर का उपयोग केवल ठोस अवस्था वाले पदार्थों को परखने के लिए किया है। लेकिन द्रवों का क्या? क्या द्रव भी विद्युत का चालन करते हैं? आइए जानें।

पहेली और बूझो आपको याद दिलाना चाहते हैं कि किसी को मुख्य विद्युत आपूर्ति, जनरेटर या इन्वर्टर से प्रयोग नहीं करना चाहिए। यहाँ सुझाई गई सभी गतिविधियों के लिए केवल विद्युत सेलों का ही उपयोग करें।

11.1 क्या द्रव विद्युत का चालन करते हैं?

यह परखने के लिए कि कोई द्रव विद्युत धारा को अपने से गुजरने देता है या नहीं, हम उसी टेस्टर (चित्र 11.1) का उपयोग कर सकते हैं।

हालाँकि, सेल को बैटरी से बदल दें। साथ ही, टेस्टर का उपयोग करने से पहले हमें यह जाँच कर लेनी चाहिए कि यह काम कर रहा है या नहीं।

गतिविधि 11.1

टेस्टर के मुक्त सिरों को एक साथ कुछ क्षण के लिए जोड़ दें। इससे टेस्टर का परिपथ पूरा हो जाता है और बल्ब जलना चाहिए। हालाँकि, यदि बल्ब नहीं जलता है, तो इसका मतलब है कि टेस्टर काम नहीं कर रहा है। क्या आप इसके संभावित कारण सोच सकते हैं? क्या यह संभव है कि कनेक्शन ढीले हैं? या, बल्ब फ्यूज हो गया है? या, आपके सेल खत्म हो गए हैं? जाँच करें कि सभी कनेक्शन कसकर बंधे हैं। यदि हैं, तो बल्ब को दूसरे बल्ब से बदल दें। अब परखें कि टेस्टर काम कर रहा है या नहीं। यदि फिर भी काम नहीं कर रहा है तो सेलों को नए सेलों से बदल दें।

अब जबकि हमारा टेस्टर काम कर रहा है, आइए इसका उपयोग विभिन्न द्रवों को परखने के लिए करें।

(सावधानी: अपने टेस्टर की जाँच करते समय, इसके मुक्त सिरों को कुछ सेकंड से अधिक समय तक न जोड़ें। अन्यथा बैटरी के सेल बहुत जल्दी खत्म हो जाएँगे।)

गतिविधि 11.2

फेंके गए बोतलों की कुछ छोटी प्लास्टिक या रबर की ढक्कन इकट्ठा करें और उन्हें साफ करें। एक ढक्कन में एक चम्मच नींबू का रस या सिरका डालें। अपना टेस्टर इस ढक्कन के ऊपर लाएँ और टेस्टर के सिरों को नींबू के रस या सिरके में डुबोएँ जैसा कि चित्र 11.2 में दिखाया गया है। ध्यान रखें कि सिरे $1 \mathrm{~cm}$ से अधिक दूर न हों लेकिन साथ ही एक-दूसरे को न छूएँ। क्या टेस्टर का बल्ब जलता है? क्या नींबू का रस या सिरका विद्युत का चालन करता है? आप नींबू के रस या सिरके को कैसे वर्गीकृत करेंगे- एक अच्छा चालक या खराब चालक?

चित्र 11.2 : नींबू के रस या सिरके में विद्युत चालन का परीक्षण

जब टेस्टर के दोनों सिरों के बीच का द्रव विद्युत धारा को गुजरने देता है, तो टेस्टर का परिपथ पूरा हो जाता है। धारा परिपथ में प्रवाहित होती है और बल्ब जलता है। जब द्रव विद्युत धारा को गुजरने नहीं देता, तो टेस्टर का परिपथ पूरा नहीं होता और बल्ब नहीं जलता।

कुछ स्थितियों में भले ही द्रव चालन कर रहा हो, बल्ब नहीं जल सकता। यह गतिविधि 11.2 में हो सकता है। इसका क्या कारण हो सकता है?

क्या आपको याद है कि विद्युत धारा प्रवाहित होने पर बल्ब क्यों जलता है? धारा के तापन प्रभाव के कारण, बल्ब का तंतु उच्च तापमान तक गर्म हो जाता है और वह चमकने लगता है। हालाँकि, यदि किसी परिपथ से प्रवाहित धारा बहुत कमजोर है, तो तंतु पर्याप्त रूप से गर्म नहीं होता और वह नहीं चमकता। और परिपथ में धारा कमजोर क्यों है? खैर, हालाँकि कोई पदार्थ विद्युत का चालन कर सकता है, वह इसे धातु की तरह आसानी से नहीं कर सकता। परिणामस्वरूप, टेस्टर का परिपथ पूरा हो सकता है और फिर भी उससे प्रवाहित धारा बल्ब को चमकाने के लिए बहुत कमजोर हो सकती है। क्या हम एक और टेस्टर बना सकते हैं जो कमजोर धारा का पता लगा सके?

हम विद्युत धारा के एक अन्य प्रभाव का उपयोग करके एक अन्य प्रकार का टेस्टर बना सकते हैं। क्या आपको याद है कि विद्युत धारा एक चुंबकीय प्रभाव उत्पन्न करती है? जब किसी तार में धारा प्रवाहित होती है तो पास रखी कंपास सुई का क्या होता है? भले ही धारा कम हो, चुंबकीय सुई का विक्षेपण देखा जा सकता है। क्या हम धाराओं के चुंबकीय प्रभाव का उपयोग करके एक टेस्टर बना सकते हैं? आइए गतिविधि 11.3 में जानें

आप चित्र 11.2 के टेस्टर में बिजली के बल्ब के स्थान पर एक LED (चित्र 11.3) का उपयोग कर सकते हैं। LED तब भी चमकती है जब उससे एक कमजोर विद्युत धारा प्रवाहित होती है।

एक LED से दो तार (लीड कहलाते हैं) जुड़े होते हैं। एक लीड दूसरी से थोड़ी लंबी होती है। याद रखें कि किसी परिपथ से जोड़ते समय, लंबी लीड हमेशा बैटरी के धनात्मक टर्मिनल से जुड़ी होती है और छोटी लीड बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से जुड़ी होती है।

चित्र 11.3 : LED

गतिविधि 11.3

एक फेंकी हुई माचिस की डिब्बी से ट्रे निकालें। ट्रे के चारों ओर एक बिजली के तार को कुछ बार लपेटें। उसके अंदर एक छोटी कंपास सुई रखें। अब तार के एक मुक्त सिरे को बैटरी के एक टर्मिनल से जोड़ दें। दूसरे सिरे को मुक्त छोड़ दें। तार का एक और टुकड़ा लें और उसे बैटरी के दूसरे टर्मिनल से जोड़ दें (चित्र 11.4)।

चित्र 11.4 : एक अन्य टेस्टर

दोनों तारों के मुक्त सिरों को क्षण भर के लिए जोड़ दें। कंपास सुई को विक्षेपण दिखाना चाहिए। तार के दो मुक्त सिरों वाला आपका टेस्टर तैयार है।

अब इस टेस्टर का उपयोग करके गतिविधि 11.2 दोहराएँ। क्या आपको कंपास सुई में विक्षेपण तब मिलता है जब आप टेस्टर के मुक्त सिरों को नींबू के रस में डुबोते हैं?

टेस्टर के सिरों को नींबू के रस से निकालें, उन्हें पानी में डुबोएँ और फिर सुखा दें। नल के पानी, वनस्पति तेल, दूध, शहद जैसे अन्य द्रवों के साथ गतिविधि दोहराएँ। (प्रत्येक द्रव का परीक्षण करने के बाद टेस्टर के सिरों को धोना और सुखाना याद रखें)। प्रत्येक मामले में देखें कि चुंबकीय सुई विक्षेपण दिखाती है या नहीं। अपने प्रेक्षणों को सारणी 11.1 में अंकित करें।

सारणी 11.1 : अच्छे/खराब चालक द्रव

सारणी 11.1 से, हम पाते हैं कि कुछ द्रव विद्युत के अच्छे चालक होते हैं और कुछ खराब चालक होते हैं।

जब टेस्टर के मुक्त सिरे एक-दूसरे को नहीं छूते हैं, तो उनके बीच एक वायु अंतराल होता है। पहेली जानती है कि वायु विद्युत की खराब चालक है। लेकिन उसने यह भी पढ़ा है कि बिजली गिरने के दौरान, वायु से होकर विद्युत धारा गुजरती है। वह सोचती है कि क्या वायु वास्तव में सभी परिस्थितियों में खराब चालक है। इससे बूझो यह पूछने पर मजबूर हो जाता है कि क्या खराब चालक के रूप में वर्गीकृत अन्य पदार्थ भी कुछ विशेष परिस्थितियों में विद्युत को गुजरने देते हैं।

वास्तव में, कुछ विशेष परिस्थितियों में अधिकांश पदार्थ चालन कर सकते हैं। इसीलिए पदार्थों को चालक और कुचालक के रूप में वर्गीकृत करने के बजाय उन्हें अच्छे चालक और खराब चालक के रूप में वर्गीकृत करना बेहतर है। हमने नल के पानी से होकर विद्युत चालन का परीक्षण किया है। आइए अब आसुत जल से होकर विद्युत चालन का परीक्षण करें।

गतिविधि 11.4

एक साफ और सूखी प्लास्टिक या रबर की बोतल की ढक्कन में लगभग दो चम्मच आसुत जल लें। (आप अपने स्कूल विज्ञान प्रयोगशाला से आसुत जल प्राप्त कर सकते हैं। आप मेडिकल स्टोर या डॉक्टर या नर्स से भी आसुत जल प्राप्त कर सकते हैं)। यह परखने के लिए टेस्टर का उपयोग करें कि आसुत जल विद्युत का चालन करता है या नहीं। आपको क्या पता चलता है? क्या आसुत जल विद्युत का चालन करता है? अब आसुत जल में एक चुटकी सामान्य नमक घोलें। फिर से परीक्षण करें। इस बार आप क्या निष्कर्ष निकालते हैं?

जब नमक आसुत जल में घोला जाता है, तो हमें नमक का घोल प्राप्त होता है। यह विद्युत का एक चालक है।

हमें नल, हैंडपंप, कुओं और तालाबों जैसे स्रोतों से मिलने वाला पानी शुद्ध नहीं होता। इसमें कई लवण घुले हो सकते हैं। इसमें प्राकृतिक रूप से खनिज लवणों की थोड़ी मात्रा मौजूद होती है। इस प्रकार यह पानी विद्युत का एक अच्छा चालक है। दूसरी ओर, आसुत जल लवणों से मुक्त होता है और एक खराब चालक होता है।

पानी में प्राकृतिक रूप से मौजूद खनिज लवणों की छोटी मात्रा मानव स्वास्थ्य के लिए लाभदायक होती है।

हालाँकि, ये लवण पानी को एक अच्छा चालक बनाते हैं। इसलिए, हमें कभी भी गीले हाथों से या गीले फर्श पर खड़े होकर बिजली के उपकरणों को नहीं छूना चाहिए।

हमने पाया है कि सामान्य नमक, जब आसुत जल में घोला जाता है, तो उसे एक अच्छा चालक बना देता है। वे अन्य पदार्थ कौन से हैं जो आसुत जल में घुलकर उसे चालक बना देते हैं? आइए जानें।

सावधानी: अगली गतिविधि अपने शिक्षक/अभिभावक या किसी बुजुर्ग व्यक्ति की देखरेख में करें, क्योंकि इसमें अम्ल के उपयोग की आवश्यकता है।

गतिविधि 11.5

बोतलों की तीन साफ प्लास्टिक या रबर की ढक्कन लें। उनमें से प्रत्येक में लगभग दो चम्मच आसुत जल डालें। एक ढक्कन में आसुत जल में नींबू के रस या तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल की कुछ बूँदें डालें। अब दूसरी ढक्कन में, जिसमें आसुत जल है, कास्टिक सोडा या पोटैशियम आयोडाइड जैसे क्षार की कुछ बूँदें डालें। तीसरी ढक्कन में आसुत जल में थोड़ी चीनी डालें और उसे घोल दें। परखें कि कौन से विलयन विद्युत का चालन करते हैं और कौन से नहीं। आपको क्या परिणाम मिलते हैं?

अधिकांश द्रव जो विद्युत का चालन करते हैं, वे अम्ल, क्षार और लवणों के विलयन होते हैं।

जब कोई विद्युत धारा किसी चालक विलयन से प्रवाहित होती है, तो क्या यह विलयन पर कोई प्रभाव उत्पन्न करती है?

11.2 विद्युत धारा के रासायनिक प्रभाव

कक्षा VII में, हमने विद्युत धारा के कुछ प्रभाव सीखे हैं। क्या आप इन प्रभावों की सूची बना सकते हैं? जब धारा किसी चालक विलयन से प्रवाहित होती है तो वह क्या प्रभाव उत्पन्न करती है? आइए जानें।

गतिविधि 11.6

दो फेंकी गई सेलों से कार्बन की छड़ों को सावधानीपूर्वक निकालें। सैंड पेपर से उनकी धातु की टोपियों को साफ करें। कार्बन की छड़ों की धातु की टोपियों के चारों ओर ताँबे के तार लपेटें और उन्हें एक बैटरी से जोड़ दें (चित्र 11.5)। हम इन दोनों छड़ों को इलेक्ट्रोड कहते हैं। (कार्बन की छड़ों के स्थान पर,

चित्र 11.5 : पानी से धारा प्रवाहित करना

आप लगभग $6 \mathrm{~cm}$ लंबे दो लोहे की कीलें ले सकते हैं।) एक गिलास/प्लास्टिक के कटोरे में एक कप पानी डालें। पानी को अधिक चालक बनाने के लिए उसमें एक चम्मच नमक या नींबू के रस की कुछ बूँदें डालें। अब इस विलयन में इलेक्ट्रोड डुबोएँ। सुनिश्चित करें कि कार्बन छड़ों की धातु की टोपियाँ पानी के बाहर हों। 3-4 मिनट प्रतीक्षा करें। इलेक्ट्रोड को ध्यान से देखें। क्या आप इलेक्ट्रोड के पास कोई गैस बुलबुले देखते हैं? क्या हम विलयन में हो रहे परिवर्तन को रासायनिक परिवर्तन कह सकते हैं? कक्षा VII में सीखी गई रासायनिक परिवर्तन की परिभाषा को याद करें।

1800 में, एक ब्रिटिश रसायनज्ञ, विलियम निकोलसन (1753-1815) ने दिखाया था कि यदि इलेक्ट्रोड को पानी में डुबोया जाए और धारा प्रवाहित की जाए, तो ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के बुलबुले उत्पन्न होते हैं। ऑक्सीजन के बुलबुले बैटरी के धनात्मक टर्मिनल से जुड़े इलेक्ट्रोड पर बनते हैं और हाइड्रोजन के बुलबुले दूसरे इलेक्ट्रोड पर बनते हैं।

किसी चालक विलयन से विद्युत धारा के प्रवाह से रासायनिक अभिक्रियाएँ होती हैं। परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रोड पर गैस के बुलबुले बन सकते हैं। इलेक्ट्रोड पर धातु की परत जमा देखी जा सकती है। विलयनों के रंग में परिवर्तन हो सकता है। अभिक्रिया इस पर निर्भर करेगी कि किस विलयन और इलेक्ट्रोड का उपयोग किया गया है। ये विद्युत धारा के कुछ रासायनिक प्रभाव हैं।

बूझो ने यह परखने का फैसला किया कि कुछ फल और सब्जियाँ भी विद्युत का चालन करती हैं या नहीं। उसने एक आलू को दो हिस्सों में काटा और उसमें एक टेस्टर के ताँबे के तार डाल दिए। तभी उसकी माँ ने उसे बुलाया और वह आलू में डाले गए टेस्टर के तार निकालना भूल गया। जब वह आधे घंटे बाद वापस आया, तो उसने देखा कि एक तार के चारों ओर आलू पर हरे-नीले रंग का धब्बा था जबकि दूसरे तार के चारों ओर ऐसा कोई धब्बा नहीं था (चित्र 11.6)।

चित्र 11.6 : आलू का परीक्षण

वह इस प्रेक्षण से हैरान था और पहेली के साथ मिलकर इस गतिविधि को कई बार दोहराया। उन्होंने पाया कि यह हमेशा वह तार होता था जो धनात्मक टर्मिनल से जुड़ा होता था, जिसके चारों ओर हरे-नीले रंग का धब्बा होता था। उन्हें लगा कि यह खोज बहुत उपयोगी है क्योंकि इसका उपयोग किसी बॉक्स में छिपी सेल या बैटरी के धनात्मक टर्मिनल की पहचान करने के लिए किया जा सकता है। उन्होंने अपनी खोज को एक बच्चों की पत्रिका में रिपोर्ट करने का फैसला किया।

याद रखें कि बूझो यह परखने निकला था कि आलू विद्युत का चालन करता है या नहीं। उसने जो पाया वह यह था कि धारा ने आलू में एक रासायनिक प्रभाव उत्पन्न किया। उसके लिए यह बहुत रोमांचक था। वास्तव में, विज्ञान कभी-कभी इसी तरह काम करता है। आप कुछ ढूंढ रहे होते हैं और कुछ और खोज लेते हैं। इस तरह से कई महत्वपूर्ण खोजें हुई हैं।

11.3 विद्युत लेपन

आप जानते हैं कि एक नई साइकिल के हैंडलबार और पहियों के रिम चमकदार होते हैं। हालाँकि, अगर इन पर गलती से खरोंच आ जाए, तो चमकदार परत उतर जाती है और नीचे का इतना चमकदार नहीं रह जाता। आपने महिलाओं को ऐसे आभूषण पहने भी देखा होगा, जो सोने के बने प्रतीत होते हैं। हालाँकि, बार-बार उपयोग करने से, सोने की परत घिस जाती है, जिससे नीचे चाँदी या कोई अन्य धातु दिखाई देने लगती है।

इन दोनों ही मामलों में, एक धातु पर दूसरी धातु की परत चढ़ी होती है। क्या आप सोचते हैं कि एक धातु की परत दूसरी धातु के ऊपर कैसे जमा की जा सकती है? खैर, आइए इसे स्वयं करने का प्रयास करें।

गतिविधि 11.7

हमें कॉपर सल्फेट और लगभग $10 \mathrm{~cm} \times 4 \mathrm{~cm}$ आकार की दो ताँबे की प्लेटों की आवश्यकता होगी। एक साफ और सूखे बीकर में $250 \mathrm{~mL}$ आसुत जल लें। इसमें दो चम्मच कॉपर सल्फेट घोलें। कॉपर सल्फेट विलयन को अधिक चालक बनाने के लिए उसमें तनु सल्फ्यूरिक अम्ल की कुछ बूँदें डालें। सैंड पेपर से ताँबे की प्लेटों को साफ करें। अब उन्हें पानी से धो लें और सुखा लें। ताँबे की प्लेटों को बैटरी के टर्मिनलों से जोड़ दें और उन्हें कॉपर सल्फेट विलयन में डुबो दें (चित्र 11.7)।

चित्र 11.7 : विद्युत लेपन दर्शाता एक सरल परिपथ

धारा को लगभग 15 मिनट तक प्रवाहित होने दें। अब इलेक्ट्रोड को विलयन से निकालें और उन्हें ध्यान से देखें। क्या आपको उनमें से किसी एक में कोई अंतर दिखाई देता है? क्या आपको उस पर कोई परत चढ़ी हुई दिखाई देती है? परत का रंग क्या है? बैटरी के उस टर्मिनल को नोट कर लें जिससे यह इलेक्ट्रोड जुड़ा हुआ है।

विद्युत लेपन गतिविधि करने के बाद, पहेली ने इलेक्ट्रोड आपस में बदल दिए और गतिविधि दोहराई। आपके विचार में इस बार उसने क्या देखा होगा?

जब कॉपर सल्फेट विलयन से विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो कॉपर सल्फेट कॉपर और सल्फेट में अलग हो जाता है। मुक्त कॉपर बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से जुड़े इलेक्ट्रोड की ओर खिंच जाता है और उस पर जमा हो जाता है। लेकिन विलयन से कॉपर की हानि का क्या?

दूसरे इलेक्ट्रोड, एक ताँबे की प्लेट, से समान मात्रा में कॉपर विलयन में घुल जाता है। इस प्रकार, विलयन से कॉपर की हानि की पूर्ति हो जाती है और प्रक्रिया जारी रहती है। इसका मतलब है कि कॉपर एक इलेक्ट्रोड से दूसरे इलेक्ट्रोड में स्थानांतरित हो जाता है।

बूझो को केवल एक ताँबे की प्लेट मिल सकी। इसलिए उसने गतिविधि 11.7 उस ताँबे की प्लेट के स्थान पर एक कार्बन की छड़ जोड़कर की जो बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से जुड़ी थी। वह कार्बन की छड़ पर कॉपर की परत चढ़ाने में सफल रहा।

विद्युत द्वारा किसी अन्य पदार्थ पर किस