तुमच्या मोठ्या माणसांनी तुम्हाला ओले हात लावून विद्युत उपकरणे स्पर्श करू नये असे सांगितले असेल. पण तुम्हाला माहिती आहे का की ओले हात लावून विद्युत उपकरण स्पर्श करणे धोकादायक का असते?

आपण आधी शिकलो आहे की जी पदार्थ विद्युतधारा त्यांच्यातून वाहू देतात, ते विद्युतचे चांगले वाहक असतात. दुसरीकडे, जे पदार्थ विद्युतधारा सहजपणे त्यांच्यातून वाहू देत नाहीत, ते विद्युतचे खराब वाहक असतात.

सहावीत, आपण एक चाचणीयंत्र (टेस्टर) बनवले होते ज्याच्या साहाय्याने एखादा विशिष्ट पदार्थ विद्युतधारा वाहू देतो की नाही हे तपासले जाते. ते चाचणीयंत्र आपल्याला निर्णय घेण्यात कसे मदत करते हे तुम्हाला आठवते का?

आपल्याला असे आढळले की तांबे, अॅल्युमिनियम सारखी धातू विद्युत वाहतात तर रबर, प्लास्टिक, लाकूड सारखे पदार्थ विद्युत वाहत नाहीत. मात्र, आतापर्यंत आपण आपले चाचणीयंत्र फक्त घन अवस्थेतील पदार्थ तपासण्यासाठी वापरले आहे. पण द्रव पदार्थांचं काय? द्रव पदार्थ देखील विद्युत वाहतात का? चला तपासूया.

पहेली आणि बुझो तुम्हाला आठवण करून देतात की मेन्सपासून किंवा जनरेटर किंवा इन्व्हर्टरपासून येणाऱ्या विद्युत पुरवठ्यासोबत प्रयोग करू नयेत. येथे सुचवलेल्या सर्व क्रियाकलापांसाठी फक्त विद्युत सेल वापरा.

11.1 द्रव पदार्थ विद्युत वाहतात का?

एखादा द्रव पदार्थ विद्युतधारा वाहू देतो की नाही हे तपासण्यासाठी, आपण तेच चाचणीयंत्र वापरू शकतो (आकृती 11.1).

मात्र, सेलच्या जागी बॅटरी वापरा. तसेच, चाचणीयंत्र वापरण्यापूर्वी ते कार्यरत आहे की नाही हे तपासले पाहिजे.

क्रियाकलाप 11.1

चाचणीयंत्राचे मुक्त टोक एकत्र जोडा. यामुळे चाचणीयंत्राचे परिपथ पूर्ण होते आणि बल्ब चमकले पाहिजे. मात्र, जर बल्ब चमकला नाही, तर त्याचा अर्थ चाचणीयंत्र कार्यरत नाही. याची संभाव्य कारणे तुम्हाला सुचू शकतात का? शक्यता आहे की जोडण्या सैल असतील? किंवा बल्ब फ्यूज झालेले असेल? किंवा तुमची सेल संपली असतील? सर्व जोडण्या घट्ट आहेत का ते तपासा. जर त्या घट्ट असतील, तर बल्ब बदलून दुसरे बल्ब लावा. आता चाचणीयंत्र कार्यरत आहे की नाही ते तपासा. जर तरीही ते कार्य करत नसेल, तर सेल नवीन सेलनी बदला.

आता आपले चाचणीयंत्र कार्यरत आहे, चला त्याचा वापर विविध द्रव पदार्थ तपासण्यासाठी करूया.

(सावधानता: तुमचे चाचणीयंत्र तपासताना, त्याची मुक्त टोके काही सेकंदांपेक्षा जास्त काळ एकत्र जोडू नका. नाहीतर बॅटरीची सेल खूप लवकर संपतील.)

क्रियाकलाप 11.2

फेकून दिलेल्या बाटल्यांची काही लहान प्लास्टिक किंवा रबरची झाकणे गोळा करा आणि ती स्वच्छ करा. एका झाकणात एक चमचा लिंबूरस किंवा व्हिनेगर ओता. तुमचे चाचणीयंत्र या झाकणावर आणा आणि चाचणीयंत्राची टोके लिंबूरस किंवा व्हिनेगरमध्ये आकृती 11.2 मध्ये दाखवल्याप्रमाणे बुडवा. काळजी घ्या की टोके एकमेकांपासून $1 \mathrm{~cm}$ पेक्षा जास्त अंतरावर नसावीत पण त्याच वेळी एकमेकांना स्पर्शही करू नयेत. चाचणीयंत्राचे बल्ब चमकते का? लिंबूरस किंवा व्हिनेगर विद्युत वाहतो का? तुम्ही लिंबूरस किंवा व्हिनेगरला चांगला वाहक की खराब वाहक असे वर्गीकृत कराल?

आकृती 11.2 : लिंबूरस किंवा व्हिनेगरमध्ये विद्युत वहनाची चाचणी

जेव्हा चाचणीयंत्राच्या दोन्ही टोकांमधील द्रव विद्युतधारा वाहू देतो, तेव्हा चाचणीयंत्राचे परिपथ पूर्ण होते. विद्युतधारा परिपथात वाहते आणि बल्ब चमकते. जेव्हा द्रव विद्युतधारा वाहू देत नाही, तेव्हा चाचणीयंत्राचे परिपथ पूर्ण होत नाही आणि बल्ब चमकत नाही.

काही परिस्थितीत जरी द्रव विद्युत वाहक असला तरीही बल्ब चमकू शकत नाही. हे क्रियाकलाप 11.2 मध्ये घडले असेल. याचे कारण काय असू शकते?

विद्युतधारा बल्बमधून वाहताना बल्ब का चमकतो हे तुम्हाला आठवते का? विद्युतधारेच्या तापण्याच्या परिणामामुळे, बल्बच्या तंतूचे तापमान खूप वाढते आणि तो चमकू लागतो. मात्र, जर परिपथातील विद्युतधारा खूप कमकुवत असेल, तर तंतू पुरेसा तापत नाही आणि तो चमकत नाही. आणि परिपथातील विद्युतधारा कमकुवत का असते? बरं, जरी एखादा पदार्थ विद्युत वाहक असला तरीही, तो धातूइतक्या सहजतेने विद्युत वाहू शकत नाही. परिणामी, चाचणीयंत्राचे परिपथ पूर्ण असले तरीही त्यातून वाहणारी विद्युतधारा बल्ब चमकवण्यासाठी खूप कमकुवत असू शकते. आपण दुसरे चाचणीयंत्र बनवू शकतो का जे कमकुवत विद्युतधारा शोधू शकेल?

आपण दुसरे चाचणीयंत्र बनवण्यासाठी विद्युतधारेचा दुसरा परिणाम वापरू शकतो. विद्युतधारेमुळे चुंबकीय परिणाम होतो हे तुम्हाला आठवते का? जेव्हा तारेत विद्युतधारा वाहते तेव्हा जवळ ठेवलेल्या होकायंत्राच्या सुयेचे काय होते? जरी विद्युतधारा कमी असली तरीही चुंबकीय सुयेचे वळण पाहता येते. आपण विद्युतधारेचा चुंबकीय परिणाम वापरून चाचणीयंत्र बनवू शकतो का? चला क्रियाकलाप 11.3 मध्ये तपासूया.

तुम्ही आकृती 11.2 मधील चाचणीयंत्रातील विद्युत बल्बऐवजी LED (आकृती 11.3) वापरू शकता. कमकुवत विद्युतधारा वाहली तरीही LED चमकते.

LED ला दोन तारा (लीड म्हणतात) जोडलेल्या असतात. एक लीड दुसऱ्यापेक्षा थोडी लांब असते. लक्षात ठेवा, परिपथाशी जोडताना, नेहमीच लांब लीड बॅटरीच्या धन टर्मिनलशी आणि लहान लीड बॅटरीच्या ऋण टर्मिनलशी जोडली जाते.

आकृती 11.3 : LEDs

क्रियाकलाप 11.3

फेकून दिलेल्या काड्यांच्या पेटीतील ट्रे घ्या. त्या ट्रेभोवती विद्युत तार काही वेढे घाला. त्यात एक लहान होकायंत्राची सूई ठेवा. आता तारेचे एक मुक्त टोक बॅटरीच्या एका टर्मिनलशी जोडा. दुसरे टोक मोकळे ठेवा. दुसरी तार घ्या आणि ती बॅटरीच्या दुसऱ्या टर्मिनलशी जोडा (आकृती 11.4).

आकृती 11.4 : दुसरे चाचणीयंत्र

दोन्ही तारांची मुक्त टोके क्षणभर जोडा. होकायंत्राच्या सुयेने वळण दाखवले पाहिजे. तारेच्या दोन मुक्त टोकांसह तुमचे चाचणीयंत्र तयार आहे.

आता हे चाचणीयंत्र वापरून क्रियाकलाप 11.2 पुन्हा करा. तुम्ही चाचणीयंत्राची मुक्त टोके लिंबूरसात बुडवताच होकायंत्राच्या सुयेमध्ये वळण दिसते का?

चाचणीयंत्राची टोके लिंबूरसातून काढा, पाण्यात बुडवा आणि नंतर कोरडी पुसा. नळाचे पाणी, वनस्पती तेल, दूध, मध यासारख्या इतर द्रवांसह हा क्रियाकलाप पुन्हा करा. (प्रत्येक द्रव चाचणीनंतर चाचणीयंत्राची टोके धुवून कोरडी पुसणे लक्षात ठेवा). प्रत्येक वेळी होकायंत्राच्या चुंबकीय सुयेने वळण दाखवते की नाही हे निरीक्षण करा. तुमची निरीक्षणे सारणी 11.1 मध्ये नोंदवा.

सारणी 11.1 : चांगले/खराब वाहक द्रव

सारणी 11.1 वरून, आपल्याला असे आढळते की काही द्रव विद्युतचे चांगले वाहक आहेत आणि काही खराब वाहक आहेत.

जेव्हा चाचणीयंत्राची मुक्त टोके एकमेकांना स्पर्श करत नाहीत, तेव्हा त्यांच्यामध्ये हवेचे अंतर असते. पहेलीला माहित आहे की हवा विद्युतचा खराब वाहक आहे. पण तिने हे देखील वाचले आहे की विजेचा आवाज येताना, हवेमधून विद्युतधारा वाहते. तिला आश्चर्य वाटते की सर्व परिस्थितींमध्ये हवा खरोखरच खराब वाहक आहे का. यामुळे बुझो विचारतो की इतर पदार्थ ज्यांना खराब वाहक म्हणून वर्गीकृत केले आहे, तेही काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये विद्युत वाहू देतात का?

खरेतर, काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये बहुतेक पदार्थ वाहक बनू शकतात. म्हणूनच पदार्थांना वाहक आणि अवाहक असे वर्गीकृत करण्यापेक्षा चांगले वाहक आणि खराब वाहक असे वर्गीकृत करणे चांगले. आपण नळाच्या पाण्यातून विद्युत वहनाची चाचणी केली आहे. चला आता डिस्टिल्ड वॉटर (शुद्ध केलेले पाणी) मधून विद्युत वहनाची चाचणी करूया.

क्रियाकलाप 11.4

एका स्वच्छ आणि कोरड्या प्लास्टिक किंवा रबरच्या बाटलीच्या झाकणात सुमारे दोन चमचे डिस्टिल्ड वॉटर घ्या. (तुम्ही तुमच्या शाळेच्या विज्ञान प्रयोगशाळेतून डिस्टिल्ड वॉटर मिळवू शकता. तुम्ही मेडिकल स्टोअर किंवा डॉक्टर किंवा नर्सकडूनही डिस्टिल्ड वॉटर मिळवू शकता). डिस्टिल्ड वॉटर विद्युत वाहते की नाही हे तपासण्यासाठी चाचणीयंत्र वापरा. तुम्हाला काय आढळते? डिस्टिल्ड वॉटर विद्युत वाहते का? आता डिस्टिल्ड वॉटरमध्ये एक चिमूटभर सामान्य मीठ विरघळवा. पुन्हा चाचणी करा. यावेळी तुम्ही काय निष्कर्ष काढता?

जेव्हा डिस्टिल्ड वॉटरमध्ये मीठ विरघळवले जाते, तेव्हा आपल्याला मीठाचे द्रावण मिळते. हे विद्युतचा वाहक आहे.

नळ, हातपंप, विहिरी, तलाव यांसारख्या स्रोतांपासून मिळणारे पाणी शुद्ध नसते. त्यात अनेक खनिज क्षार विरघळलेले असू शकतात. त्यात नैसर्गिकरित्या थोड्या प्रमाणात खनिज क्षार असतात. म्हणून हे पाणी विद्युतचा चांगला वाहक आहे. दुसरीकडे, डिस्टिल्ड वॉटरमध्ये क्षार नसतात आणि ते विद्युतचा खराब वाहक असते.

पाण्यात नैसर्गिकरित्या असलेले थोडे प्रमाणातील खनिज क्षार मानवी आरोग्यासाठी फायदेशीर असतात.

मात्र, हे क्षार पाण्याला चांगला वाहक बनवतात. म्हणून, आपण कधीही ओले हात लावून किंवा ओल्या मजल्यावर उभे राहून विद्युत उपकरणे हाताळू नये.

आपल्याला असे आढळले आहे की सामान्य मीठ, जेव्हा डिस्टिल्ड वॉटरमध्ये विरघळवले जाते, तेव्हा ते त्याला चांगला वाहक बनवते. इतर कोणते पदार्थ आहेत जे डिस्टिल्ड वॉटरमध्ये विरघळवल्यावर त्याला वाहक बनवतात? चला तपासूया.

सावधानता: पुढील क्रियाकलाप तुमच्या शिक्षक/पालक किंवा काही मोठ्या व्यक्तीच्या देखरेखीखाली करा, कारण त्यात आम्ल वापरणे समाविष्ट आहे.

क्रियाकलाप 11.5

तीन स्वच्छ प्लास्टिक किंवा रबरची बाटलीची झाकणे घ्या. त्यातील प्रत्येकामध्ये सुमारे दोन चमचे डिस्टिल्ड वॉटर ओता. एका झाकणातील डिस्टिल्ड वॉटरमध्ये लिंबूरसाचे काही थेंब किंवा सौम्य हायड्रोक्लोरिक आम्ल टाका. आता दुसऱ्या झाकणातील डिस्टिल्ड वॉटरमध्ये, कॉस्टिक सोडा किंवा पोटॅशियम आयोडाईड सारख्या आम्लारीचे काही थेंब टाका. तिसऱ्या झाकणातील डिस्टिल्ड वॉटरमध्ये थोडी साखर टाका आणि ती विरघळवा. कोणते द्रावण विद्युत वाहते आणि कोणते वाहत नाही ते चाचणी करा. तुम्हाला कोणते निकाल मिळतात?

बहुतेक द्रव जे विद्युत वाहतात ते आम्ल, आम्लारी आणि क्षार यांची द्रावणे असतात.

जेव्हा विद्युतधारा वाहक द्रावणातून वाहते, तेव्हा त्याचा द्रावणावर काही परिणाम होतो का?

11.2 विद्युतधारेचे रासायनिक परिणाम

सातवीत, आपण विद्युतधारेचे काही परिणाम शिकलो होतो. तुम्ही हे परिणाम सांगू शकता का? विद्युतधारा जेव्हा वाहक द्रावणातून वाहते तेव्हा ती कोणता परिणाम निर्माण करते? चला तपासूया.

क्रियाकलाप 11.6

दोन फेकून दिलेल्या सेलमधून कार्बन रॉड काळजीपूर्वक बाहेर काढा. त्यांची धातूची झाकणे सँड पेपरने स्वच्छ करा. कार्बन रॉडच्या धातूच्या झाकणांभोवती तांब्याच्या तारा गुंडाळा आणि त्यांना बॅटरीशी जोडा (आकृती 11.5). आपण या दोन रॉड्सना इलेक्ट्रोड म्हणतो. (कार्बन रॉड ऐवजी,

आकृती 11.5 : पाण्यातून विद्युतधारा वाहवणे

तुम्ही सुमारे $6 \mathrm{~cm}$ लांबीचे दोन लोखंडी खिळे घेऊ शकता.) एका काचेच्या/प्लास्टिकच्या वाटीमध्ये एक कप पाणी ओता. पाण्याला अधिक वाहक बनवण्यासाठी त्यात एक चमचा मीठ किंवा लिंबूरसाचे काही थेंब टाका. आता या द्रावणात इलेक्ट्रोड बुडवा. कार्बन रॉडची धातूची झाकणे पाण्याबाहेर आहेत याची खात्री करा. 3-4 मिनिटे थांबा. इलेक्ट्रोड काळजीपूर्वक निरीक्षण करा. तुम्हाला इलेक्ट्रोडजवळ काही वायूचे बुडबुडे दिसतात का? आपण द्रावणात होणारा बदल रासायनिक बदल म्हणू शकतो का? सातवीत शिकलेल्या रासायनिक बदलाची व्याख्या आठवा.

इ.स. 1800 मध्ये, एका ब्रिटिश रसायनशास्त्रज्ञ, विल्यम निकोलसन (1753-1815) यांनी दाखवून दिले की जर इलेक्ट्रोड पाण्यात बुडवले आणि विद्युतधारा वाहवली, तर ऑक्सिजन आणि हायड्रोजनचे बुडबुडे तयार होतात. ऑक्सिजनचे बुडबुडे बॅटरीच्या धन टर्मिनलशी जोडलेल्या इलेक्ट्रोडवर तयार होतात आणि हायड्रोजनचे बुडबुडे दुसऱ्या इलेक्ट्रोडवर तयार होतात.

वाहक द्रावणातून विद्युतधारेचा प्रवाह केल्यामुळे रासायनिक अभिक्रिया घडतात. परिणामी, इलेक्ट्रोडवर वायूचे बुडबुडे तयार होऊ शकतात. इलेक्ट्रोडवर धातूचे जमा होणे दिसू शकते. द्रावणांच्या रंगात बदल होऊ शकतो. अभिक्रिया कोणते द्रावण आणि कोणते इलेक्ट्रोड वापरले जातात यावर अवलंबून असेल. हे विद्युतधारेचे काही रासायनिक परिणाम आहेत.

बुझोने काही फळे आणि भाज्या देखील विद्युत वाहतात की नाही हे तपासण्याचा निर्णय घेतला. त्याने एक बटाटा दोन भागांत कापला आणि त्यात चाचणीयंत्राच्या तांब्याच्या तारा घातल्या. त्याच वेळी त्याच्या आईने त्याला बोलावले आणि बटाट्यात घातलेल्या चाचणीयंत्राच्या तारा बाहेर काढणे तो विसरला. अर्धा तासानंतर तो परत आला तेव्हा त्याच्या लक्षात आले की एका तारेभोवती बटाट्यावर हिरवट-निळसर डाग होता तर दुसऱ्या तारेभोवती असा डाग नव्हता (आकृती 11.6).

आकृती 11.6 : बटाट्याची चाचणी

या निरीक्षणाने त्याला आश्चर्य वाटले आणि पहेलीबरोबर हा क्रियाकलाप अनेक वेळा पुन्हा केला. त्यांना असे आढळले की नेहमीच धन टर्मिनलशी जोडलेल्या तारेभोवती हिरवट-निळसर डाग असे. त्यांना वाटले की हा शोध खूप उपयुक्त आहे कारण बॉक्समध्ये लपवलेल्या सेल किंवा बॅटरीचे धन टर्मिनल ओळखण्यासाठी याचा वापर केला जाऊ शकतो. त्यांनी त्यांचा शोध मुलांच्या एका मासिकाला कळवण्याचा निर्णय घेतला.

लक्षात ठेवा की बुझो बटाटा विद्युत वाहतो की नाही हे तपासण्यासाठी निघाला होता. त्याला असे आढळले की विद्युतधारेमुळे बटाट्यात रासायनिक परिणाम झाला. त्याला हे खूप रोमांचक वाटले. खरेतर, विज्ञान कधीकधी अशाच प्रकारे कार्य करते. तुम्ही काहीतरी शोधत असता आणि तुम्हाला काहीतरी वेगळे सापडते. अनेक महत्त्वाचे शोध अशाच प्रकारे लागले आहेत.

11.3 विद्युतलेपन (इलेक्ट्रोप्लेटिंग)

तुम्हाला माहिती आहे की नवीन सायकलच्या हँडलबार आणि व्हील रिम्स चकचकीत असतात. मात्र, जर यांना अचानक खरचटले गेले, तर चकचकीत लेप उतरतो आणि खालील फारशी चकचकीत नसलेली पृष्ठभाग दिसू लागते. तुम्ही स्त्रिया सोन्याचे बनवलेले असे दिसणारे दागिने वापरताना पाहिले असाल. मात्र, वारंवार वापरामुळे, सोन्याचा लेप घसरतो आणि खाली चांदी किंवा काही इतर धातू दिसू लागतो.

या दोन्ही प्रकरणांमध्ये, एका धातूवर दुसऱ्या धातूचा लेप असतो. एका धातूचा थर दुसऱ्या धातूवर कसा जमू शकतो याचे तुम्हाला आश्चर्य वाटते का? बरं, चला स्वतः करून पाहूया.

क्रियाकलाप 11.7

आपल्याला कॉपर सल्फेट आणि सुमारे $10 \mathrm{~cm} \times 4 \mathrm{~cm}$ आकाराच्या दोन तांब्याच्या प्लेट्सची आवश्यकता असेल. एका स्वच्छ आणि कोरड्या बीकरमध्ये $250 \mathrm{~mL}$ डिस्टिल्ड वॉटर घ्या. त्यात दोन चमचे कॉपर सल्फेट विरघळवा. कॉपर सल्फेट द्रावणाला अधिक वाहक बनवण्यासाठी त्यात सौम्य सल्फ्युरिक आम्लाचे काही थेंब टाका. तांब्याच्या प्लेट्स सँड पेपरने स्वच्छ करा. आता त्यांना पाण्याने धुवा आणि कोरड्या करा. तांब्याच्या प्लेट्स बॅटरीच्या टर्मिनलशी जोडा आणि त्यांना कॉपर सल्फेट द्रावणात बुडवा (आकृती 11.7).

आकृती 11.7 : विद्युतलेपन दर्शविणारे एक साधे परिपथ

सुमारे 15 मिनिटांसाठी विद्युतधारा वाहू द्या. आता इलेक्ट्रोड द्रावणातून बाहेर काढा आणि त्यांचे काळजीपूर्वक निरीक्षण करा. तुम्हाला त्यापैकी एकामध्ये काही फरक आढळतो का? त्यावर लेप आढळतो का? लेपाचा रंग काय आहे? हे इलेक्ट्रोड कोणत्या बॅटरी टर्मिनलशी जोडलेले आहे ते नोंदवा.

विद्युतलेपनाचा क्रियाकलाप केल्यानंतर, पहेलीने इलेक्ट्रोड्सची अदलाबदल केली आणि क्रियाक