Chapter 16: Class 10 Science: केही ग्याँसहरू (Gases) – सम्पूर्ण अभ्यास | Nepali Medium

कार्बन डाइअक्साइड ग्याँस हावाभन्दा गह्रौँ (denser) हुन्छ। यसको घनत्व हावाको भन्दा बढी भएकाले यो ग्याँस जारको पिँधमा गएर बस्छ र सजिलै बाहिर निस्किँदैन। यसले गर्दा केही समयको लागि यसलाई खुला ग्याँस जारमा पनि जम्मा गरेर राख्न सकिन्छ।

तरल एमोनिया (Liquid Ammonia) को उम्लने बिन्दु (\(-33.34^{\circ}C\)) निकै कम हुन्छ र यसलाई बोतलभित्र उच्च चापमा राखिएको हुन्छ। बोतललाई सिधै खोल्दा चाप घट्न गई एमोनिया छिटो उम्लिएर बाहिर छचल्किन सक्छ। बोतललाई चिसो पानीमा राख्दा भित्रको वाष्प चाप (vapor pressure) घट्छ र बोतल खोल्न सुरक्षित हुन्छ।

प्रयोगशालामा कार्बन डाइअक्साइड ग्याँस बनाउने विधि निम्नानुसार छ:

१. सिद्धान्त (Principle): चुनढुङ्गाका टुक्रा (Marble chips, \(CaCO_3\)) र फिक्का हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (dilute Hydrochloric acid, HCl) बिच प्रतिक्रिया गराई कार्बन डाइअक्साइड ग्याँस बनाइन्छ।
\(CaCO_3(s) + 2HCl(aq) \rightarrow CaCl_2(aq) + H_2O(l) + CO_2(g)\)

२. आवश्यक सामग्रीहरू: उल्फको बोतल (Woulfe’s bottle), थिसल फनेल (thistle funnel), निकास नली (delivery tube), ग्याँस जार, चुनढुङ्गाका टुक्रा, फिक्का हाइड्रोक्लोरिक अम्ल आदि।

३. विधि (Procedure):

• चित्रमा देखाएजस्तै उल्फको बोतलमा केही चुनढुङ्गाका टुक्राहरू राखिन्छ।
• थिसल फनेलको सहायताले उल्फको बोतलमा बिस्तारै फिक्का हाइड्रोक्लोरिक अम्ल खन्याइन्छ।
• तत्कालै रासायनिक प्रतिक्रिया सुरु भई कार्बन डाइअक्साइड ग्याँस उत्पन्न हुन्छ।
• उत्पन्न ग्याँसलाई निकास नलीमार्फत सुल्टो पारेर राखेको ग्याँस जारमा हावालाई माथितिर विस्थापित गरी जम्मा गरिन्छ।

४. चित्र:

(अ) ग्याँसजारमा कुन ग्याँस जम्मा भइरहेको छ ?
उत्तर: ग्याँस जारमा कार्बन डाइअक्साइड (\(CO_2\)) ग्याँस जम्मा भइरहेको छ।

(आ) यो ग्याँस बनाउने प्रतिक्रियाको रासायनिक समीकरण लेख्नुहोस् ।
उत्तर: \(CaCO_3(s) + 2HCl(aq) \rightarrow CaCl_2(aq) + H_2O(l) + CO_2(g)\)

(इ) कस्तो रङको लिट्मस पेपरको प्रयोगबाट यसरी तयार गरिने ग्याँसको पहिचान गर्न सकिन्छ ?
उत्तर: भिजेको निलो लिट्मस पेपर (moist blue litmus paper) को प्रयोग गरिन्छ, जसलाई यसले रातो रङमा परिणत गर्छ।

(ई) किन यो ग्याँसलाई सुल्टो पारिएको खाली ग्याँस जारमा जम्मा गरिएको होला ?
उत्तर: यो ग्याँस हावाभन्दा गह्रौँ (denser) भएकाले यसलाई सुल्टो पारिएको खाली ग्याँस जारमा जम्मा गरिएको हो।

कार्बन डाइअक्साइड ग्याँसका तीनओटा रासायनिक गुणहरू (chemical properties) निम्न छन्:

1. अम्लीय गुण (Acidic Property): यो पानीसँग प्रतिक्रिया गरी कार्बोनिक अम्ल (\(H_2CO_3\)) बनाउँछ।
   \(CO_2(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_2CO_3(aq)\)
2. चुनपानीसँगको प्रतिक्रिया: यसले सफा चुनपानीलाई दूधजस्तै सेतो बनाउँछ।
   \(CO_2(g) + Ca(OH)_2(aq) \rightarrow CaCO_3(s) + H_2O(l)\)
3. दहनमा असहयोगी (Non-supporter of Combustion): यो आफैँ बल्दैन र बल्न मद्दत गर्दैन। तर म्याग्नेसियम जस्ता क्रियाशील धातुहरू बल्न सक्छन्।
   \(2Mg(s) + CO_2(g) \rightarrow 2MgO(s) + C(s)\)

कार्बन डाइअक्साइड ग्याँसका चारओटा उपयोगिताहरू (uses) निम्न छन्:

• कार्बोनेटेड पेय पदार्थ (soft drinks) बनाउन।
• आगो निभाउने यन्त्र (fire extinguisher) मा प्रयोग गरिन्छ।
• यसको ठोस रूप (dry ice) लाई शीतकारक (refrigerant) को रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
• रासायनिक मल (जस्तै: युरिया) बनाउन प्रयोग गरिन्छ।

प्रयोगशालामा एमोनिया ग्याँस बनाउने विधि निम्नानुसार छ:

१. सिद्धान्त (Principle): एमोनियम क्लोराइड (\(NH_4Cl\)) र क्याल्सियम हाइड्रोक्साइड (\(Ca(OH)_2\)) को मिश्रणलाई तताउँदा एमोनिया ग्याँस बन्छ।
\(2NH_4Cl(s) + Ca(OH)_2(s) \xrightarrow{\Delta} CaCl_2(s) + 2H_2O(g) + 2NH_3(g)\)

२. आवश्यक सामग्रीहरू: कडा सिसाको परखनली, निकास नली, लाइम टावर, ग्याँस जार, स्ट्यान्ड, स्पिरिट ल्याम्प, आदि।

३. विधि (Procedure):

• एमोनियम क्लोराइड र क्याल्सियम हाइड्रोक्साइडको मिश्रणलाई कडा सिसाको परखनलीमा राखेर छड्के पारी तताइन्छ।
• उत्पन्न भएको चिसो एमोनिया ग्याँसलाई सुक्खा बनाउन चुन (Quicklime, CaO) राखिएको लाइम टावरबाट गुजारिन्छ।
• सुक्खा एमोनिया ग्याँसलाई घोप्टो पारेको ग्याँस जारमा हावालाई तलतिर विस्थापित (downward displacement of air) गरी जम्मा गरिन्छ।

४. चित्र:

(अ) ग्याँस जारमा कुन ग्याँस जम्मा भइरहेको छ ?
उत्तर: ग्याँस जारमा एमोनिया (\(NH_3\)) ग्याँस जम्मा भइरहेको छ।

(आ) यो ग्यास बनाउने प्रतिक्रियाको रासायनिक समीकरण लेख्नुहोस् ।
उत्तर: \(2NH_4Cl(s) + Ca(OH)_2(s) \xrightarrow{\Delta} CaCl_2(s) + 2H_2O(g) + 2NH_3(g)\)

(इ) कस्तो रङको लिट्मस पेपरको प्रयोगबाट यो ग्याँसको पहिचान गर्न सकिन्छ?
उत्तर: भिजेको रातो लिट्मस पेपर (moist red litmus paper) को प्रयोग गरिन्छ, जसलाई यसले निलो रङमा परिणत गर्छ।

(ई) हार्डग्लास टेस्टट्युबलाई किन अलिकति छड्के पारेर राखिन्छ ?
उत्तर: प्रतिक्रियामा बनेको पानीको वाष्प चिसिएर पछाडि तातो भागमा नफर्कियोस् र टेस्टट्युब नफुटोस् भनेर छड्के पारिन्छ।

(उ) लाइम टावरको एउटा उपयोगिता के हो ?
उत्तर: लाइम टावरको उपयोगिता एमोनिया ग्याँसलाई सुक्खा (dry) बनाउनु हो। एमोनिया बारे थप जान्नुहोस्।

एमोनिया ग्याँसका चारओटा उपयोगिताहरू (uses) निम्न छन्:

• युरिया, एमोनियम सल्फेट जस्ता रासायनिक मलहरू बनाउन।
• बरफ बनाउने कलकारखानामा शीतकारक (refrigerant) को रूपमा।
• नाइट्रिक अम्ल र विस्फोटक पदार्थ (explosives) बनाउन।
• कपडामा लागेको चिल्लो, दाग आदि हटाउन सफाइ कारक (cleansing agent) को रूपमा।

(अ) कार्बन डाइअक्साइडलाई चुनपानीमा एकछिनका लागि पठाउँदा:
उत्तर: चुनपानी दूधजस्तै सेतो हुन्छ।
\(CO_2(g) + Ca(OH)_2(aq) \rightarrow CaCO_3(s)\downarrow + H_2O(l)\)

(आ) कार्बन डाइअक्साइडलाई चुनपानीमा धेरैबेरसम्म पठाउँदा:
उत्तर: दूधजस्तै सेतो चुनपानी फेरि सफा रङहीन बन्छ।
\(CaCO_3(s) + H_2O(l) + CO_2(g) \rightarrow Ca(HCO_3)_2(aq)\)

(इ) बलिरहेको म्याग्नेसियमको फित्ता कार्बन डाइअक्साइडयुक्त जारमा घुसाउँदा:
उत्तर: म्याग्नेसियम बलिरहन्छ र सेतो धुलो म्याग्नेसियम अक्साइड तथा कालो कार्बन बन्छ।
\(2Mg(s) + CO_2(g) \rightarrow 2MgO(s) + C(s)\)

(ई) सोडियम हाइड्रोक्साइड र एमोनियम सल्फेटको मिश्रणलाई तताउंदा:
उत्तर: पिरो गन्ध आउने एमोनिया ग्याँस उत्पन्न हुन्छ।
\((NH_4)_2SO_4(aq) + 2NaOH(aq) \xrightarrow{\Delta} Na_2SO_4(aq) + 2H_2O(l) + 2NH_3(g)\uparrow\)

(उ) एमोनियालाई पानीमा मिसाउँदा:
उत्तर: कमजोर क्षार एमोनियम हाइड्रोक्साइड बनाउँछ।
\(NH_3(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons NH_4OH(aq)\)

(ऊ) एमोनिया र हाइडोक्लोरिक अम्लबिच प्रतिक्रिया हुँदा:
उत्तर: एमोनियम क्लोराइडको बाक्लो सेतो धुवाँ बन्छ।
\(NH_3(g) + HCl(g) \rightarrow NH_4Cl(s)\)