2015 AP રસાયણવિજ્ઞાન free response 5

ખોરાકના ભૂરા રંગનું બ્લીચ સાથે ઓક્સિડેશન થઈને ઉપરના સમીરણમાં દર્શાવ્યા મુજબ રંગ વિહીન નીપજ બને છે બ્લીચ કે જેમાં હાઇપો ક્લોરાઇડ આયનનો સમાવેશ થાય છે બ્લીચ સામાન્ય રીતે સોડિયમ હાઇપોક્લોરાઇડ છે તો અહીં આ ફૂડ કલર છે જે ભૂરો છે તેની પ્રક્રિયા હાઈપ્રોક્લોરાઇડ આયન સાથે થાય છે અને પરિણામે આપણને રંગ વિહીન નીપજ મળે છે વિધાર્થી બ્લિચિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન સમય જતા ખોરાકના રંગમાં શોષણનો અભ્યાસ કરવા 635 નેનો મીટર તરંગ લંબાઈ વાળા સ્પેક્ટોફોટોમીટરનો ઉપયોગ કરે છે અહીં આપણે ભૂરા ખોરાકના રંગની વાત કરી રહ્યા છીએ તેથી હું અનુમાન લાગવું છું કે આ ભૂરા રંગના પ્રકાશની તરંગ લંબાઈ છે અભ્યામાં બ્લીચ ખુબ મોટા પ્રમાણમાં હાજર છે જેથી હાઇપોક્લોરાઇની સાંદ્રતા આખી પ્રક્રિયા દરમિયાન અચળ જ રહે છે વિધાર્થી અભ્યાસની માહિતીમોં ઉપયોગ કરીને નીચેના આલેખ બનાવે છે આપણને અહીં નીચે ત્રણ આલેખ આપ્યા છે અહીં y અક્ષ પર એટલે કે શિરોલંબ અક્ષ પર તમે શોષણને જોઈ શકો જે ભૂરા રંગની સાંદ્રતા વધારે હોય તો તેનું શોષણ પણ વધારે થાય અને જો ભૂરા રંગની સાંદ્રતા ઓછી હોય તો તેનું શોષણ પણ ઓછું થશે માટે અહીં તમે આને ખોરાકના રંગની સાંદ્રતા ખોરાકના રંગની સાંદ્રતા તરીકે જોઈ શકો તો અહીં આ સમયની સાપેક્ષમાં શોષણનો આલેખ છે અને અહીં સમયની સાપેક્ષમાં શોષણના વ્યસ્થનો આલેખ છે હવે આને આધારે કેટલા પ્રશ્ન જોઈએ ઉપરના આલેખને આધારે ભૂરા ખોરાકના રંગની સાપેક્ષે પ્રક્રિયાનો ક્રમ શું છે આપણે તેના વિશે થોડું વિચારીએ જો આપણે શૂન્ય ક્રમની પ્રક્રિયા વિશે વાત કરીએ તો તેનો અર્થ એ થાય કે પ્રક્રિયાનો વેગ અચળ છે તેનો અર્થ એ થાય કે પ્રક્રિયાનો વેગ અચળ છે તેમજ તે આ ભૂરા રંગની સાંદ્રતા સ્વતંત્ર છે વેગ અચળ છે અને તે ભૂરા રંગની સાંદ્રતાથી તે ભૂરા રંગની સાંદ્રતાથી સ્વતંત્ર છે તો શું અહીં આ પ્રકારની સ્થિતિ છે આ પ્રક્રિયાનો વેગ અચળ નથી જો આપણે અહીં આ આલેખને જોઈએ તો તમે જોઈ શકો કે પ્રક્રિયાનો વેગ ખુબ જ વધારે છે તમે અહીં જોઈ શકો કે આ ઢાળ ખુબ જ વધારે આકરો છે હવે જેમ જેમ પ્રક્રિયા આગળ વધે જેમ જેમ શોષકની સાંદ્રતા ઘટતી જાય તેમ તેમ અહીં આ ઢાળ ઓછો આકરો થતો જાય છે માટે આપણે કહી શકીએ કે આ શૂન્ય ક્રમની પ્રક્રિયા નથી જો તે શૂન્ય ક્રમની પ્રક્રિયા હોત તો અહીં આ ખોરાકના રંગની સાંદ્રતા વિરુદ્ધ સમયનો આલેખ આપણને આ પ્રકારની રેખા મળત જો આ પ્રમાણેનો આલેખ હોય તો આપણે કહી શકીએ કે તે પ્રક્રિયા શૂન્ય ક્રમની છે હવે જો આપણે નેચર લોગની વાત કરીએ જે ફરીથી ખોરાક રંગની સાંદ્રતાનું નેચર લોગ થશે તો અહીં તમે જોઈ શકો કે આપણને એક લીટી મળે છે હું તેના વિશે વધુ ઊંડાણમાં જઈશ નહિ કારણ કે આપણે તેને સમજવા કલન શાસ્ત્ર અને વિકલ સમીકરણનો ઉપયોગ કરવો પડે પરંતુ તે આપણને જણાવે છે કે અહીં આ પ્રક્રિયા પ્રથમ ક્રમની છે તે પ્રથમ ક્રમની છે જો પ્રક્રિયા પ્રથમ ક્રમની હોય તો આપણે કહી શકીએ કે પ્રક્રિયાનો વેગ એ ભૂરા રંગની સાંદ્રતાના સમપ્રમાણમાં છે અહીં વેગ એ ભૂરા રંગની સાંદ્રતામાં સમપ્રમાણમાં છે અને હું અહીં થોડા કલન શાસ્ત્રનો ઉપયોગ કરીશ આપણે કહી શકીએ કે સમયની સાપેક્ષે વેગ એટલે કે સમયની સાપેક્ષે ભૂરા રંગની સાંદ્રતામાં થતા ફેરફારનો દર તો અહીં આ વેગ એ ભૂરા રંગની સાંદ્રતાના સમ પ્રમાણમાં થાય જેને આપણે આ પ્રમાણે લખી શકીએ જો તમે આનાથી પરિચિત ન હોવ તો તમે અહીં આને અવગણી શકો જો તમે અહીં આને ઉકેલો તો તમને સમયની સાપેક્ષમાં સાંદ્રતાની સમયના ગુણાંકનો જે આલેખ મળે છે તે એક સીધી લીટી મળશે તેથી આપણે કહી શકીએ કે આ પ્રક્રિયા પ્રથમ ક્રમની છે આ પ્રક્રિયા પ્રથમ ક્રમની છે તમે તે બાબત અહીં પણ જોઈ શકો જયારે સાંદ્રતા વધારે હોય છે ત્યારે આપણો વેગ પણ વધારે હશે અને આપણને આ ઢાળ આકરો મળે છે હવે જયારે સાંદ્રતા ઘટે છે ત્યારે તેનો ઢાળ પણ ઓછો આકરો બને છે અહીં આ જે બાબત છે તે આને સમાન જ છે તેથી આ પ્રક્રિયા પ્રથમ ક્રમની છે હવે તેઓ એ આપણને આ આલેખ શા માટે બતાવ્યો છે અને જો આ પ્રક્રિયા દ્વિતીય ક્રમનો હોય તો શું થાય જો પ્રક્રિયા દ્વિતીય ક્રમની હોય અને તમે એકના છેદમાં શોષણ એટલે કે 1 ના છેદમાં રંગની સાંદ્રતા વિરુદ્ધ સમયનો આલેખ દોરો તો તમને અહીં સુરેખા મળે પરંતુ આપણને અહીં સુરેખા મળતી નથી તેથી આ પ્રક્રિયા દ્વિતીય ક્રમની નથી આમ ભૂરા ખોરાકના રંગની સાપેક્ષે આ પ્રક્રિયાનો ક્રમ પ્રથમ છે હવે આપણે ભાગ b જોઈએ પ્રક્રિયા બ્લીચની સાપેક્ષમાં પ્રથમ ક્રમની છે અહીં આપણે ભૂરા રંગની સાપેક્ષમાં નહિ પરંતુ બ્લીચની સાપેક્ષમાં વાત કરી રહ્યા છીએ બીજા પ્રયોગમાં વિધાર્થી પ્રથમ પ્રયોગમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલી સાંદ્રતાથી જુદી સાંદ્રતા સાથે બ્લીચ અને ભૂરા રંગનું દ્રાવણ તૈયાર કરે છે જયારે દ્રાવણ ભેગા થાય ત્યારે વિધાર્થી જુએ છે કે મિશ્ર ઝડપથી શૂન્ય નજીક શોષણ સુધી પહોંચે છે અને આ પ્રશ્નને સાચો કરવા વિધાર્થી પ્રયોગમાં નીચેના શક્ય ત્રણ ફેરફાર સૂચવે છે આમ જે દ્રાવણ ઝડપથી રંગ વિહીન બની જાય એવું દ્રાવણ આ વિધાર્થીને નથી જોયતું તો તેને અહીં શું કરવું જોઈએ શું તેને તાપમાનમાં વધારો કરવો જોઈએ જો આપણે તાપમાન વધારીએ તો પ્રક્રિયા ખુબ જ ઝડપથી થાય કારણ કે અણુઓ ખુબ જ વધારે યુએજ મેળવે અને તેઓ વારંવાર એક બીજા સાથે અથડાય તે દ્રાવણને હજુ વધારે રંગ વિહીન બનાવશે તેથી આપણે અહીં તાપમાનમાં વધારો કરી શકીએ નહિ આપણે આ ફેરફારને દૂર કરીએ ખોરાકના રંગની સાંદ્રતામાં વધારો કરવો તે થોડું યોગ્ય લાગે છે જો દ્રાવણ ઝડપથી રંગ વિહીન થઇ જતું હોય અને તમે તેમાં રંગને નાખો તો તે રંગનું શોષણ થવા માટે દ્રાવણ વધારે સમય લેય છે માટે અહીં આ રસપ્રત લાગે છે અને હવે ત્રીજો ફેરફાર એ છે કે બ્લીચની સાંદ્રતામાં વધારો કરવો ફરીથી આપણે અહીં બ્લીચની પ્રક્રિયા ખોરાકના રંગ સાથે કરાવી રહ્યા છીએ અને જેનાથી આપણને રંગ વિહીન નીપજ મળે છે જો આપણે બ્લીચની સાંદ્રતામાં વધારો કરીએ તો દ્રાવણ ઝડપથી રંગ વિહીન બને વિધાર્થી આ નથી ઈચ્છતો વિધાર્થી આના કરતા વિરુદ્ધ ઈચ્છે છે તેથી આપણે આ ફેરફારને પણ દૂર કરીએ ઉપર ઉચવેલાં એક ફેરફારને પસંદ કરો તો આપણે અહીં આ ફેરફારને પસંદ કરી રહ્યા છીએ જેથી પ્રશ્નને ઉકેલી શકાય અને સમજાવો કે શા માટે આ ફેરફાર મિશ્રને શૂન્ય નજીક શોષણ સુધી પહોંચવા માટેનો સમય વધારે છે અને સમજાવો કે શા માટે આ ફેરફાર મિશ્રણને શૂન્ય નજીક શોષણ સુધી પહોંચવા માટેનો સમય વધારે છે હું તેને આ પ્રમાણે લખીશ વધુ રંગ એટલે શોષણની પ્રારંભિક સાંદ્રતા વધારે શોષણની પ્રારંભિક સાંદ્રતા ઇનિશીઅલ કોનસાહનટ્રેશન વધારે અને તેથી મિશ્રણને શૂન્ય શોષણ સુધી મિશ્રણને શૂન્ય શોષણ સુધી પહોંચવા ત્યાં સુધી પહોંચવા વધુ સમય લાગે ત્યાં સુધી પહોંચવા વધુ સમય લાગે હવે આપણે ભાગ c જોઈએ બીજા પ્રયોગમાં વિચારથી બ્લીચ સાથે તે હવે ખોરાકના લાલ રંગનો ઓક્સિડેશન કરવા માંગે છે તો લાલ રંગની સાપેક્ષમાં પ્રક્રિયાનો ક્રમ નક્કી કરવા માટે વિધાર્થીની મૂળભૂત પ્રયોગની પ્રવુતિમાં કઈ રીતે ફેરફાર કરવાની જરૂર છે હવે આપણે અહીં જોઈ શકીએ કે વિધાર્થીએ ત્રણ આલેખ દોર્યા છે પ્રક્રિયા ક્યાં ક્રમની છે તે આ આલેખ ખુબ જ સારી રીતે સૂચવે છે પ્રશ્નની શરૂઆતમાં આપણે તરંગ લંબાઈ વિશે વાત કરી હતી અને અહીં આ કદાચ લાલ પ્રકાશની તરંગ લંબાઈ છે આપણે અહીં ભૂરા રંગનો અભ્યાસ કરી રહ્યા છીએ અને પ્રકાશની એવી તરંગ લંબાઈને પસંદ કરીએ છીએ જેના વડે ભૂરા રંગનો શોષણ થાય પરંતુ જો હવે આપણે લાલ રંગનો અભ્યાસ કરવો હોય તો આપણે પ્રકાશની એવી તરંગ લંબાઈ પસંદ કરવી પડે જે લાલ રંગનું શોષણ કરતી હોય તેના માટે આપણને આના કરતા ઓછી તરંગ લંબાઈ જોઈશે માટે આપણે અહીં તરંગ લંબાઈમાં ફેરફાર કરવો પડે લાલ રંગ વડે લાલ રંગ વડે યોગ્ય શોષણ કરાવવા યોગ્ય શોષણ કરાવવા તરંગ લંબાઈમાં તરંગ લંબાઈમાં ફેરફાર કરવો પડે તરંગ લંબાઈમાં ફેરફાર કરવો પડે એટલે કે આ આપણે અહીં આ તરંગ લંબાઈને ઓછી કરવી પડે