Corrosion and Rancidity Questions in Gujarati

(A) નાઇટ્રોજન એક નિષ્ક્રિય વાયુ છે અને તે આ પદાર્થો સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપતો નથી.
બીજી તરફ,ઓક્સિજન ખાદ્ય પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને તેમને ખોરા (rancid) બનાવી દે છે.
તેથી,ખાદ્ય પદાર્થોના પેકિંગમાં વપરાતી થેલીઓમાં નાઇટ્રોજન વાયુ ભરવામાં આવે છે જેથી પેકેટની અંદર રહેલો ઓક્સિજન દૂર કરી શકાય.
જ્યારે પેકેટની અંદર ઓક્સિજન હાજર હોતો નથી,ત્યારે તેલ અને ચરબીયુક્ત ખાદ્ય પદાર્થોનું ખોરાપણું અટકાવી શકાય છે.

(N/A) ક્ષારણ:
ક્ષારણ એટલે એવી પ્રક્રિયા જેમાં પદાર્થો,સામાન્ય રીતે ધાતુઓ,હવા,ભેજ અથવા રસાયણો સાથેની રાસાયણિક પ્રક્રિયાને કારણે ક્ષીણ થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,લોખંડ ભેજની હાજરીમાં ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રેટેડ આયર્ન ઓક્સાઇડ બનાવે છે.
$4Fe + 3O_2 + nH_2O \to 2Fe_2O_3 \cdot nH_2O$ (હાઇડ્રેટેડ આયર્ન ઓક્સાઇડ)
આ હાઇડ્રેટેડ આયર્ન ઓક્સાઇડને સામાન્ય રીતે કાટ (rust) કહેવામાં આવે છે.

(N/A) રેન્સિડિટી (ખોરાપણું):
ચરબી અને તેલના ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા,જેને સ્વાદ અને ગંધમાં ફેરફાર દ્વારા સરળતાથી પારખી શકાય છે,તેને રેન્સિડિટી કહેવામાં આવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે,માખણને લાંબા સમય સુધી રાખવાથી તેનો સ્વાદ અને ગંધ બદલાઈ જાય છે.
રેન્સિડિટીને નીચેની રીતે અટકાવી શકાય છે:
$1.$ ખોરાકને હવાચુસ્ત પાત્રોમાં સંગ્રહિત કરીને.
$2.$ ખોરાકને રેફ્રિજરેટરમાં રાખીને.
$3.$ એન્ટીઓક્સિડન્ટ્સ ઉમેરીને.
$4.$ ખોરાકને નાઈટ્રોજન વાયુના વાતાવરણમાં રાખીને.

(B) તેલ અને ચરબીયુક્ત પદાર્થો ખોરા (rancidity) થવાની સંભાવના ધરાવે છે,જે હવામાં ખુલ્લા રહેવાથી ચરબી અને તેલનું ઓક્સિડેશન છે.
આને રોકવા માટે,તેલ અને ચરબી ધરાવતી ખાદ્ય વસ્તુઓને ઘણીવાર નિષ્ક્રિય વાયુઓ (inert gases) વડે પેક કરવામાં આવે છે.
નાઇટ્રોજન એક નિષ્ક્રિય વાયુ છે જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઓક્સિડેશનને રોકવા માટે ખાદ્ય પેકેજિંગમાં ઓક્સિજનને બદલવા માટે થાય છે.
હિલિયમ પણ એક નિષ્ક્રિય વાયુ છે જે તેલ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી.
તેથી,તેલના તાજા નમૂનાને લાંબા સમય સુધી સંગ્રહિત કરવા અને ખોરા થતા અટકાવવા માટે હિલિયમ અથવા નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

(N/A) ચાંદી જેવી ધાતુઓ જ્યારે તેની આસપાસના પદાર્થો જેવા કે ભેજ,એસિડ અથવા વાયુઓના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તે ક્ષારણ (corrosion) નામની પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. ચાંદીના કિસ્સામાં,તે હવામાં રહેલા સલ્ફરના સંયોજનો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,જેના પરિણામે કાળા રંગનું પડ બને છે. આ ઘટનાને ધાતુઓનું ક્ષારણ કહેવામાં આવે છે.
$(b)$ બનતો કાળો પદાર્થ સિલ્વર સલ્ફાઇડ છે. તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $Ag_2S$ છે.

(A) ચાંદીની વસ્તુઓ હવામાં રહેલા સલ્ફરના સંયોજનો, જેમ કે હાઈડ્રોજન સલ્ફાઈડ $(H_2S)$ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને સિલ્વર સલ્ફાઈડ $(Ag_2S)$ નું પડ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયાને ક્ષારણ (corrosion) નો એક પ્રકાર કહેવામાં આવે છે, જેને ઝાંખા પડવું (tarnishing) પણ કહેવાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2Ag + H_2S \rightarrow Ag_2S + H_2$.
તેથી, ચાંદી પર બનતું કાળું પડ $Ag_2S$ છે.

(D) જ્યારે તાંબાને લાંબા સમય સુધી ભેજવાળી હવામાં ખુલ્લું રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તે વાતાવરણમાં રહેલા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ,ઓક્સિજન અને પાણીની વરાળ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
આ પ્રતિક્રિયાને કારણે તાંબાની ધાતુની સપાટી પર લીલા રંગનું પડ બને છે.
આ લીલો પદાર્થ કોપર કાર્બોનેટ અને કોપર હાઇડ્રોક્સાઇડનું મિશ્રણ છે,જેને રાસાયણિક રીતે $CuCO_3.Cu(OH)_2$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જેને સામાન્ય રીતે બેઝિક કોપર કાર્બોનેટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) લોખંડનું કટાવું એ રાસાયણિક ફેરફાર છે કારણ કે તેમાં લોખંડ,ઓક્સિજન અને ભેજ વચ્ચે રાસાયણિક પ્રક્રિયા થઈને આયર્ન ઓક્સાઇડ $(Fe_2O_3 \cdot xH_2O)$ નામનો નવો પદાર્થ બને છે.
લોખંડનું ઓગળવું એ ભૌતિક ફેરફાર છે કારણ કે તેમાં માત્ર પદાર્થની અવસ્થા ઘનમાંથી પ્રવાહીમાં બદલાય છે અને કોઈ નવો પદાર્થ બનતો નથી.

(B) જ્યારે ચાંદીની વસ્તુઓ હવામાં ખુલ્લી રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તે વાતાવરણમાં રહેલા સલ્ફરના સંયોજનો,જેમ કે હાઈડ્રોજન સલ્ફાઈડ $(H_2S)$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
આ રાસાયણિક પ્રક્રિયાને કારણે ચાંદીની સપાટી પર સિલ્વર સલ્ફાઈડ $(Ag_2S)$ નું કાળા રંગનું પડ જામી જાય છે.
આ પ્રક્રિયાને ક્ષારણનો એક પ્રકાર કહેવામાં આવે છે,જેને ઝાંખપ (tarnishing) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(N/A) ચરબી અને તેલયુક્ત ખોરાકની ગંધ અને સ્વાદ બદલાય છે કારણ કે જ્યારે તે હવાના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે તેનું ઓક્સિડેશન થાય છે,જેના પરિણામે $Rancidity$ (ખોરાપણું) નામની સ્થિતિ સર્જાય છે.
પ્રક્રિયા: $Rancidity$ (ખોરાપણું).
આ પ્રક્રિયાને ધીમી કરવાની બે રીતો નીચે મુજબ છે:
$1$. ખોરાકને હવાચુસ્ત પાત્રોમાં સંગ્રહિત કરવો જેથી તે ઓક્સિજનના સંપર્કમાં ન આવે.
$2$. ચિપ્સ જેવા ખોરાકના પેકેટમાં નાઈટ્રોજન વાયુ ભરવો જેથી ઓક્સિજન દૂર થાય અને ઓક્સિડેશન અટકાવી શકાય.

(N/A) બટાકાની ચિપ્સ બનાવનારાઓ થેલીઓમાં નાઈટ્રોજન વાયુ ભરે છે જેથી ત્યાં પ્રતિક્રિયા ન કરે તેવું વાતાવરણ સર્જાય,જે ચરબી અને તેલના ઓક્સિડેશનને અટકાવે છે,જેનાથી ચિપ્સને ખોરી (rancid) થતી અટકાવી શકાય છે.
$(b)$ લોખંડની વસ્તુઓ તેમની ચમક ગુમાવે છે કારણ કે તે વાતાવરણમાં રહેલા ભેજ અને ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રેટેડ આયર્ન ઓક્સાઈડનું પડ બનાવે છે,જેને ક્ષારણ (corrosion) અથવા કાટ લાગવાની પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.
$(c)$ ખોરાકને હવાચુસ્ત પાત્રોમાં રાખવો જોઈએ જેથી ઓક્સિજન અને ભેજ સાથેનો તેમનો સંપર્ક ઘટાડી શકાય. આ ઓક્સિડેશનને અટકાવવામાં અને સૂક્ષ્મજીવોની વૃદ્ધિને ધીમી કરવામાં મદદ કરે છે,જેનાથી ખોરાક લાંબા સમય સુધી તાજો રહે છે.

(N/A) ખોરાક પદાર્થોમાં રહેલા ચરબી અને તેલનું ઓક્સિડેશન થવાથી તેમાંથી અપ્રિય ગંધ અને સ્વાદ આવે છે,જેને ખોરાપણું (Rancidity) કહેવામાં આવે છે.
તેને નીચેની પદ્ધતિઓ દ્વારા અટકાવી શકાય છે:
$(i)$ ચરબી અને તેલયુક્ત ખોરાકમાં એન્ટી-ઓક્સિડન્ટ્સ ઉમેરીને.
$(ii)$ ખોરાકના પેકિંગમાં નાઇટ્રોજન વાયુ ભરીને,જેથી ઓક્સિજન દૂર કરી શકાય.

(N/A) ક્ષારણ: તે પ્રક્રિયા જેમાં ધાતુઓ તેમની સપાટી પર હવા,ભેજ અથવા રસાયણની અસરને કારણે ધીમે ધીમે ક્ષય પામે છે.
$(b)$ લોખંડના ક્ષારણને કાટ લાગવો (Rusting) કહેવામાં આવે છે.
$(c)$ ચાંદીના ક્ષારણને ધાતુની સપાટી પર કાળા રંગનું પડ જામી જવાથી ઓળખી શકાય છે.

(N/A) આ પડ માટે જવાબદાર રાસાયણિક ઘટના $Corrosion$ (ક્ષારણ) છે.
ચાંદીના સિક્કા હવામાં રહેલા સલ્ફર સંયોજનો સાથે પ્રતિક્રિયા કરવાને કારણે $Silver \text{ } Sulphide$ $(Ag_2S)$ નું કાળું પડ બનાવે છે.
તાંબાના સિક્કા હવામાં રહેલા ભેજવાળા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા કરવાને કારણે $Basic \text{ } Copper \text{ } Carbonate$ $(CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2)$ નું લીલું પડ બનાવે છે.

(N/A) $(i)$ હવાચુસ્ત પાત્રો હવા (ઓક્સિજન) ને ખોરાકના સંપર્કમાં આવતા અટકાવે છે,જે ખોરાકમાં રહેલા ચરબી અને તેલના ઓક્સિડેશનને અટકાવે છે. ઓક્સિડેશન એ ખોરાક ખોરો થવાનું મુખ્ય કારણ હોવાથી,તેને અટકાવવાથી ખોરાક ખોરો થતો નથી,જેનાથી તેની મૂળ ગંધ અને સ્વાદ જળવાઈ રહે છે.

(N/A) રાસાયણિક રીતે,માર્બલ એ $CaCO_3$ (કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ) છે. જ્યારે તેને લાંબા સમય સુધી વાતાવરણમાં ખુલ્લું રાખવામાં આવે છે,ત્યારે તે હવામાં રહેલા $SO_2$ અને $NO_2$ જેવા એસિડિક પ્રદૂષકો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,જે વરસાદના પાણીમાં ઓગળીને એસિડ (એસિડ વર્ષા) બનાવે છે.
આ એસિડ માર્બલના કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને દ્રાવ્ય ક્ષાર બનાવે છે,જે વરસાદના પાણી સાથે ધોવાઈ જાય છે,જેના પરિણામે મૂર્તિઓ ધીમે ધીમે ક્ષય પામે છે.
તેની રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$CaCO_3(s) + H_2O(l) + CO_2(g) \rightarrow Ca(HCO_3)_2(aq)$

(B) કાટને રાસાયણિક રીતે જળયુક્ત આયર્ન$(III)$ ઓક્સાઈડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
જ્યારે લોખંડ હવામાં રહેલા ઓક્સિજન અને ભેજ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે,ત્યારે તે કાટ નામનો લાલ-કથ્થઈ રંગનો પદાર્થ બનાવે છે.
કાટનું સામાન્ય રાસાયણિક સૂત્ર $Fe_2O_3 \cdot xH_2O$ છે,જ્યાં $x$ એ પાણીના અણુઓની ચલ સંખ્યા દર્શાવે છે.

(C) ક્ષારણ એ એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં હવા, ભેજ અથવા રસાયણોની અસરને કારણે ધાતુઓનું ખવાણ થાય છે。
$1$. લોખંડ $(Fe)$ હવા અને ભેજ સાથે પ્રક્રિયા કરીને જળયુક્ત આયર્ન$(III)$ ઓક્સાઈડ $(Fe_2O_3 \cdot xH_2O)$ બનાવે છે, જે કથ્થઈ રંગનું હોય છે (કાટ)।
$2$. ચાંદી $(Ag)$ હવામાં રહેલા સલ્ફરના સંયોજનો સાથે પ્રક્રિયા કરીને સિલ્વર સલ્ફાઈડ $(Ag_2S)$ બનાવે છે, જે કાળા રંગનું હોય છે。
$3$. તાંબુ $(Cu)$ હવામાં રહેલા ભેજયુક્ત કાર્બન ડાયોક્સાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેઝિક કોપર કાર્બોનેટ $(CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2)$ નું લીલું પડ બનાવે છે。
તેથી, લોખંડ, ચાંદી અને તાંબા માટે રંગોનો ક્રમ અનુક્રમે કથ્થઈ, કાળો અને લીલો છે。

(D) જ્યારે ચરબી અને તેલ હવાના સંપર્કમાં આવે છે,ત્યારે તેમનું ઓક્સિડેશન થાય છે.
આ પ્રક્રિયાને ખોરાપણું (rancidity) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ઓક્સિડેશન દરમિયાન,ચરબી અને તેલનું રાસાયણિક બંધારણ બદલાય છે,જેના કારણે અપ્રિય ગંધ અને ખરાબ સ્વાદ ઉત્પન્ન થાય છે.
તેથી,તેઓ ખોરા બને છે અને તેમની ગંધ અને સ્વાદ બદલાય છે.

(A) જે પદાર્થોનું સરળતાથી ઓક્સિડેશન થાય છે (જેમ કે ખોરાકમાં રહેલી ચરબી અને તેલ),તેઓ ઓક્સિજનના સંપર્કમાં આવતા ખોરાકની ખોરાપણું (rancidity) ની પ્રક્રિયા અનુભવે છે.
આને રોકવા માટે,ખાદ્ય પદાર્થોમાં $N_2$ (નાઈટ્રોજન) જેવો નિષ્ક્રિય વાયુ ભરવામાં આવે છે જેથી ઓક્સિજન દૂર થાય.
વધુમાં,તેમને હવાચુસ્ત પાત્રોમાં રાખવાથી વાતાવરણીય ઓક્સિજન સાથેનો સંપર્ક અટકે છે,જેનાથી તેમની સંગ્રહક્ષમતા વધે છે.

(A) આ વિધાન $\text{ખરું}$ છે.
ચરબી અને તેલયુક્ત ખાદ્ય પદાર્થો જ્યારે હવાના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે તેમનું ઓક્સિડેશન થાય છે, જેના કારણે ખોરાક ખોરો (rancid) થઈ જાય છે અને તેનો સ્વાદ તથા ગંધ બદલાઈ જાય છે.
ખોરાકને હવાચુસ્ત પાત્રોમાં રાખવાથી, તે હવા (ઓક્સિજન) ના સંપર્કમાં આવતો અટકે છે.
ઓક્સિજન સાથેનો સંપર્ક ઘટવાથી ઓક્સિડેશનની પ્રક્રિયા ધીમી પડી જાય છે, જેનાથી ખોરાકની તાજગી અને ગુણવત્તા લાંબા સમય સુધી જળવાઈ રહે છે.

(A) આ વિધાન ખરું છે.
$1$. લોખંડ $(Fe)$ હવામાંના ભેજ અને ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રેટેડ આયર્ન$(III)$ ઓક્સાઇડ $(Fe_2O_3 \cdot xH_2O)$ બનાવે છે, જે લાલ-કથ્થઈ રંગનો પદાર્થ છે જેને કાટ કહેવામાં આવે છે.
$2$. તાંબું $(Cu)$ હવામાંના ભેજયુક્ત કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બેઝિક કોપર કાર્બોનેટ $(CuCO_3 \cdot Cu(OH)_2)$ નું લીલા રંગનું પડ બનાવે છે.
$3$. ચાંદી $(Ag)$ હવામાંના સલ્ફરના સંયોજનો (જેમ કે હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને સિલ્વર સલ્ફાઇડ $(Ag_2S)$ નું કાળા રંગનું પડ બનાવે છે.

(B) જ્યારે ચાંદીની વસ્તુઓ લાંબા સમય સુધી હવાના સંપર્કમાં રહે છે, ત્યારે તે હવામાં રહેલા સલ્ફરના સંયોજનો, જેમ કે હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_{2}S)$ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
આ રાસાયણિક પ્રક્રિયાને કારણે ચાંદીની સપાટી પર સિલ્વર સલ્ફાઇડ $(Ag_{2}S)$ નું કાળું પડ જામી જાય છે.
આ પ્રક્રિયા માટેનું રાસાયણિક સમીકરણ આ મુજબ છે: $2Ag + H_{2}S \rightarrow Ag_{2}S + H_{2}$ (અથવા ઓક્સિજનની હાજરીમાં વધુ સચોટ રીતે: $4Ag + 2H_{2}S + O_{2} \rightarrow 2Ag_{2}S + 2H_{2}O$).

(A) કાટ એ જળયુક્ત આયર્ન$(III)$ ઓક્સાઈડ છે,જે ત્યારે બને છે જ્યારે લોખંડ હવામાં રહેલા ઓક્સિજન અને ભેજ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.
તેનું રાસાયણિક સૂત્ર $Fe_{2}O_{3} \cdot xH_{2}O$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે,જ્યાં $x$ એ પાણીના અણુઓની ચલ સંખ્યા દર્શાવે છે.