Oxygen percentage in water

प्लेटमधील पाणी गायब

वातावरणात इतर अनेक वायुंसोबत ऑक्सीजन असतो, हा ऑक्सीजन ग्लासमध्ये पण होताच. पेटत्या मेणबत्तीवर ग्लास ठेवल्यावर ग्लासमध्ये जितका ऑक्सीजन होता, त्याचा उपयोग करीत मेणबत्ती जळत राहीली, तो संपल्यावर मेणबत्ती विझली. त्यामुळे ग्लासमध्ये पोकळी निर्माण झाली, तेवढी पोकळी भरून काढण्यासाठी प्लेटमधील पाणी त्यामध्ये शिरले, असा एक वैज्ञानिक प्रयोग सुयोगने करून दाखविला.

या लेखातील महत्त्वाचे मुद्दे

सुयोगचा वाढदिवस आणि विज्ञान जादू
विज्ञान प्रयोग
प्लेटमधील पाण्याची जागा बदल
हवेतील वायू आणि त्यांचा उपयोग
निष्कर्ष

सुयोगचा वाढदिवस आणि विज्ञान जादू ( Coincidence birthdays and science magic )
सुयोगचा वाढदिवस साजरा करण्यासाठी कॉलनीतील बहुतांश मुले सुयोगच्या घरी गोळा झाली.जगतला निमंत्रण असल्यामुळे तो सुद्धा तेथे पोहोचला. जगत आल्यावर सर्व मुले काहीतरी जादू दाखव म्हणून आग्रह करू लागली. जादू नक्कीच दाखवेल आणि त्यामागील विज्ञानही स्पष्ट करेल, मात्र त्याअगोदर वाढदिवस साजरा करू घेऊ, असे सांगत जगतने ज्या कामासाठी जमलो आहोत, त्याला प्राधान्य देण्याचे सुचविले.सर्व जमल्यावर वाढदिवस साजरा झाला. सर्वांनी सुयोगला शुभेच्छा दिल्या, काहींनी ग्रीटींग कार्ड दिली तर काहींनी भेटवस्तू दिल्या. आंबट-गोड नाश्ता खाऊन झाल्यावर सर्वांनी जगतवर लक्ष केंद्रीत केले. जगत म्हणाला,

विज्ञान प्रयोग | Science Practical

‘‘ खरे तर विज्ञानाचा एक प्रयोग तुम्हाला मी करून दाखविणार आहे, त्यासाठी मला एक चिनी मातीपासून बनलेली प्लेट,एक ग्लास आणि मेणबत्तीची आवश्यकता आहे.’’एरव्ही घरच्या कामांमध्ये फारशी जिज्ञासा न दाखविणार्‍या मुलांनी जगतने सांगितलेल्या वस्तू मात्र पटकन आणून दिल्या. जगतने सर्व वस्तू एका छोट्या टेबलवर ठेवल्या. मेणबत्ती पेटवून प्लेटच्या मध्यभागी तिला स्थिर केले प्लेटमध्ये थोडेसे पाणी टाकले. प्रयोग नीट दिसण्यासाठी नंतर जगतने त्या पाण्यात निळ्या शाईचे तीन-चार थेंब टाकले. त्यामुळे प्लेटमधील पाणी निळसर झाले. सर्व मुले जगतची प्रत्येक कृती मोठ्या उत्सुकतेने बघत होते. नंतर जगत म्हणाला,

‘‘ हे बघा मित्रांनो, या प्लेटमध्ये ही पेटती मेणबत्ती स्थिरावली आहे आणि मेणबत्तीच्या आजुबाजूला हे पाणी आहे. प्रयोग नीट आणि स्पष्टपणे दिसण्यासाठी मी त्यात शाईचे थेंब टाकले आहेत. आता तुम्ही पुढील कृती नीट पहा.’’ असे म्हणत जगतने त्या पेटत्या मेणबत्तीवर ग्लास ठेवला. काही क्षण ग्लासच्या आतमधील असलेली मेणबत्ती पेटत राहीली आणि त्यानंतर ती विझली. हे घडत असतांना प्लेटमधील पाणी केव्हा गायब झाले, हे मुलांना कळलेच नाही. ही बाब मुलांच्या निदर्शनास आल्यावर सर्वांनी टाळ्या वाजविल्या.प्रयोग जितका महत्त्वाचा तितकेच त्यामागील विज्ञान महत्त्वाचे असते हे ठाऊक असल्यामुळे सर्व मुले प्लेटमधील पाणी गायब होण्याच्या कारणांमागील विज्ञान ऐकायला उत्सुक झाली. ही उत्सुकता जास्त न ताणता जगत म्हणाला,

प्लेटमधील पाण्याची जागा बदल | Water space in the plate exchange

‘‘ नीट पहा प्लेटमधील पाणी गायब झालेले नसून ते ग्लासमध्ये शिरले आहे. यामागे विज्ञानाची काही तत्त्वे आहेत.आपल्या वातावरणात इतर अनेक वायुंसोबत ऑक्सीजन असतो, हा ऑक्सीजन ग्लासमध्ये पण होताच. पेटत्या मेणबत्तीवर ग्लास ठेवल्यावर ग्लासमध्ये जितका ऑक्सीजन होता, त्याचा उपयोग करीत मेणबत्ती जळत राहीली, तो संपल्यावर मेणबत्ती विझली. त्यामुळे ग्लासमध्ये पोकळी निर्माण झाली, तेवढी पोकळी भरून काढण्यासाठी प्लेटमधील पाणी त्यामध्ये शिरले. पृथ्वीचे वातावरण वायूंच्या मिश्रणाने बनलेले आहे, नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन हे दोन प्राथमिक घटक आहेत. समुद्रसपाटीवर कोरड्या हवेत ऑक्सिजनची अंदाजे टक्केवारी 20.95% आहे. मात्र उंची, भौगोलिक स्थान आणि स्थानिक हवेची गुणवत्ता यासारख्या घटकांवर हवेतील ऑक्सिजनचे प्रमाण अवलंबून असते.

कोरड्या हवेच्या रचनेत सामान्यत: खालील घटक समाविष्ट असतात- नायट्रोजन: अंदाजे 78.08%, ऑक्सिजन: अंदाजे 20.95%, आर्गॉन: अंदाजे 0.93%, कार्बन डायऑक्साइड: अंदाजे 0.04%, याशिवाय निऑन, हेलियम, मिथेन, क्रिप्टन, हायड्रोजन आणि झेनॉन हे घटक अत्यन्त कमी प्रमाणात असतात. मानवी आणि प्राण्यांच्या श्वासोच्छवासासाठी ऑक्सिजन आवश्यक असताना, वातावरणातील इतर वायूंची उपस्थिती देखील जीवनाला आधार देण्यासाठी आणि वातावरणाचा समतोल राखण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावते. तसेच पेटत्या मेणबत्तीमुळे ग्लासमधील हवा आणि ग्लासबाहेरील हवा यांच्या तापमानामध्ये फरक निर्माण झाला. ग्सासमधील हवेचे तापमान अर्थातच वाढले, त्यामधील हवा प्रसरण पावली,त्यामुळे ग्लासमध्ये निर्वात जागा निर्माण झाली. मेणबत्ती जेव्हा विझली तेव्हा ग्लासमधील हवा थंड झाली आणि निर्माण झालेली निर्वात जागा भरून काढण्यासाठी प्लेटमधील पाणी आत शिरले, अशा ठोस दोन कारणांमुळे प्लेटमधील पाण्याने जागा बदलविली.’’

प्लेटमधील पाणी कुठे गेले आणि का गेले याबाबत जगतने स्पष्टीकरण दिले. पण त्यासोबत हवेतील वायू आणि त्यांचा उपयोग आपणास माहीत असणे गरजेचे आहे.

हवेतील वायू आणि त्यांचा उपयोग | Air gases and their uses

हवा वायूंच्या मिश्रणाने बनलेली असते, प्रत्येकाचे स्वतःचे वेगळे गुणधर्म असतात. कोरड्या हवेचे प्राथमिक घटक म्हणजे नायट्रोजन, ऑक्सिजन, आर्गॉन, कार्बन डायऑक्साइड आणि इतर वायूंचे प्रमाण. हवेत आढळणारे मुख्य वायू आणि त्यांचे काही उपयोग येथे आहेत:

नायट्रोजन (N2): नायट्रोजनचा वापर विविध उद्योगांमध्ये ब्लँकेटिंग आणि शुद्धीकरणासाठी मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. हा एक अक्रिय वायू आहे आणि ऑक्सिडेशन आणि ऱ्हास टाळण्यासाठी काही प्रक्रियांमध्ये ऑक्सिजन आणि आर्द्रता विस्थापित करण्यासाठी वापरला जातो. नाशवंत उत्पादनांचे शेल्फ लाइफ वाढवण्यासाठी नत्राचा वापर अन्न उद्योगात पॅकेजिंगसाठी देखील केला जातो.

ऑक्सिजन (O2): ज्वलनासाठी ऑक्सिजन आवश्यक आहे आणि मेटल कटिंग, वेल्डिंग आणि स्मेल्टिंग यांसारख्या विविध औद्योगिक प्रक्रियांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातो. वैद्यकीय ऑक्सिजनचा वापर हेल्थकेअरमध्ये श्वसनाच्या आजारासाठी केला जातो. याव्यतिरिक्त, सजीवांमध्ये सेल्युलर श्वसनासाठी ऑक्सिजन आवश्यक आहे.

आर्गॉन (Argon -Ar): आर्गॉन हा एक अक्रिय वायू आहे आणि वेल्डिंग प्रक्रियेत वायुमंडलीय दूषित होण्यापासून वेल्ड क्षेत्राचे संरक्षण करण्यासाठी अनेकदा संरक्षण वायू म्हणून वापरला जातो. इन्कॅन्डेन्सेंट ( incandescent) लाइट बल्बच्या उत्पादनासह आणि काही प्रकारच्या इन्सुलेटेड खिडक्यांमध्ये गॅस भरणे यासह विविध अनुप्रयोगांमध्ये देखील याचा वापर केला जातो.

कार्बन डायऑक्साइड (CO2): कार्बन डायऑक्साइडचे अनेक औद्योगिक उपयोग आहेत. अन्न आणि पेय उद्योगात शीतपेयांचे कार्बोनेशन आणि पॅकेज केलेले पदार्थ संरक्षित करण्यासाठी कार्बन डायऑक्साइड वापरला जातो. वैद्यकीय क्षेत्रात, कार्बन डायऑक्साइडचा वापर श्वसन उपचारांमध्ये केला जातो. याव्यतिरिक्त, हा हरितगृह वायू आहे आणि पृथ्वीच्या कार्बन चक्रात भूमिका बजावतो.

हायड्रोजन (H2): हायड्रोजन हा पृथ्वीच्या वातावरणातील एक ट्रेस घटक आहे, जो हवेत फक्त ०.००००५% असतो. हायड्रोजन हवेत लक्षणीय प्रमाणात नसला तरी, त्याचे विविध क्षेत्रांमध्ये महत्त्वपूर्ण उपयोग आहेतवातावरणातील हायड्रोजनच्या प्राथमिक स्त्रोतांमध्ये ज्वालामुखी उत्सर्जन, बायोमास जाळणे आणि औद्योगिक प्रक्रियांसारख्या मानवी क्रियाकलापांचा समावेश होतो.. हायड्रोजनचा वापर पेट्रोलियम शुद्धीकरण आणि रासायनिक उत्पादन यासारख्या उद्योगांमध्ये केला जातो. हे एक स्वच्छ इंधन देखील आहे आणि इंधन पेशी आणि इतर अक्षय ऊर्जा अनुप्रयोगांसाठी संभाव्य ऊर्जा वाहक म्हणून शोधले जात आहे.

निऑन (Ne), हेलियम (He), क्रिप्टन (Kr), झेनॉन (Xe): हे नोबल (noble) वायू लायटनिंग (निऑन), क्रायोजेनिक्स (कूलिंग ऍप्लिकेशन्ससाठी हेलियम), आणि विशिष्ट प्रकारचे प्रकाश आणि लेसर (झेनॉन) यासह विविध अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जातात.

ट्रेस गॅसेस (उदा., मिथेन, हायड्रोजन, निऑन, क्रिप्टन, झेनॉन, ओझोन): मिथेन हा नैसर्गिक वायूचा एक घटक आहे जो गरम करण्यासाठी आणि स्वयंपाक करण्यासाठी वापरला जातो. ओझोनचा वापर पाण्याच्या प्रक्रियेत आणि काही औद्योगिक प्रक्रियांमध्ये ऑक्सिडायझिंग एजंट म्हणून केला जातो.

हवामान बदल: याव्यतिरिक्त, वायू प्रदूषण आणि हवामान बदलासारख्या पर्यावरणीय समस्यांना संबोधित करण्यासाठी हवेच्या रचनेचा अभ्यास महत्त्वाचा आहे, कारण काही वायू या घटनांमध्ये योगदान देतात.

निष्कर्ष ( Conclusion)-

प्लेटमधील पाणी गायब होण्यामागील विज्ञान घरात जमलली केवळ लहान मुलेच नव्हेतर मोठी मंडळीसुद्धा लक्ष देऊन ऐकत होती. वैज्ञानिक तर्क समजल्यावर सर्वांनी टाळ्या वाजवून जगतचे कौेतूक केले. रोजच्या गप्पा गोष्टी असो किंवा असे वाढदिवस सारखे कार्यक्रम असो, जगात नेहमीच असे वैज्ञानिक प्रयोग करून दाखवितो. त्यासाठी science story या टॅग्स अंतर्गत आपण सर्वच लेख वाचले पाहिजे.

- योगेश रमाकांत भोलाणे
Read more about author