کیا بات ہے'؟
'معاملہ' وہ سب کچھ ہے جو جگہ پر قابض ہے (حجم رکھتا ہے) اور اس کا کمیت ہے۔ یہ کائنات کی ہر چیز کو کسی نہ کسی شکل یا شکل میں بناتا ہے۔ یہ کائنات میں سب کچھ ہے. یہ ہمارے سیارے اور پوری کائنات کو بناتا ہے۔
زمین پر، تمام مادے تین مختلف حالتوں میں سے ایک میں موجود ہیں: ٹھوس، مائع یا گیس۔
کیا آپ جانتے ہیں کہ انسان مادے کی تینوں اہم حالتوں سے بنے ہیں؟
وہ حالت جس میں کوئی مادہ کمرے کے درجہ حرارت پر موجود ہوتا ہے اس کی معیاری حالت کہلاتی ہے۔ مثال کے طور پر، کمرے کے درجہ حرارت پر پانی مائع کے طور پر موجود ہے۔ کچھ مادے کمرے کے درجہ حرارت (آکسیجن اور کاربن ڈائی آکسائیڈ) پر گیسوں کے طور پر موجود ہوتے ہیں، جبکہ دیگر، پانی کی طرح، مائعات کے طور پر موجود ہوتے ہیں۔ زیادہ تر دھاتیں کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھوس کے طور پر موجود ہوتی ہیں۔ مرکری اپنی معیاری حالت میں دھات اور مائع دونوں ہونے کی دلچسپ خصوصیات رکھتا ہے۔
ان ریاستوں میں سے ہر ایک چھوٹے ذرات سے بنی ہے۔ مادے کی حالت ان ذرات کی تعداد پر منحصر ہے جن سے وہ بنے ہیں۔
ٹھوس
کسی چیز کو عام طور پر ٹھوس کے طور پر بیان کیا جاتا ہے اگر وہ اپنی شکل کو برقرار رکھ سکتی ہے اور اسے سکیڑنا مشکل ہے۔ مثال کے طور پر، ٹھوس شکل میں پانی برف ہے. ایک ٹھوس میں، مالیکیول ایک دوسرے کے قریب سے بھرے ہوتے ہیں اور ان کی کثافت زیادہ ہوتی ہے۔
مائع
پانی جیسا مائع بہہ سکتا ہے یا چل سکتا ہے لیکن اسے پھیلا یا نچوڑا نہیں جا سکتا۔ مائعات میں، مالیکیول خاص طور پر ایک دوسرے کے قریب ہوتے ہیں لیکن ٹھوس مادے کی طرح قریب نہیں ہوتے۔ مالیکیولز میں گھومنے اور ایک دوسرے سے گزرنے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ مائع مادے کی اپنی کوئی شکل نہیں ہوتی ہے، یہ جس برتن میں رکھے ہوئے ہے اس کی شکل اختیار کرے گا۔ مائع کی مثالیں پانی، دودھ، جوس، پیٹرول، لیمونیڈ وغیرہ ہیں۔
گیس
گیس بہہ سکتی ہے، پھیل سکتی ہے، اور نچوڑی جا سکتی ہے۔ گیس کی شکل میں پانی بھاپ ہے۔ اگر یہ کسی غیر مہربند کنٹینر میں ہے تو یہ بچ جاتا ہے۔ گیسوں میں، سالمے ٹھوس یا مائع کی نسبت بہت زیادہ پھیلے ہوئے ہیں، اور وہ ایک دوسرے سے تصادفی طور پر ٹکراتے ہیں۔ ایک گیس کسی بھی کنٹینر کو بھر دے گی، لیکن اگر کنٹینر کو سیل نہیں کیا جائے گا، تو گیس باہر نکل جائے گی۔ گیس کو مائع یا ٹھوس سے کہیں زیادہ آسانی سے کمپریس کیا جا سکتا ہے۔
مادے کی بدلتی ہوئی حالتیں۔
مادہ ٹھوس، مائع یا گیسی حالت میں موجود ہو سکتا ہے اور مادہ جس حالت میں ہے اس کا زیادہ تر درجہ حرارت سے تعین کیا جا سکتا ہے۔ ہر مادہ کا ایک منفرد درجہ حرارت ہوتا ہے جس کے بعد وہ اپنی حالت بدلتا ہے۔ اس حد درجہ حرارت کو عبور کرنے کے بعد، مادہ اپنا مرحلہ بدل لے گا، اس طرح مادے کی حالت بدل جائے گی۔ مسلسل دباؤ کے حالات میں، درجہ حرارت کسی مادہ کے مرحلے کا بنیادی تعین کنندہ ہوتا ہے۔
اس کے درجہ حرارت پر منحصر ہے، مادہ حالت بدل سکتا ہے۔ پگھلنا، جمنا، ابلنا، بخارات بننا، گاڑھا ہونا، سربلندی اور جمع کرنا وہ طریقے ہیں جن میں مادّہ کی حالت بدلتی ہے۔
کم درجہ حرارت پر، سالماتی حرکت کم ہو جاتی ہے اور مادوں کی اندرونی توانائی کم ہوتی ہے۔ مالیکیول ایک دوسرے کے مقابلے میں کم توانائی والی حالتوں میں آباد ہوں گے اور بہت کم حرکت کریں گے، جو ٹھوس مادے کی خصوصیت ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، اضافی حرارتی توانائی ٹھوس کے اجزاء پر لاگو ہوتی ہے، جو اضافی سالماتی حرکت کا سبب بنتی ہے۔ مالیکیول ایک دوسرے کے خلاف دھکیلنا شروع کر دیتے ہیں اور کسی مادے کا مجموعی حجم بڑھ جاتا ہے۔ اس وقت معاملہ مائع حالت میں داخل ہو چکا ہے۔ ایک گیسی حالت اس وقت موجود ہوتی ہے جب مالیکیول بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کی وجہ سے اتنی گرمی کی توانائی جذب کر لیتے ہیں کہ وہ تیز رفتاری سے ایک دوسرے کے گرد گھومنے کے لیے آزاد ہوتے ہیں۔
اگر دباؤ مستقل ہے تو، مادہ کی حالت مکمل طور پر اس درجہ حرارت پر منحصر ہوگی جس کا اسے سامنا ہے۔ اس وجہ سے، اگر فریزر سے نکالا جائے تو برف پگھل جاتی ہے اور اگر بہت زیادہ درجہ حرارت پر زیادہ دیر تک چھوڑ دیا جائے تو برتن سے پانی ابلتا ہے۔ درجہ حرارت محض ماحول میں موجود حرارت کی توانائی کی مقدار کی پیمائش ہے۔ جب کسی مادے کو مختلف درجہ حرارت کے ماحول میں رکھا جاتا ہے، تو مادے اور گردونواح کے درمیان حرارت کا تبادلہ ہوتا ہے، جس کی وجہ سے دونوں کا درجہ حرارت متوازن ہوتا ہے۔ لہٰذا جب برف کا کیوب گرمی کے سامنے آتا ہے، تو اس کے پانی کے مالیکیول ارد گرد کے ماحول سے حرارت کی توانائی جذب کرتے ہیں اور زیادہ توانائی کے ساتھ حرکت کرنا شروع کردیتے ہیں، جس سے پانی کی برف پگھل کر مائع پانی میں تبدیل ہوجاتی ہے۔
پگھلنا ایک ٹھوس کو مائع میں تبدیل کرنے کا عمل ہے۔ جب کسی ٹھوس کو گرم کیا جاتا ہے، تو ذرات کو زیادہ توانائی ملتی ہے اور تیزی سے کمپن ہونے لگتے ہیں۔ ایک خاص درجہ حرارت پر، ذرات اس قدر ہلتے ہیں کہ ان کی ترتیب شدہ ساخت ٹوٹ جاتی ہے۔ اس مقام پر، ٹھوس پگھل کر مائع بن جاتا ہے۔ جس درجہ حرارت پر ٹھوس سے مائع میں یہ تبدیلی واقع ہوتی ہے اسے پگھلنے کا مقام کہا جاتا ہے۔ ہر ٹھوس میں عام ہوا کے دباؤ پر پگھلنے کا ایک مقام ہوتا ہے۔ ہوا کے کم دباؤ پر، جیسے پہاڑ پر، پگھلنے کا نقطہ کم ہوتا ہے۔
بخارات ایک مائع کو گیس میں تبدیل کرنے کا عمل ہے۔ اگر آپ چوڑے منہ والے برتن میں تھوڑا سا پانی چھوڑ دیں تو آپ دیکھیں گے کہ کچھ پانی کچھ دیر بعد غائب ہو جائے گا۔ مائع پانی گیس میں بدل جاتا ہے (پانی کے بخارات) - یہ بخارات ہے۔ یہ اس وقت ہوتا ہے جب مائع اپنے ابلتے نقطہ سے بہت نیچے گیس میں بدل جاتا ہے۔ مائع میں ہمیشہ کچھ ذرات ہوتے ہیں جن میں اتنی توانائی ہوتی ہے کہ وہ گیس بننے کے لیے باقی سے آزاد ہو جائیں۔
گاڑھا ہونا ایک گیس کو مائع میں تبدیل کرنے کا عمل ہے۔ مثال کے طور پر، ہوا میں پانی کے بخارات ٹھنڈے ہو جاتے ہیں اور ٹھنڈی رات کے بعد صبح کے وقت پتوں اور کھڑکیوں پر مائع پانی (اوس) کے چھوٹے قطروں میں تبدیل ہو جاتے ہیں۔ ٹھنڈی اشیاء اکثر گرم اشیاء سے توانائی جذب کرتی ہیں۔
منجمد ایک مائع کو ٹھوس میں تبدیل کرنے کا عمل ہے۔ یہ پگھلنے کے برعکس ہے۔ مثال کے طور پر، لاوا مائع چٹان ہے، جو آتش فشاں کے ذریعے آتش فشاں کے ذریعے 1,500 O C (2,732 O F) کے درجہ حرارت پر پھوٹتی ہے۔ تاہم، سرخ گرم لاوا زمین کی سطح سے ملنے کے ساتھ ہی ٹھنڈا ہو جاتا ہے، اور دوبارہ ٹھوس چٹان میں تبدیل ہو جاتا ہے۔
ابلنا - جب کسی مائع کو گرم کیا جاتا ہے، تو ذرات کو زیادہ توانائی دی جاتی ہے۔ وہ تیزی سے آگے بڑھنا شروع کر دیتے ہیں۔ ایک خاص درجہ حرارت پر، ذرات ایک دوسرے سے آزاد ہو جاتے ہیں اور مائع گیس میں بدل جاتا ہے۔ یہ ابلتا نقطہ ہے۔ کسی مادے کا ابلتا نقطہ ہمیشہ ایک جیسا ہوتا ہے۔ یہ مختلف نہیں ہے. مثال کے طور پر، جب پانی 100ºC (212ºF) کے ابلتے مقام تک پہنچ جاتا ہے تو ابلتا ہے۔ یہ وہ درجہ حرارت ہے جس پر پانی بھاپ میں بدل جاتا ہے۔ بھاپ ایک غیر مرئی گیس ہے۔ جب یہ ڑککن تک پہنچتا ہے تو یہ دوبارہ مائع میں ٹھنڈا ہوجاتا ہے۔
Sublimation ایک ٹھوس کو مائع بنے بغیر گیس میں تبدیل کرنا ہے۔ سربلندی کی سب سے آسان مثال خشک برف ہو سکتی ہے۔ خشک برف ٹھوس کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO2) ہے۔ حیرت انگیز طور پر، جب آپ خشک برف کو کمرے میں چھوڑ دیتے ہیں، تو یہ مائع بنے بغیر گیس میں بدل جاتی ہے۔ کیا آپ نے کبھی مائع کاربن ڈائی آکسائیڈ کے بارے میں سنا ہے؟ یہ بنایا جا سکتا ہے، لیکن عام حالات میں نہیں۔ کوئلہ ایک مرکب کی ایک اور مثال ہے جو عام ماحول کے دباؤ پر نہیں پگھلے گا۔ یہ بہت زیادہ درجہ حرارت پر سرفہرست ہوجائے گا۔
جمع کرنا گیس کا ٹھوس میں تبدیل ہونا ہے۔ یہ اس وقت ہوتا ہے جب گیس مادے کی مائع حالت سے گزرے بغیر ٹھوس بن جاتی ہے۔ کھمبے کے قریب آپ سردیوں کی صبح کو ٹھنڈ دیکھ سکتے ہیں۔ پودوں پر وہ چھوٹے ٹھنڈے کرسٹل اس وقت بنتے ہیں جب ہوا سے پانی کے بخارات پودوں کے پتوں پر ٹھوس ہو جاتے ہیں۔
کیمیائی تبدیلیاں بمقابلہ جسمانی تبدیلیاں
کیمیائی اور جسمانی تبدیلیوں کے درمیان فرق کو سمجھنا ضروری ہے۔ جسمانی تبدیلیاں عام طور پر مادے کی جسمانی حالت کے بارے میں ہوتی ہیں، اور کیمیائی تبدیلیاں اس وقت ہوتی ہیں جب سالماتی بندھن ٹوٹ جاتے ہیں یا کیمیائی رد عمل کے دوران پیدا ہوتے ہیں۔ کیمیائی تبدیلیاں سالماتی سطح پر ہوتی ہیں۔
مالیکیولز میں کوئی تبدیلی نہیں۔
ربڑ بینڈ کو کھینچنا، غبارے میں ہوا بھرنا، یا ڈبے کو کچلنا، یہ سب جسمانی تبدیلیوں کی مثالیں ہیں۔ یہ صرف اشیاء کی شکل میں تبدیلیاں ہیں۔ مادے کی حالت میں کوئی تبدیلی نہیں آتی کیونکہ سالماتی سطح پر توانائی تبدیل نہیں ہوئی۔ جسمانی تبدیلی میں، مالیکیولز میں کوئی تبدیلی واقع نہیں ہوتی، مالیکیول اب بھی وہی ہوتے ہیں جن میں کوئی نیا کیمیائی بندھن نہیں بنتا اور نہ ہی ٹوٹا ہوتا ہے۔
اسی طرح برف کا پگھلنا، ابلتا ہوا پانی یا منجمد مائع پانی یہ تمام جسمانی تبدیلیاں ہیں جو توانائی کے اضافے سے ہیں۔ مادے کے مرحلے یا حالت میں تبدیلیاں یعنی ٹھوس سے مائع، مائع سے گیس، مائع سے ٹھوس یہ تمام جسمانی تبدیلیاں ہیں۔ جسمانی اعمال جیسے درجہ حرارت یا دباؤ میں تبدیلی جسمانی تبدیلیوں کا سبب بن سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، برف پگھلنے یا منجمد مائع پانی میں کوئی کیمیائی تبدیلی نہیں ہوتی، پانی کے مالیکیول اب بھی پانی کے مالیکیول ہیں۔
مالیکیولز کو تبدیل کرنا
کیمیائی تبدیلیاں بہت چھوٹے پیمانے پر ہوتی ہیں۔ اگرچہ کچھ تجربات واضح کیمیائی تبدیلیاں دکھاتے ہیں، جیسے کہ رنگ کی تبدیلی، زیادہ تر کیمیائی تبدیلیاں نظر نہیں آتیں۔ ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ (H2O2) کے پانی میں تبدیل ہونے والی کیمیائی تبدیلی کو دیکھا نہیں جا سکتا کیونکہ دونوں مائعات صاف ہیں۔ تاہم، پردے کے پیچھے، اربوں کیمیکل بانڈز بنائے اور تباہ ہو رہے ہیں۔ جب ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ پانی میں تبدیل ہوتا ہے، تو کوئی آکسیجن (O2) گیس کے بلبلے دیکھ سکتا ہے۔ وہ بلبلے کیمیائی تبدیلیوں کا ثبوت ہیں۔
شوگر کیوب پگھلنا ایک جسمانی تبدیلی ہے کیونکہ مادہ اب بھی چینی ہے۔ شوگر کیوب کو جلانا ایک کیمیائی تبدیلی ہے۔ آگ چینی اور آکسیجن کے درمیان کیمیائی عمل کو متحرک کرتی ہے۔ ہوا میں آکسیجن چینی کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے اور کیمیائی بندھن ٹوٹ جاتے ہیں۔
جب لوہے کو ہوا میں آکسیجن گیس کا سامنا ہوتا ہے تو لوہے کو زنگ لگ جاتا ہے۔ یہ عمل طویل عرصے تک دیکھا جا سکتا ہے۔ انو اپنی ساخت کو تبدیل کرتے ہیں کیونکہ لوہے کو آکسائڈائز کیا جاتا ہے، آخر میں آئرن آکسائڈ بن جاتا ہے. لاوارث عمارتوں میں زنگ آلود پائپ آکسیڈیشن کے عمل کی حقیقی دنیا کی مثالیں ہیں۔
تبدیلی ناقابل واپسی یا ناقابل واپسی ہوسکتی ہے۔
الٹ جانے والی تبدیلی ایک تبدیلی ہے جسے دوبارہ تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر آئس کیوب پگھل جائے تو یہ پانی بن جاتا ہے لیکن ہم اسے دوبارہ جما کر برف کیوب بن سکتے ہیں تاکہ یہ اپنی اصلی حالت میں واپس آ سکے۔ پگھلنا اور حرارتی تبدیلیوں کی مثالیں ہیں۔
ایک ناقابل واپسی تبدیلی ایک تبدیلی ہے جسے دوبارہ تبدیل نہیں کیا جاسکتا۔ مثال کے طور پر، اگر کیک کا مکسچر پکایا جائے تو یہ کیک بن جاتا ہے اور ہم اسے دوبارہ مکسچر میں نہیں بدل سکتے۔ تبدیلی ناقابل واپسی ہے کیونکہ ایک کیمیائی رد عمل ہوا ہے۔ سوڈا کے بائی کاربونیٹ کے ساتھ مائع کو جلانا یا ملانا ناقابل واپسی تبدیلیوں کی ایک مثال ہے۔
کچھ شرائط اور متعلقہ مرحلے کی تبدیلیوں کا ایک فوری سنیپ شاٹ:
فیوژن/پگھلنا - ٹھوس سے مائع
جمنا - ٹھوس سے مائع
بخارات / ابلنا - مائع میں گیس
گاڑھا ہونا - ایک مائع میں گیس
Sublimation - ایک گیس کے لئے ٹھوس
جمع - ٹھوس میں گیس
