పదార్థం పంచ స్థితి రూపం

పదార్థం
పదార్థం అనేది మన ప్రకృతిలో మూలపదార్థం
కొంత ద్రవ్యరాశి కలిగి ఉండి స్థలాన్ని ఆక్రమించే దేనినైనా పదార్థం అని అంటారు.
పదార్థం స్థితులు
పదార్థం ప్రధానంగా ఐదు స్థితుల్లో ఉంటుంది.
1) ఘనస్థితి 2) ద్రవస్థితి
3) వాయుస్థితి 4) ప్లాస్మాస్థితి
5) బోస్‌ ఐన్‌స్టీన్‌ కండెన్సేట్‌

ఘన స్థితి
ఘన పదార్థాలు నిర్దిష్టమైన ఆకారం, ఘనపరిమాణం కలిగి ఉంటాయి.
ఘన పదార్థాల్లో ఆకర్షణ అధికంగా ఉంటుంది.
ఘన పదార్ధంలోని కణాలు సులభంగా సంపీడ్యం చెందవు.

ద్రవస్థితి
ద్రవాలను ఒక పాత్ర నుంచి మరొక పాత్రలోకి మార్చగలం వీటిని ప్రవాహులు అంటారు.
ద్రవాలకు నిర్దిష్ట ఆకారం ఉండదు కాని నిర్దిష్ట ఘన పరిమాణం ఉంటుంది.
ద్రవాల ఆకారం వాటిని తీసుకునే పాత్ర ఆకారంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
నీటిధార విడిపోకుండా నిరంతరాయంగా ప్రవహించడానికి కారణం పరస్పరం అణువుల మధ ఆకర్షణ బలం

వాయుస్థితి
వాయువులు నిర్దిష్ట ఆకారాన్ని, ఘన పరిమాణాన్ని కలిగి ఉండవు.
వాయువులతో అణువుల మధ్య ఆకర్షణ తక్కువగా ఉంటుంది
ఘన, ద్రవాలతో పోలిస్తే వాయువులు అధిక సంపీడ్యతను, వ్యాపనాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
ద్రవాలు వాయువులల్లోని కణాలు నిరంతరం చలనంలో ఉంటాయి. వీటిని ‘ప్రవాహులు’ అని పిలుస్తారు.

ప్లాస్మాస్థితి
పదార్థాన్ని అధిక ఉష్ణోగ్రత, పీడనాలకు గురిచేయగా ప్లాస్మాస్థితి లభిస్తుంది.
దీనిని సూపర్‌ హీటెడ్‌ స్టేట్‌ (అతిఉష్ణ స్థితి) అంటారు.
అరోరాలు, తోక చుక్కల తోకభాగం, సౌరపవనాలు, నక్షత్రాలు, భూవాతావరణంలోని ఐనో ఆవరణం నందు ఈ స్థితిని గమనించవచ్చు.
ఈ స్థితిని 1879లో మొదటిసారిగా విలియం క్రుక్స్‌ అనే శాస్త్రవేత్త గుర్తించారు.

బోస్‌ ఐన్‌స్టీన్‌ కండెన్సేట్‌ :
పదార్థాన్ని అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రత, పీడనాలకు గురిచేయగా బోస్‌ ఐన్‌స్టీన్‌ కండెన్సేట్‌ లభిస్తుంది. అంటే పరమశూన్య ఉష్ణోగ్రత వరకు చల్లబరుస్తారు. [OK (or)-273oC or -459.67oF]
దీనిని సూపర్‌ ఫ్లూయిడ్‌ స్థితి అంటారు.
ఈ స్థితిలోని అణువులను బోసాన్‌లు అని పిలుస్తారు.
భారతీయ భౌతిక శాస్త్రవేత్త సత్యేంద్రనాథ్‌ బోస్‌, ఐన్‌స్టీన్‌ పేర్లను ఈ స్థితికి సూచించారు.
మొదటిసారిగా 1995లో బోస్‌ ఐన్‌స్టీన్‌ కండెన్సేట్‌ స్థితిని ఎరిక్‌ కార్నల్‌, ‘కార్ల్‌వైమెన్‌’ అనే శాస్త్రవేత్తలు రుబీడియం పరమాణువులను 170 నాన్‌ కెల్విన్‌ల ఉష్ణోగ్రత వరకు చల్లబరచి సృష్టించారు.
తరువాతి కాలంలో వోల్ఫ్‌గాంగ్‌ కెటెర్‌లె అనే శాస్త్రవేత్త ‘సోడియం’ పరమాణువుల నుంచి కండెన్సేట్‌ స్థితిని తయరు చేశాడు.
2001లో కార్నెల్‌ వైమెన్‌, కెటెర్‌లె శాస్త్రవేత్తలకు భౌతిక శాస్త్రంలో నోబెల్‌ బహుమతి లభించింది.

పదార్థం – రకాలు:
ప్రకృతిలోని పదార్థాన్ని రెండు రకాలుగా వర్గీకరించారు
1. శుద్ధ పదార్థాలు 2. మిశ్రమ పదార్థాలు

శుద్ధ పదార్థాలు:
ఏ పదార్థం అనుఘటకాలను భౌతిక ప్రక్రియల ద్వారా వేరు చేయలేమో వాటిని శుద్ధపదార్థాలు అంటారు.
శుద్ధపదార్థం ఒక సజాతీయ పదార్థం
పదార్థం ఏ భాగం నుంచి తీసుకున్నా నమూనాలో మార్పు ఉండదు.
శుద్ధ పదార్థాలు రెండు రకాలు ఎ) మూలకాలు బి) సంయోగ పదార్థాలు

ఎ) మూలకాలు
మూలకం అనే పదాన్ని ప్రవేశ పెట్టిన వారు – రాబర్ట్‌బాయిల్‌
మూలకానికి స్పష్టమైన నిర్వచనాన్ని ఇచ్చినవారు లెవోయిజర్‌.
మూలకాలను లోహాలు, ఆల్కహాల్క్‌, అలోహాలుగా విభజించారు.
ప్రస్తుతం ఆవర్తన పట్టికలో 118 మూలకాలు గలవు.

బీ) సంయోగపదార్థాలు
రసాయన చర్యలో ఏదైనా పదార్థం రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పదార్థాలుగా విడిపోతే దానిని సంయోగ పదార్థం అంటారు.
సంయోగ పదార్థాల్లో అనుఘటక మూలకాల ధర్మాలను ప్రదర్శించదు.
అనుఘటక నిష్పత్తి స్థిరంగా ఉంటుంది
వీటిని రసాయన లేదా విద్యుత్‌ రసాయన చర్యల ద్వారా మాత్రమే వేరు చేయగలం.

2) మిశ్రమ పదార్థాలు
రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ రకాల అనుఘటకాల కలయిక వల్ల ఏర్పడిన దానిని మిశ్రమం అంటారు.
మిశ్రమంలోని పదార్థాలు 1. భౌతికంగా కలిసి ఉంటాయి కానీ రసాయనికంగా కలసి ఉండవు.
2. ఇవి అనుఘటక మూలకాల ధర్మాలను ప్రదర్శిస్తాయి.
3. వీటిలోని అనుఘటకాలను భౌతిక పద్ధతుల ద్వారా వేరు చేయవచ్చు.
మిశ్రమ పదార్థాలు రెండు రకాలు 1) సజాతీయ మిశ్రమాలు 2) విజాతీయ మిశ్రమాలు

సజాతీయ మిశ్రమాలు
మిశ్రమంలో ఉండే అనుఘటకాలు ఏకరీతిగా విస్తరించి ఉంటే దానిని సజాతీయ మిశ్రమం అంటారు.
కంటితో వేర్వేరుగా గుర్తించలేనంతగా కలిసిపోయి ఉంటాయి.
ఉదా: గాలి, అనేక వాయువుల మిశ్రమం, ఉప్పునీరు మొదలైనవి.

ద్రావణాలు
రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పదార్థాల సజాతీయ మిశ్రమాన్ని ద్రావణాలు అంటారు.
ద్రావణం అనేది ద్రావితం, ద్రావణి అనే అను ఘటకాల మిశ్రమం
ద్రావణం = ద్రావితం + ద్రావణి
తక్కువ పరిమాణంలోని అనుఘటకాన్ని ద్రావితం అని ఎక్కువ పరిమాణంలోని అనుఘటకాన్ని ద్రావణి అని అంటారు.
చక్కెర ద్రావణంలో చక్కెర ద్రావితం, నీరు ద్రావణి
శీతల పానీయాల్లో CO2 ద్రావితం, నీరు ద్రావణి
నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒక ద్రావణంలో కరిగి ఉన్న ద్రావిత పరిమాణాన్ని ‘ద్రావణీయత’ అంటారు.
ద్రావణీయత ఆధారంగా ద్రావణాలు 3 రకాలు 1. సంతృప్త ద్రావణం 2. అసంతృప్త ద్రావణం 3. అతి సంతృప్త ద్రావణం

ద్రావణీయత
1) ద్రావితం, ద్రావణిల స్వభావం
2) ఉష్ణోగ్రతలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ఒక ద్రావణంలో ద్రావిత పరిమాణం తక్కువగా ఉంటే ‘విలీన ద్రావణం’ అని ద్రావిత పరిమాణం ఎక్కువగా ఉంటే గాఢ ద్రావణం అని అంటారు.
ద్రావణ ద్రవ్యరాశి శాతం = ద్రావితం ద్రవ్యరాశి / ద్రావణం ద్రవ్యరాశి X 100
ఘన పరిమాణ శాతం = ద్రావిత ఘనపరిమాణం / ద్రావణం ఘన పరిమాణం X 100
ద్రవ్యరాశి శాతం, ఘనపరిమాణ శాతాలకు ప్రమాణాలు లేవు
ఉదా 200 గ్రాముల నీటిలో 50 గ్రాములు ఉప్పు కలిగి ఉంది ఆ ద్రావణం
m% = 50 / 20+50 X100
= 50/250 x 100
= 1/5 x 100 = 20 %
ద్రావిత ద్రవ్యరాశి = 50 గ్రాములు
ద్రావణి ద్రవ్యరాశి = 200 గ్రాములు

విజాతీయ మిశ్రమాలు
మిశ్రమంలో భిన్న స్థితుల్లో ఉండే పదార్థాలు కలిసి ఉన్నట్లయితే ఆ మిశ్రమాన్ని విజాతీయ మిశ్రమం అంటారు
ఉదా: నూనె, నీరుల మిశ్రమం, నాఫ్తలిన్‌, నీరుల మిశ్రమం మొదలైనవి

అవలంబనాలు
ఒక ద్రావణి కరుగకుండా ఉండి మన కంటితో చూడగలిగే కణాలు కలిగి ఉన్న వాటిని అవలంబనాలు అంటారు.
ఉదా: మట్టి నీరుల మిశ్రమం, దగ్గుమందు లేదా సిరప్‌ మొదలైనవి.
1) అవలంబనాలు కదిలించకుండా స్థిరంగా ఉంచితే కణాలు అడుగుభాగానికి చేరుతాయి.
2) కాంతిని ప్రసరింప చేసినపుడు పరిక్షేపణం చెందవు
3) వడపోత, తేర్చడం ప్రక్రియల ద్వారా వేరుచేయవచ్చు.

కొల్లాయిడ్‌ ద్రావణాలు లేదా కాంజికాభ ద్రావణాలు
మిశ్రమం గుండా కాంతిని ప్రసరింపజేసినపుడు కాంతి కిరణాలు సులభంగా పరిక్షేపణం చెందితే వాటిని కొల్లాయిడ్‌లు అని అంటారు. వీటి లక్షణాలు ద్రావణాలకు, అవలంబనాలకు మధ్యస్థంగా ఉంటాయి.
ఉదా: పాలు, వెన్న, జున్ను, క్రీం, షూ పాలిష్‌, జెల్‌ మొదలైనవి.
కొల్లాయిడ్‌లు రెండు ప్రావస్థలు కలిగి ఉంటాయి.
1) విక్షేపణ ప్రావస్థ 2) విక్షేపణ యానకం
ప్రావస్థ అనేది తక్కువ నిష్పత్తిలో ఉంటుంది. యానకం ఎక్కువ నిష్పత్తిలో ఉంటుంది.
రెండు ప్రావస్థలు ఘన, ద్రవ, వాయు ఏ స్థితిలోనైనా ఉండవచ్చు.
రెండు ప్రావస్థల భౌతిక స్థితిపై ఆధారపడి వివిధ రకాల కొల్లాయిడ్‌లు ఏర్పడతాయి.
కొల్లాయిడ్‌ ద్రావణాలు దృశ్యకాంతిని పరిక్షేపణం చెందించడాన్ని ‘టిండాల్‌ ప్రభావం’ అంటారు. దీనిని కనుగొన్న శాస్త్రవేత్త టిండాల్‌.
సూర్యకిరణాలు చెట్టుకొమ్మలు, ఆకుల మధ్య ప్రసరించినపుడు
వంటగదిలో పొయ్యి నుండి వచ్చే పొగపై సూర్యకాంతి పడినపుడు.
సినిమా ప్రొజెక్టర్‌ కాంతిలో టిండాల్‌ ప్రభాన్ని గమనించవచ్చు.
కొల్లాయిడ్‌లను వడపోత ద్వారా వేరు చేయలేం. వీటిని వేరు చేయడానికి అపకేంద్రిత విధానం (Centrifugal Method), అపకేంద్రక యంత్రం (Centrifuge) ఉపయోగిస్తారు.
పాల నుంచి వెన్న వేరు చేయడానికి మొలాసెస్‌ నుండి చక్కెర స్పటికాలు వేరు చేయడం, రక్తం నుండి సీరమ్‌, ప్లాస్మా వేరుచేయడం మొదలైనవి

మిశ్రమాలు వేరు చేయడం
ఉత్పతనం ద్వారా వేరుచేయడం
ఒక పదార్థాన్ని వేడిచేసినపుడు అది ఘనస్థితి నుండి నేరుగా వాయుస్థితికి మారితే ఆ ప్రక్రియను ఉత్పతనం అంటారు.
ఉదా: కర్పూరం, నాఫ్తలిన్‌ గుళికలు/ కలరా ఉండలు
అమ్మోనియం క్లోరైడ్‌ (NH4cl), అయోడిన్‌, బెంజాయిక్‌ ఆమ్లం మొదలైనవి.
ఉప్పు+ కర్పూరం
ఉప్పు+ అమ్మోనియం క్లోరైడ్‌
నాప్తలిన్‌ + ఉప్పు
ఇసుక+ అయోడిన్‌
ఆహారపదార్ధానికి పూసిన బెంజాయిక్‌ ఆమ్లం వంటి మిశ్రమాలను వేరు చేయడానికి ఉత్పతనం ఉపయోగిస్తారు.

క్రొమటోగ్రఫీ
రంగు ఆధారంగా వర్ణకాలను వేరుచేసే పద్ధతిని క్రొమటోగ్రఫీ అంటారు. ఇది ఒక ప్రయోగశాల ప్రక్రియ.
1) సిరాలోని అనుఘటకాలు వేరుచేయడానికి
2) మొక్కలు పుష్పాలలోని రంగు వర్ణకాలను గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
ఒక ద్రవంలో మరో ద్రవం పూర్తిగా కలిసిపోతే వాటిని మిశ్రణీయ ద్రవాలు అంటారు.
ఉదా: నీరు + ఆల్క్‌హాల్‌
నీరు + ఎసిటోన్‌
మిశ్రణీయ ద్రవాలను వేరుచేయడానికి
1)స్వేదనం
2) అంశిక స్వేదనం అనే పద్ధతులు ఉపయోగిస్తారు.
రెండు ద్రవాలు మరుగు స్థానాల మధ్య వ్యత్యాసం 25oC కంటే ఎక్కువగా ఉంటే ‘స్వేదన ప్రక్రియను’, 25oC కంటే తక్కువగా ఉంటే అంశిక స్వేదనం ప్రక్రియను ఉపయోగిస్తారు.
నీరు (B.P.100oC)+ ఇథైల్‌ ఆల్కహాల్‌ (B.P.78oC) వేరుచేయడం అంశిక స్వేదనం
నీరు (B.P.100oC)+ ఎసిటోన్‌ (B.P.oC) వేరుచేయడం స్వేదనం
ఒక ద్రవం మరొక ద్రవంలో కరగకుండా ఉంటే వాటిని అమిశ్రణీయ ద్రవాలు అంటారు.
ఉదా: నూనె + నీరు, డీజిల్‌ + నీరు
అమిశ్రణీయ ద్రవాలను వేరుచేయడం కోసం ‘వేర్పాటు గరాటు’ ఉపయోగిస్తారు. ఒక ద్రావఱంలో పూర్తిగా కరిగిపోయిన ద్రావితం ఘన పదార్థం అయితే ద్రావితం ద్రావణిలను వేరుచేయడానికి ‘భాష్పీభవనం’ స్పటీకీకరణం అనే ప్రక్రియలను ఉపయోగిస్తారు.
ఉదా: చక్కెర ద్రావణం నుండి చక్కెరను, ఉప్పు ద్రావణం నుండి ఉప్పును వేరుచేయడం.

గాలిలోని అనుఘటకాలు:
N2-78% (M.P 196o C)
O 2 20.9% (M.P- 183 o C)
Ar 0.9% (M.P 186o ఉంటాయి.
గాలిలోని అనుఘటకాలను వేరు చేయడానికి గాలిని ద్రవికరించి వాటిని అంశిక స్వేదన ప్రక్రియకు గురిచేస్తారు.