सविस्तर स्पष्टीकरण (Detailed Explanation):
अचूक उत्तर: पर्याय (4)
१. मूलभूत वैज्ञानिक संकल्पना: जलीय द्रावणाची विद्युत वाहकता त्यामध्ये विद्युतभारित आयन मुक्तपणे हालचाल करू शकतात की नाही, यावर अवलंबून असते. आयन निर्माण करणाऱ्या किंवा आयनांमध्ये विलग होणाऱ्या पदार्थांच्या द्रावणांतून विद्युत प्रवाह वाहू शकतो. २. कार्यपद्धती व रासायनिक समीकरणे: (अ) व्हिनेगरमध्ये असणारे ॲसिटिक आम्ल पाण्यात अंशतः आयनीकृत होते: CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺. (ब) लिंबाच्या रसातील सायट्रिक आम्ल पाण्यात आयनीकृत होऊन विद्युतभारित आयन निर्माण करते. (क) कॉस्टिक सोडा म्हणजे सोडियम हायड्रॉक्साइड (NaOH), जो पाण्यात विरघळल्यावर जवळजवळ पूर्णपणे आयनांमध्ये विलग होतो: NaOH(aq) → Na⁺(aq) + OH⁻(aq). या आयनांच्या हालचालीमुळे विद्युत प्रवाह वाहतो. साखर मात्र पाण्यात विरघळून मुख्यतः उदासीन रेणूंच्या स्वरूपात राहते: C₁₂H₂₂O₁₁(s) → C₁₂H₂₂O₁₁(aq); त्यामुळे ती सामान्य परिस्थितीत लक्षणीय विद्युत वाहकता निर्माण करत नाही. विद्युत वाहकतेचे SI एकक सीमेन्स प्रति मीटर (S/m) आहे. ३. दैनिक जीवनातील उपयोजन व संदर्भ: आम्लांचे द्रावण, क्षारांचे द्रावण आणि विविध आयन असलेले पाणी विद्युत वाहून नेऊ शकतात. या तत्त्वाचा उपयोग पाण्याची गुणवत्ता तपासणे, विद्युत अपघटन आणि इलेक्ट्रोप्लेटिंग यांमध्ये होतो. हा विषय NCERT इयत्ता ८ वीच्या 'Chemical Effects of Electric Current' आणि इयत्ता १० वीच्या 'Acids, Bases and Salts' या संकल्पनांशी संबंधित आहे.
1. Fundamental scientific principle: The electrical conductivity of an aqueous solution depends on the presence of mobile charged particles, principally ions. Solutions containing substances that ionize or dissociate into ions can conduct electricity. 2. Mechanism and chemical equations: (a) Acetic acid in vinegar partially ionizes in water: CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺. (b) Citric acid in lemon juice ionizes in water and produces charged particles. (c) Caustic soda, sodium hydroxide (NaOH), dissociates almost completely in water: NaOH(aq) → Na⁺(aq) + OH⁻(aq). The movement of these ions carries electric current. Sugar dissolves primarily as neutral molecules rather than forming ions: C₁₂H₂₂O₁₁(s) → C₁₂H₂₂O₁₁(aq). Therefore, an ordinary sugar solution does not exhibit appreciable electrical conductivity. The SI unit of electrical conductivity is siemens per metre (S/m). 3. Practical applications and textbook connection: Ionic conductivity is relevant to water-quality testing, electrolysis, and electroplating. The concepts align with NCERT Class 8, 'Chemical Effects of Electric Current,' and Class 10, 'Acids, Bases and Salts.'
मुख्य गल्लत म्हणजे पाण्यात विरघळणारा पदार्थ आणि विद्युत वाहक पदार्थ यांना समान समजणे. प्रत्येक विद्राव्य पदार्थ विद्युत वाहत नाही. साखर पाण्यात विरघळते; मात्र ती मुक्त आयन निर्माण करत नाही. याउलट, ॲसिटिक आम्ल व सायट्रिक आम्ल अंशतः आयनीकृत होतात, तर NaOH जवळजवळ पूर्णपणे आयनांमध्ये विलग होतो. दुर्बळ विद्युत अपघट्याची विद्युत वाहकता शून्य नसते; ती सामान्यतः प्रबळ विद्युत अपघट्यापेक्षा कमी असते, मात्र प्रत्यक्ष वाहकता एकाग्रता आणि तापमानावरही अवलंबून असते.
Do not confuse solubility with electrical conductivity. A substance can dissolve in water without producing ions. Sugar dissolves but remains predominantly as neutral molecules. Acetic acid and citric acid ionize partially, whereas NaOH dissociates almost completely. A weak electrolyte does not have zero conductivity; its conductivity is generally lower than that of a strong electrolyte at comparable concentrations. Actual conductivity also depends on concentration and temperature.
स्मृती क्लृप्ती: 'आम्ल + क्षार = आयन; साखर = रेणू'. व्हिनेगर (ॲसिटिक आम्ल), लिंबाचा रस (सायट्रिक आम्ल) आणि कॉस्टिक सोडा (NaOH) यांच्यापासून द्रावणात आयन मिळतात. साखर पाण्यात विरघळते, पण आयनीकृत होत नाही. म्हणून योग्य संच २, ३ आणि ४.
Memory rule: 'Acids and alkalis supply ions; sugar stays molecular.' Vinegar supplies acetic acid, lemon juice supplies citric acid, and caustic soda supplies Na⁺ and OH⁻ ions. Sugar dissolves without appreciable ion formation. Therefore, the correct combination is 2, 3, and 4.
पर्याय १: 'फक्त १, ३ आणि ४' चुकीचा आहे, कारण साखरेचे जलीय द्रावण सामान्यतः विद्युत वाहत नाही; त्यामुळे त्यात १ समाविष्ट करणे चुकीचे आहे. पर्याय २: 'फक्त २ आणि ४' अपूर्ण आहे, कारण लिंबाच्या रसातील सायट्रिक आम्लामुळे आयन तयार होतात आणि त्याचे द्रावणही विद्युत वाहते. पर्याय ३: 'फक्त १ आणि ४' चुकीचा आहे, कारण व्हिनेगरचे द्रावण आणि लिंबाच्या रसाचे द्रावण या दोन्हींची विद्युत वाहकता आयनांच्या उपस्थितीमुळे असते; तसेच साखरेचा समावेश अयोग्य आहे. पर्याय ४: 'फक्त २, ३ आणि ४' योग्य आहे. व्हिनेगर व लिंबाचा रस दुर्बळ आम्लीय विद्युत अपघट्यांची उदाहरणे आहेत, तर NaOH हा प्रबळ विद्युत अपघट्य आहे.
Option 1, '1, 3, and 4 only,' is incorrect because sugar solution does not normally conduct electricity appreciably; including item 1 is therefore wrong. Option 2, '2 and 4 only,' is incomplete because lemon juice also contains ionizable citric acid and conducts electricity. Option 3, '1 and 4 only,' is incorrect because vinegar and lemon juice both conduct electricity through mobile ions, while sugar solution is incorrectly included. Option 4, '2, 3, and 4 only,' is correct. Vinegar and lemon juice are examples of solutions containing weak acids, whereas NaOH is a strong electrolyte.
