How do we get white sugar from green sugarcane, clean water from muddy water, or petrol from crude oil? By clever ways of pulling mixtures apart — the science of separation.हरे गन्ने से सफ़ेद चीनी, गंदे पानी से साफ़ पानी, या crude oil से petrol कैसे मिलता है? Mixtures को अलग करने के चतुर तरीक़ों से — separation का विज्ञान।
Most things around us are mixtures — two or more substances jumbled together. This chapter shows how to tell the kinds of mixtures apart (solutions, suspensions, colloids) and the many neat techniques used to separate them — mostly through pictures, apparatus diagrams and flowcharts.हमारे आस-पास ज़्यादातर चीज़ें mixtures हैं — दो या ज़्यादा पदार्थ आपस में मिले हुए। यह chapter दिखाता है कि mixtures के प्रकार (solutions, suspensions, colloids) कैसे पहचानें और इन्हें अलग करने के तरीक़े क्या हैं — ज़्यादातर चित्रों, apparatus diagrams और flowcharts के ज़रिए।
Remember from before:पहले जो सीखा था:
A mixture = two or more substances not chemically joined, so each keeps its own properties.Mixture = दो या ज़्यादा पदार्थ जो रासायनिक रूप से जुड़े नहीं, इसलिए हर एक अपने गुण रखता है।
Solution = a solute dissolved in a solvent (sugar in water).Solution = किसी solvent में घुला solute (पानी में चीनी)।
You know simple separations: handpicking, sieving, filtration, evaporation, magnet.आप सरल separations जानते हो: हाथ से चुनना, sieving, filtration, evaporation, चुम्बक।
1. What Kind of Mixture Is It? [NCERT p.72–73]
Goal: Sort any mixture into one of three types — solution, suspension, colloid — using two simple tests: your eyes and a torch beam.Goal: किसी भी mixture को तीन प्रकारों में छाँटना — solution, suspension, colloid — दो आसान tests से: आँखें और torch की किरण।
Figure 5.1 — Two quick tests (eyes + a torch beam) sort every mixture into a solution, a suspension, or a colloid.चित्र 5.1 — दो झटपट tests (आँखें + torch किरण) हर mixture को solution, suspension या colloid में छाँट देते हैं।
A homogeneous mixture looks the same everywhere — the first sip of sugar-water is as sweet as the last. A heterogeneous mixture is uneven — you can see the sand sitting in the water. That is the whole idea; the flowchart above just adds the torch test to split the heterogeneous ones further.[NCERT p.72–73]Homogeneous mixture हर जगह एक जैसा दिखता है — चीनी-पानी का पहला घूँट आख़िरी जितना ही मीठा। Heterogeneous mixture असमान होता है — पानी में बैठी रेत दिख जाती है। यही पूरी बात है; ऊपर का flowchart बस torch test जोड़कर heterogeneous वालों को और बाँट देता है।[NCERT p.72–73]
Activity 5.1 — the laser testActivity 5.1 — laser test
Figure 5.2 — Shine a laser through three mixtures. Only in the suspension and the colloid is the beam's path lit up (scattering). Adapted from NCERT Fig. 5.3. Safety: never look into a laser.चित्र 5.2 — तीन mixtures में laser चमकाओ। सिर्फ़ suspension और colloid में किरण का रास्ता चमकता है (scattering)। NCERT Fig. 5.3 से adapted। Safety: laser में कभी न देखो।
Quick checkछोटा सवाल
A glass of clear apple juice does not scatter a torch beam and never settles. Which type is it?साफ़ apple juice का गिलास torch किरण को scatter नहीं करता और कभी नहीं बैठता। यह कौन-सा प्रकार है?
In one lineएक लाइन में
Solution = uniform, clear, no beam. Suspension = cloudy, settles, beam shows. Colloid = looks uniform but the beam shows and it doesn't settle.Solution = एक जैसा, साफ़, कोई beam नहीं। Suspension = धुंधला, बैठता है, beam दिखता है। Colloid = एक जैसा दिखता पर beam दिखता है और बैठता नहीं।
2. Solutions and Concentration [NCERT p.73–77]
Goal: See what a solution is made of, and measure "how strong" it is (concentration) in three ways.Goal: देखना कि solution किससे बना है, और यह "कितना गाढ़ा" है (concentration) तीन तरीक़ों से नापना।
Figure 5.3 — A solution = solute dissolved in solvent.चित्र 5.3 — Solution = solvent में घुला solute।
Why does the exact amount matter?ORS (the life-saving salt-sugar drink) only works with the right proportion. Farmers must add the right amount of pesticide — too little fails, too much harms crops and soil. The amount of solute in a given amount of solvent/solution is the concentration.[NCERT p.74]सही मात्रा क्यों ज़रूरी?ORS (जान बचाने वाला नमक-चीनी घोल) सिर्फ़ सही अनुपात में काम करता है। किसान सही मात्रा में pesticide डालें — कम हो तो असर नहीं, ज़्यादा हो तो फ़सल और मिट्टी को नुकसान। किसी solvent/solution में घुले solute की मात्रा ही concentration है।[NCERT p.74]
Meet a scientist — Dr Dilip Mahalanabisएक scientist से मिलो — Dr Dilip MahalanabisThis Indian paediatrician developed and proved the simple ORS treatment for dehydration from diarrhoea and cholera. After the WHO popularised it, ORS has saved millions of lives — a tiny bit of the right salt-sugar concentration in water.[NCERT p.74]इस भारतीय बाल-रोग विशेषज्ञ ने diarrhoea और cholera से हुई dehydration के लिए सरल ORS इलाज बनाया और साबित किया। WHO के प्रचार के बाद ORS ने लाखों जानें बचाई हैं — पानी में सही नमक-चीनी concentration की थोड़ी-सी मात्रा।[NCERT p.74]
Three ways to write concentration (as a percentage)Concentration लिखने के तीन तरीक़े (percentage में)
Figure 5.4 — Pick the recipe that matches what is easy to measure: weigh solids, measure liquids. Adapted from NCERT Eqs. 5.1–5.3.चित्र 5.4 — जो नापना आसान हो वही recipe चुनो: ठोस को तौलो, तरल को नापो। NCERT Eqs. 5.1–5.3 से adapted।
Worked examples (NCERT 5.1–5.3)हल किए उदाहरण (NCERT 5.1–5.3)
• 10 g salt in 90 g water → solution = 100 g → % w/w = 10/100 ×100 = 10%. • 5 g glucose in 100 mL solution → % w/v = 5/100 ×100 = 5%. • 1 mL pesticide in 100 mL spray → % v/v = 1/100 ×100 = 1%.[NCERT p.75–76]• 90 g पानी में 10 g नमक → solution = 100 g → % w/w = 10/100 ×100 = 10%। • 100 mL solution में 5 g glucose → % w/v = 5/100 ×100 = 5%। • 100 mL spray में 1 mL pesticide → % v/v = 1/100 ×100 = 1%।[NCERT p.75–76]
Solubility — how much can dissolve?Solubility — कितना घुल सकता है?
Add more and more solute and it keeps dissolving — until it can't. A saturated solution holds the maximum solute at that temperature; extra solute just sits at the bottom. Hotter water usually dissolves more. A solubility curve shows this at a glance.[NCERT p.77]और-और solute डालो तो घुलता रहता है — जब तक और न घुले। Saturated solution उस तापमान पर अधिकतम solute रखता है; ज़्यादा solute नीचे बैठ जाता है। गरम पानी आमतौर पर ज़्यादा घोलता है। Solubility curve यह एक नज़र में दिखाता है।[NCERT p.77]
Figure 5.5 — Solubility curves. Compound B's solubility shoots up with temperature; A's rises gently. Cooling a saturated B solution from 60 °C (287 g) to 40 °C (241 g) forces out 287 − 241 = 46 g of solid — the idea behind crystallization. Adapted from NCERT Fig. 5.6.चित्र 5.5 — solubility curves। Compound B की solubility तापमान के साथ तेज़ी से बढ़ती है; A की धीरे। Saturated B solution को 60 °C (287 g) से 40 °C (241 g) तक ठंडा करने पर 287 − 241 = 46 g ठोस बाहर निकलता है — यही crystallization का विचार है। NCERT Fig. 5.6 से adapted।
Quick checkछोटा सवाल
20 g of sugar is dissolved in 80 g of water. What is the mass percentage (% m/m)?80 g पानी में 20 g चीनी घोली जाती है। mass percentage (% m/m) क्या है?
In one lineएक लाइन में
Concentration = solute ÷ solution ×100, as % w/w, % w/v or % v/v. Higher temperature ⇒ usually more solubility; a saturated solution is "full".Concentration = solute ÷ solution ×100, % w/w, % w/v या % v/v में। ज़्यादा तापमान ⇒ आमतौर पर ज़्यादा solubility; saturated solution "भरा हुआ" होता है।
3. The Separation Toolkit [NCERT p.77–85]
Goal: Match each mixture to the right separation technique, and see the apparatus for each.Goal: हर mixture को सही separation technique से जोड़ना, और हर एक का apparatus देखना।
Figure 5.6 — The whole chapter on one page: choose the technique from what you have to separate.चित्र 5.6 — पूरा chapter एक पन्ने पर: जो अलग करना है उसी से technique चुनो।
Evaporation & CrystallizationEvaporation और Crystallization
Evaporation boils/dries off the solvent to leave the solid — but the solid can get spoilt by heat and traps impurities. Crystallization is gentler and purer: make a hot saturated solution, filter it, then let it cool slowly — pure, shiny crystals grow while impurities stay in the liquid.[NCERT p.77–79]Evaporation solvent को उड़ा/सुखा देता है और ठोस बचता है — पर ठोस गरमी से ख़राब हो सकता है और अशुद्धियाँ फँस जाती हैं। Crystallization ज़्यादा नरम और शुद्ध है: गरम saturated solution बनाओ, छानो, फिर धीरे-धीरे ठंडा होने दो — शुद्ध, चमकीले crystals बनते हैं जबकि अशुद्धियाँ तरल में रह जाती हैं।[NCERT p.77–79]
Bright blue copper-sulfate crystals on a watch glass.एक वॉच ग्लास पर चमकीले नीले कॉपर-सल्फेट के क्रिस्टल।Figure 5.7 — Crystallization of copper sulfate: saturate → filter hot → cool slowly → pure blue crystals. Adapted from NCERT Fig. 5.8.चित्र 5.7 — copper sulfate का crystallization: saturate → गरम छानो → धीरे ठंडा → शुद्ध नीले crystals। NCERT Fig. 5.8 से adapted।A gallery of natural crystals: rock-salt crystals, sugar-candy (mishri), a snowflake and a purple quartz cluster.प्राकृतिक क्रिस्टल की गैलरी: सेंधा नमक के क्रिस्टल, मिश्री, एक बर्फ का टुकड़ा और एक बैंगनी क्वार्ट्ज समूह।
India's contribution — salt from the seaIndia का योगदान — समुद्र से नमकCoastal communities in India have long made salt by crystallization: panga salt by boiling concentrated sea brine, and karkatch salt by letting seawater evaporate in the sun — controlling the crystal size along the way.[NCERT p.80]India के तटीय समुदाय लम्बे समय से crystallization से नमक बनाते आए हैं: panga salt गाढ़े समुद्री खारे पानी को उबालकर, और karkatch salt समुद्री पानी को धूप में evaporate करके — साथ ही crystal का आकार भी नियंत्रित करके।[NCERT p.80]
Coastal salt pans in India where seawater evaporates in the sun to leave salt.भारत में तटीय नमक के मैदान जहाँ समुद्री पानी धूप में वाष्पित होकर नमक छोड़ता है।
Distillation — separating two miscible liquidsDistillation — दो miscible liquids अलग करना
Two liquids that mix (like acetone, b.p. 56 °C, and water, b.p. 100 °C) can't be filtered apart. But heat the mix: the lower-boiling liquid vaporises first, travels into a cool condenser, turns back to liquid, and drips out pure. Works when boiling points differ by at least ~25 °C.[NCERT p.80–81]जो दो liquids मिल जाते हैं (जैसे acetone, b.p. 56 °C, और पानी, b.p. 100 °C) उन्हें छानकर अलग नहीं कर सकते। पर mix को गरम करो: कम boiling point वाला liquid पहले vapour बनता है, ठंडे condenser में जाता है, फिर liquid बनकर शुद्ध टपकता है। यह तब काम करता है जब boiling points में कम-से-कम ~25 °C का फ़र्क हो।[NCERT p.80–81]
Figure 5.8 — Distillation set-up: heat the flask, catch the vapour, cool it in the condenser, collect the pure liquid. Adapted from NCERT Fig. 5.12.चित्र 5.8 — distillation set-up: flask गरम करो, vapour पकड़ो, condenser में ठंडा करो, शुद्ध liquid इकट्ठा करो। NCERT Fig. 5.12 से adapted।
India's contribution — Mitti ka Ittar & petroleumIndia का योगदान — Mitti ka Ittar और petroleumIn Kannauj (UP), the "perfume capital of India", the earthy after-rain fragrance is captured as Mitti ka Ittar using the traditional Deg-Bhapka distillation. On a giant scale, a refinery uses fractional distillation to split crude oil into petroleum gas, petrol, kerosene, diesel and more — separating liquids whose boiling points differ by less than 25 °C.[NCERT p.81]Kannauj (UP), "India की perfume राजधानी", में बारिश के बाद की मिट्टी की खुशबू को पारंपरिक Deg-Bhapka distillation से Mitti ka Ittar के रूप में पकड़ते हैं। बड़े पैमाने पर refinery fractional distillation से crude oil को petroleum gas, petrol, kerosene, diesel आदि में बाँटती है — ऐसे liquids जिनके boiling points में 25 °C से कम फ़र्क हो।[NCERT p.81]
Traditional Deg-Bhapka copper still in Kannauj for distilling Mitti ka Ittar.मिट्टी का इत्र बनाने के लिए कन्नौज में पारंपरिक देग-भपका तांबे का भभका।A modern petroleum refinery with tall fractionating towers.ऊंचे आसवन टावरों के साथ एक आधुनिक पेट्रोलियम रिफाइनरी।
Paper Chromatography — separating coloursPaper Chromatography — रंग अलग करना
A drop of black ink is really a mix of dyes. Put a spot near the bottom of a paper strip and dip the end in water (spot above the water). As the water climbs the paper, each dye is carried a different distance — so the black spot fans out into separate colours. ("Chromatography" = "colour writing".)[NCERT p.82]काली स्याही की एक बूँद असल में कई dyes का मिश्रण है। कागज़ की पट्टी के नीचे spot लगाओ और सिरा पानी में डुबोओ (spot पानी से ऊपर)। जैसे पानी कागज़ पर चढ़ता है, हर dye अलग दूरी तक जाता है — इसलिए काला spot अलग-अलग रंगों में फैल जाता है। ("Chromatography" = "रंग से लिखना"।)[NCERT p.82]
Figure 5.9 — Paper chromatography: each dye travels a different distance, so one black spot becomes several colours. Adapted from NCERT Fig. 5.15.चित्र 5.9 — paper chromatography: हर dye अलग दूरी तय करता है, इसलिए एक काला spot कई रंग बन जाता है। NCERT Fig. 5.15 से adapted।
Quick checkछोटा सवाल
You must recover BOTH pure water AND pure salt from salt water. Which method?आपको नमक-पानी से शुद्ध पानी और शुद्ध नमक दोनों वापस चाहिए। कौन-सा तरीक़ा?
Goal: Separate uneven mixtures — immiscible liquids, a subliming solid, and tiny particles in water.Goal: असमान mixtures अलग करना — न मिलने वाले liquids, sublime होने वाला ठोस, और पानी में महीन कण।
Figure 5.10 — Separating funnel: immiscible liquids form layers by density; drain the lower one. Adapted from NCERT Fig. 5.16.चित्र 5.10 — separating funnel: immiscible liquids density से परतें बनाते हैं; निचली को निकालो। NCERT Fig. 5.16 से adapted।Figure 5.11 — Sublimation: camphor turns solid→vapour→solid (deposition) on the cool funnel; sand is left behind. Adapted from NCERT Fig. 5.17.चित्र 5.11 — sublimation: camphor ठोस→vapour→ठोस (deposition) बनकर ठंडे funnel पर जमता है; रेत पीछे रहती है। NCERT Fig. 5.17 से adapted।
Sublimation vs evaporation: sublimation is a solid → gas jump (skipping liquid), e.g. camphor, naphthalene, dry ice. Evaporation is a liquid → gas change. The reverse of sublimation (gas → solid) is called deposition.[NCERT p.84]Sublimation बनाम evaporation: sublimation में ठोस → गैस की छलाँग (liquid छोड़कर), जैसे camphor, naphthalene, dry ice। Evaporation में तरल → गैस। Sublimation का उल्टा (गैस → ठोस) deposition कहलाता है।[NCERT p.84]
Tiny particles in water — Centrifugation & Coagulationपानी में महीन कण — Centrifugation और Coagulation
Filtration can't catch very tiny particles (like blood cells or fine mud). Two tricks: Centrifugation spins the tube very fast so heavy particles are flung to the bottom (used to split blood into plasma and cells). Coagulation adds a coagulant like alum (fitkari) that makes tiny particles clump into big ones that settle and can be filtered.[NCERT p.85–86]Filtration बहुत महीन कण (जैसे रक्त cells या बारीक कीचड़) नहीं पकड़ पाता। दो तरकीबें: Centrifugation tube को बहुत तेज़ घुमाता है ताकि भारी कण नीचे चले जाएँ (रक्त को plasma और cells में बाँटने में इस्तेमाल)। Coagulation में alum (फिटकरी) जैसा coagulant डालते हैं जो महीन कणों को बड़े गुच्छों में जमा देता है जो बैठ जाते हैं और छाने जा सकते हैं।[NCERT p.85–86]
Figure 5.12 — Centrifugation flings heavy particles to the bottom (blood → cells + plasma). Adapted from NCERT Figs. 5.19, 5.22.चित्र 5.12 — centrifugation भारी कणों को नीचे फेंकता है (रक्त → cells + plasma)। NCERT Figs. 5.19, 5.22 से adapted।Figure 5.13 — Coagulation: alum clumps fine mud so it settles (sedimentation), then decant/filter. Making paneer works the same way with acid. Adapted from NCERT Fig. 5.21.चित्र 5.13 — coagulation: alum बारीक कीचड़ को गुच्छों में जमाकर बैठा देता है (sedimentation), फिर decant/filter। पनीर भी acid से ऐसे ही बनता है। NCERT Fig. 5.21 से adapted।
Bridging science and society — the PaperfugeScience और समाज का पुल — PaperfugeA paperfuge is a hand-spun, paper-and-string device (based on a button toy) that spins blood at very high speed — no electricity. It separates blood components to help detect malaria and anaemia in remote areas. A brilliant low-cost idea![NCERT p.86]Paperfuge हाथ से घुमाया जाने वाला कागज़-और-धागे का यंत्र है (button वाले खिलौने पर आधारित) जो रक्त को बहुत तेज़ घुमाता है — बिना बिजली। यह दूर-दराज़ इलाक़ों में malaria और anaemia पकड़ने में रक्त के components अलग करता है। एक शानदार कम-लागत विचार![NCERT p.86]
A hand-held paperfuge spin setup: a low-cost, string-operated centrifugal device.एक हाथ से चलने वाला पेपरफ्यूज स्पिन सेटअप: एक कम लागत वाला, धागे से चलने वाला सेंट्रीफ्यूगल यंत्र।
5. Solution vs Suspension vs Colloid — and the Tyndall Effect [NCERT p.86–89]
Goal: Line up the three mixture types side by side, and explain why some let you "see" a light beam.Goal: तीनों mixture प्रकारों को आमने-सामने रखना, और समझाना कि कुछ में light beam क्यों "दिखता" है।
Figure 5.14 — The one thing that decides everything: particle size. Adapted from NCERT Fig. 5.23.चित्र 5.14 — वह एक चीज़ जो सब तय करती है: particle size। NCERT Fig. 5.23 से adapted।
The Tyndall Effect — scattering of lightTyndall Effect — प्रकाश का scattering
In a solution the particles are too tiny to block light, so the beam passes straight through, invisible. In a colloid or suspension, the bigger particles scatter the light sideways — so you see the beam's path. This is the Tyndall effect (named after John Tyndall). You see it in sunrays through trees, in a cinema projector beam, and in stadium floodlights on a dusty evening.[NCERT p.87–88]Solution में कण इतने छोटे होते हैं कि light को रोक नहीं पाते, इसलिए beam सीधा निकल जाता है, अदृश्य। Colloid या suspension में बड़े कण light को scatter कर देते हैं — इसलिए beam का रास्ता दिखता है। यही Tyndall effect है (John Tyndall के नाम पर)। यह पेड़ों से आती धूप में, cinema projector की किरण में, और धूल भरी शाम को stadium की floodlights में दिखता है।[NCERT p.87–88]
Figure 5.15 — Why a torch beam is invisible in clear water but glows in milk. Adapted from NCERT (Tyndall effect).चित्र 5.15 — साफ़ पानी में torch beam अदृश्य पर दूध में क्यों चमकता है। NCERT (Tyndall effect) से adapted।The Tyndall effect: shafts of sunlight scattered by mist and dust particles in a forest canopy.टिंडल प्रभाव: एक जंगल के चंदवा में धुंध और धूल के कणों द्वारा प्रकीर्णित सूर्य के प्रकाश की किरणें।
Emulsions: a colloid of one liquid in another. Oil-in-water (milk, vanishing cream) and water-in-oil (butter, cold cream). An emulsifier (like milk proteins) keeps them from separating.[NCERT p.88]Emulsions: एक liquid का दूसरे liquid में colloid। Oil-in-water (दूध, vanishing cream) और water-in-oil (मक्खन, cold cream)। Emulsifier (जैसे दूध के proteins) इन्हें अलग होने से रोकता है।[NCERT p.88]
Quick checkछोटा सवाल
Milk looks smooth and uniform, yet a torch beam glows in it and it doesn't settle. What is it?दूध चिकना और एक जैसा दिखता है, फिर भी torch beam इसमें चमकता है और यह बैठता नहीं। यह क्या है?
6. Separation Runs the World [NCERT p.89]
Goal: See how the same ideas clean our water, our bodies and our planet.Goal: देखना कि यही विचार हमारा पानी, हमारा शरीर और हमारी धरती कैसे साफ़ करते हैं।
Figure 5.16 — The science of separation keeps our bodies and our world clean and sustainable.चित्र 5.16 — separation का विज्ञान हमारे शरीर और दुनिया को साफ़ और टिकाऊ रखता है।
Solved NCERT Questions (Revise, Reflect, Refine)हल किए गए NCERT सवाल (Revise, Reflect, Refine)
Q1. Which option correctly classifies the mixtures as homogeneous (Hm) / heterogeneous (Ht)?कौन-सा विकल्प mixtures को homogeneous (Hm) / heterogeneous (Ht) सही बताता है?
(iv) Muddy water — Ht, Milk — Ht, Blood — Ht, Brass — Hm. (Muddy water, milk and blood are heterogeneous — colloid/suspension; brass is an alloy, a homogeneous solid solution.)(iv) Muddy water — Ht, Milk — Ht, Blood — Ht, Brass — Hm। (कीचड़-पानी, दूध और रक्त heterogeneous हैं — colloid/suspension; brass एक alloy है, homogeneous ठोस solution।)
Q2. Which mixtures show the Tyndall effect?कौन-से mixtures Tyndall effect दिखाते हैं?
(iii) a and c — air + dust particles (a) and starch + water (c) have large enough particles to scatter light. Copper sulfate + water (b) and acetone + water (d) are true solutions, so no Tyndall.(iii) a और c — हवा + धूल कण (a) और starch + पानी (c) में इतने बड़े कण हैं कि light scatter हो। Copper sulfate + पानी (b) और acetone + पानी (d) true solutions हैं, इसलिए Tyndall नहीं।
Q3. Complete the properties/examples of solution, suspension and colloid.solution, suspension और colloid के गुण/उदाहरण पूरे करो।
Solution: small particles (<1 nm), transparent, does not settle, cannot be filtered, does not scatter light — salt solution. Suspension: large particles (>1000 nm), settles when undisturbed, separates by filtration, scatters light, heterogeneous — sand in water, mud. Colloid: moderate particles (1–1000 nm), stays evenly distributed, does not settle, scatters light, cannot be filtered — milk, butter, smoke.Solution: छोटे कण (<1 nm), पारदर्शी, बैठता नहीं, filter नहीं, light scatter नहीं — नमक solution। Suspension: बड़े कण (>1000 nm), बैठता है, filtration से अलग, light scatter, heterogeneous — रेत-पानी, कीचड़। Colloid: मध्यम कण (1–1000 nm), समान रूप से फैला, बैठता नहीं, light scatter, filter नहीं — दूध, मक्खन, धुआँ।
Q4. (i) Cake mix: 75 g sugar, 420 g flour, 5 g baking soda. (ii) Brass with 70% copper by mass — find Cu and Zn in 120 g.(i) केक mix: 75 g चीनी, 420 g आटा, 5 g baking soda। (ii) 70% copper वाले brass में 120 g में Cu और Zn।
Q5. Cooking oil (1 L = 910 g) mixed with water — will it form a separate layer? Which on top? How to separate?Cooking oil (1 L = 910 g) पानी में मिलाई — अलग परत बनेगी? ऊपर कौन? कैसे अलग करें?
Yes. 1 L of oil weighs 910 g while 1 L of water weighs 1000 g, so oil is less dense and floats on top. They are immiscible, so separate them with a separating funnel: let the layers settle, open the stopcock to drain the lower water layer, then collect the oil (see Figure 5.10 above).हाँ। 1 L oil = 910 g जबकि 1 L पानी = 1000 g, इसलिए oil कम घना है और ऊपर तैरता है। ये immiscible हैं, इसलिए separating funnel से अलग करो: परतें बैठने दो, stopcock खोलकर नीचे का पानी निकालो, फिर oil इकट्ठा करो (ऊपर Figure 5.10 देखो)।
Q6. Assertion (A): Solutions do not show the Tyndall effect. Reason (R): particles in solutions are larger than 100 nm, so they cannot scatter light.Assertion (A): Solutions Tyndall effect नहीं दिखाते। Reason (R): solutions के कण 100 nm से बड़े होते हैं, इसलिए light scatter नहीं कर सकते।
(iii) A is true, but R is false. A is correct (solutions really don't scatter light). But R is wrong: solution particles are smaller than 1 nm — they don't scatter because they are too small, not too large.(iii) A सही है, पर R ग़लत। A सही है (solutions सच में light scatter नहीं करते)। पर R ग़लत: solution के कण 1 nm से छोटे होते हैं — वे scatter नहीं करते क्योंकि बहुत छोटे हैं, बड़े नहीं।
Q7. Choose a separation method (and reason) for each mixture.हर mixture के लिए separation method (और कारण) चुनो।
MixtureMixture
Method & reasonMethod और कारण
Mud from muddy waterकीचड़-पानी से मिट्टी
Filtration / sedimentation (+ coagulation for fine mud) — particles are insoluble and settle.Filtration / sedimentation (बारीक के लिए coagulation) — कण अघुलनशील, बैठ जाते हैं।
Plasma from bloodरक्त से plasma
Centrifugation — spinning flings the heavier cells down, plasma stays on top.Centrifugation — घुमाने से भारी cells नीचे, plasma ऊपर।
Naphthalene & sandNaphthalene और रेत
Sublimation — naphthalene sublimes on heating, sand does not.Sublimation — naphthalene गरम करने पर sublime, रेत नहीं।
Chalk powder & common saltचॉक पाउडर और नमक
Add water, filter (chalk insoluble → residue), then evaporate/crystallize the salt from the filtrate.पानी डालो, filter (चॉक अघुलनशील → residue), फिर filtrate से नमक evaporate/crystallize।
Common salt & waterनमक और पानी
Evaporation (for salt only) or distillation (to recover both).Evaporation (सिर्फ़ नमक) या distillation (दोनों वापस)।
Oil from waterपानी से oil
Separating funnel — immiscible liquids form layers.Separating funnel — immiscible liquids परतें बनाते हैं।
Pigments of a flowerफूल के pigments
Chromatography — pigments travel different distances on paper.Chromatography — pigments कागज़ पर अलग दूरी तय करते हैं।
Q8. Two miscible liquids A (b.p. 60 °C) and B (b.p. 90 °C). Suggest a separation method; draw a labelled diagram.दो miscible liquids A (b.p. 60 °C) और B (b.p. 90 °C)। अलग करने का तरीक़ा; labelled diagram।
Use distillation — the boiling points differ by 30 °C (> 25 °C). On heating, A vaporises first (lower b.p.), passes through the condenser, and is collected pure; B stays in the flask. The apparatus is the distillation set-up shown in Figure 5.8 (flask + thermometer + water condenser + receiver).Distillation — boiling points में 30 °C का फ़र्क (> 25 °C)। गरम करने पर A पहले vapour बनता है (कम b.p.), condenser से गुज़रकर शुद्ध इकट्ठा होता है; B flask में रहता है। Apparatus वही distillation set-up है जो Figure 5.8 में है (flask + thermometer + water condenser + receiver)।
Q9. Compare evaporation, crystallization and distillation. When would you prefer each?Evaporation, crystallization और distillation की तुलना करो। हर एक को कब पसंद करोगे?
Evaporation — dry off the solvent to get the solid; simplest, but the solid may decompose on heating and keeps impurities. Prefer for a heat-stable solid when you don't need the solvent (e.g. salt from brine). Crystallization — cool a hot saturated solution to grow pure crystals; prefer when you need a pure solid or to remove impurities. Distillation — vaporise and re-condense a liquid; prefer when you want the liquid back or to separate two miscible liquids.Evaporation — solvent सुखाकर ठोस पाओ; सबसे सरल, पर ठोस गरमी से टूट सकता है और अशुद्धियाँ रखता है। heat-सह ठोस के लिए जब solvent न चाहिए (जैसे brine से नमक)। Crystallization — गरम saturated solution ठंडा करके शुद्ध crystals; जब शुद्ध ठोस या अशुद्धि हटानी हो। Distillation — liquid को vapour बनाकर वापस condense; जब liquid वापस चाहिए या दो miscible liquids अलग करने हों।
Q10. Blood is a colloid. (i) What if it behaved like a true suspension? (ii) Identify the dispersed phase and dispersion medium.रक्त एक colloid है। (i) अगर यह true suspension जैसा होता? (ii) dispersed phase और dispersion medium बताओ।
(i) The blood cells would settle out (like sand) and could block blood vessels, so oxygen and nutrients would not reach the tissues — very dangerous. Because blood is a colloid, the cells stay evenly spread. (ii) Dispersed phase = blood cells; dispersion medium = plasma.(i) रक्त cells बैठ जाते (रेत की तरह) और रक्त वाहिकाएँ रोक सकते, जिससे oxygen और पोषक तत्व tissues तक न पहुँचते — बहुत ख़तरनाक। colloid होने से cells समान रूप से फैले रहते हैं। (ii) Dispersed phase = रक्त cells; dispersion medium = plasma।
Q11. Mixture of sand, common salt and naphthalene — give the correct sequence of separation.रेत, नमक और naphthalene का mixture — separation का सही क्रम।
Step 1 — Sublimation: heat gently; naphthalene sublimes and is collected, leaving sand + salt. Step 2 — Dissolve + filter: add water; salt dissolves, sand stays as residue on the filter. Step 3 — Evaporation/crystallization: evaporate (or crystallize) the salt solution to recover the salt.Step 1 — Sublimation: हल्का गरम करो; naphthalene sublime होकर इकट्ठा, रेत + नमक बचे। Step 2 — घोलो + filter: पानी डालो; नमक घुलता है, रेत residue बनकर filter पर। Step 3 — Evaporation/crystallization: नमक solution को evaporate (या crystallize) करके नमक पाओ।
Q12. Why is distillation effective for a water–acetone mixture?पानी–acetone mixture के लिए distillation कारगर क्यों है?
Their boiling points differ enough — acetone 56 °C, water 100 °C, a gap of 44 °C (> 25 °C). So on heating, acetone vaporises well before water does, and is condensed and collected as a pure liquid, while water stays behind.इनके boiling points में काफ़ी फ़र्क है — acetone 56 °C, पानी 100 °C, यानी 44 °C (> 25 °C)। इसलिए गरम करने पर acetone पानी से बहुत पहले vapour बनता है, condense होकर शुद्ध liquid के रूप में इकट्ठा होता है, पानी पीछे रहता है।
Q13. Using the solubility table (g per 100 g water): (i) mass of KNO₃ for a saturated solution in 50 g water at 40 °C; (ii) what happens when saturated KCl at 80 °C is cooled to 25 °C; (iii) effect of temperature on solubility.solubility table (g प्रति 100 g पानी) से: (i) 40 °C पर 50 g पानी में KNO₃ की saturated मात्रा; (ii) 80 °C का saturated KCl 25 °C तक ठंडा होने पर; (iii) तापमान का solubility पर असर।
(i) KNO₃ solubility at 40 °C = 62 g/100 g water, so for 50 g water = 62 × 50/100 = 31 g. (ii) KCl solubility falls from 54 g (80 °C) to about 35 g (25 °C), so roughly 19 g of KCl crystallizes out per 100 g water as the solution cools. (iii) Solubility generally increases with temperature. From 10→80 °C it rises steeply for potassium nitrate (21→167), moderately for ammonium chloride and potassium chloride, and hardly at all for sodium chloride (36→37).(i) 40 °C पर KNO₃ = 62 g/100 g पानी, तो 50 g पानी के लिए = 62 × 50/100 = 31 g। (ii) KCl की solubility 54 g (80 °C) से घटकर ~35 g (25 °C), इसलिए ठंडा होने पर लगभग 19 g KCl crystallize होता है (प्रति 100 g पानी)। (iii) solubility आमतौर पर तापमान के साथ बढ़ती है। 10→80 °C पर potassium nitrate तेज़ी से (21→167), ammonium chloride और potassium chloride मध्यम, और sodium chloride लगभग नहीं (36→37)।
Q14. Sugar solutions: A = 20 g in 80 g water, B = 20 g in 100 g water, C = 30 g in 80 g water. (i) Find % m/m. (ii) Whose is most concentrated?चीनी solutions: A = 80 g पानी में 20 g, B = 100 g में 20 g, C = 80 g में 30 g। (i) % m/m निकालो। (ii) सबसे गाढ़ा किसका?
(i) A = 20/(20+80) ×100 = 20%; B = 20/(20+100) ×100 = 16.7%; C = 30/(30+80) ×100 = 27.3%. (ii) Student C — highest mass percentage, so the most sugar per gram of solution.(i) A = 20/(20+80) ×100 = 20%; B = 20/(20+100) ×100 = 16.7%; C = 30/(30+80) ×100 = 27.3%। (ii) Student C — सबसे ज़्यादा mass percentage, यानी प्रति ग्राम solution में सबसे ज़्यादा चीनी।
Q15. (Journey Beyond, Fig. 5.26) (i) Name technique 'S'. (ii) Label A, B, C. (iii) Which mixtures can it separate (b.p. table)?(Journey Beyond, Fig. 5.26) (i) technique 'S' बताओ। (ii) A, B, C label करो। (iii) कौन-से mixtures अलग होंगे (b.p. table)?
(i) S = Distillation. (ii) A = distillation flask, B = (water) condenser, C = receiver/collecting flask. (iii) Simple distillation works when boiling points differ by ≥ 25 °C: (a) water–acetone (100 − 56 = 44 °C ✓) and (b) water–salt (salt is a dissolved solid ✓). It does NOT work for acetone–alcohol (22 °C), alcohol–chloroform (17 °C), alcohol–benzene (2 °C) — those need fractional distillation — nor for sand–salt (both solids).(i) S = Distillation। (ii) A = distillation flask, B = (water) condenser, C = receiver/इकट्ठा करने वाला flask। (iii) Simple distillation तब काम करता है जब boiling points में ≥ 25 °C फ़र्क हो: (a) water–acetone (100 − 56 = 44 °C ✓) और (b) water–salt (नमक घुला ठोस ✓)। acetone–alcohol (22 °C), alcohol–chloroform (17 °C), alcohol–benzene (2 °C) के लिए नहीं — इन्हें fractional distillation चाहिए — और sand–salt (दोनों ठोस) के लिए भी नहीं।
In-text Questions (Think It Over / Pause and Ponder)पाठ के सवाल (Think It Over / Pause and Ponder)
1. Why do suspended particles settle in muddy water over time, but not in milk?कीचड़-पानी में कण समय के साथ बैठ जाते हैं पर दूध में क्यों नहीं?
Muddy water is a suspension — its particles are large and heavy, so gravity pulls them down. Milk is a colloid — its particles are so tiny that they stay evenly dispersed and don't settle.कीचड़-पानी एक suspension है — इसके कण बड़े और भारी हैं, इसलिए gravity उन्हें नीचे खींचती है। दूध एक colloid है — इसके कण इतने छोटे हैं कि समान रूप से फैले रहते हैं और बैठते नहीं।
2. How is evaporation different from boiling?Evaporation, boiling से कैसे अलग है?
Evaporation happens only at the liquid's surface and at any temperature (it is slow and silent). Boiling happens throughout the liquid, only at the boiling point (bubbles form everywhere).Evaporation सिर्फ़ liquid की सतह पर और किसी भी तापमान पर होता है (धीमा और शांत)। Boiling पूरे liquid में, सिर्फ़ boiling point पर होता है (हर जगह bubbles)।
3. Why do we see bright rays of sunlight through gaps in a dense tree? And why do smoky cities look hazy? What type of mixture are clouds?घने पेड़ की दरारों से धूप की चमकीली किरणें क्यों दिखती हैं? धुएँ भरे शहर धुंधले क्यों? बादल कौन-सा mixture हैं?
All three are the Tyndall effect. Dust in the air (a colloid/suspension) scatters the sunbeam so its path glows; smoke and dust scatter light and make cities hazy. Clouds are a colloid — tiny water droplets/ice crystals dispersed in air.तीनों Tyndall effect हैं। हवा में धूल (colloid/suspension) धूप को scatter करती है इसलिए उसका रास्ता चमकता है; धुआँ और धूल light scatter करके शहरों को धुंधला बनाते हैं। बादल एक colloid हैं — हवा में फैली महीन पानी की बूँदें/बर्फ़ के कण।
4. Why do immiscible liquids form two separate layers? Is sublimation different from evaporation?Immiscible liquids दो अलग परतें क्यों बनाते हैं? Sublimation, evaporation से अलग है?
Immiscible liquids don't mix, and they have different densities — the lighter one floats on the heavier one, forming two layers. Sublimation (solid → gas, skipping liquid) is different from evaporation (liquid → gas); sublimation starts from a solid, evaporation from a liquid.Immiscible liquids मिलते नहीं, और इनकी अलग densities होती हैं — हल्का भारी पर तैरता है, दो परतें बनती हैं। Sublimation (ठोस → गैस, liquid छोड़कर) evaporation (तरल → गैस) से अलग है; sublimation ठोस से शुरू, evaporation तरल से।
Previous-Year Style Questions (PYQ)पिछले सालों जैसे सवाल (PYQ)
PYQ 1. Differentiate a solution, a suspension and a colloid on any three properties (3 marks).solution, suspension और colloid में किन्हीं तीन गुणों पर अंतर (3 marks)।
Particle size (<1 nm / >1000 nm / 1–1000 nm), settling (no / yes / no) and Tyndall effect (no / yes / yes). See the comparison table in Section 5.कण आकार (<1 nm / >1000 nm / 1–1000 nm), settling (नहीं / हाँ / नहीं) और Tyndall effect (नहीं / हाँ / हाँ)। Section 5 की तुलना table देखो।
PYQ 2. 45 g of common salt is dissolved in 180 g of water. Find the mass % concentration (2 marks).180 g पानी में 45 g नमक घुला। mass % concentration (2 marks)।
PYQ 3. Name the technique and give one use: (a) separating cream from milk, (b) separating dyes in ink, (c) obtaining pure copper sulfate crystals (3 marks).technique बताओ और एक उपयोग: (a) दूध से cream, (b) स्याही के dyes, (c) शुद्ध copper sulfate crystals (3 marks)।
Classify any mixture as a solution, suspension or colloid using the eyes-and-torch flowchart.आँख-और-torch flowchart से किसी mixture को solution, suspension या colloid बताना।
Calculate concentration in % w/w, % w/v and % v/v.% w/w, % w/v और % v/v में concentration निकालना।
Pick the right separation technique and describe its apparatus.सही separation technique चुनना और उसका apparatus बताना।
Explain the Tyndall effect and read a solubility curve.Tyndall effect समझाना और solubility curve पढ़ना।
Sources:
NCERT Class 9 Science (Exploration, Reprint 2026–27), Chapter 5: Exploring Mixtures and Their Separation, pp. 72–93.
The lab-apparatus and process diagrams are original SVG illustrations. Real-world photos (crystals, refinery, paperfuge, Tyndall scenes) are listed for generation in IMAGE_PROMPTS.md.