வேதி நுண்ணறிவு · அலகுகள் 6, 11, 12, 14

துத்தநாக அயனின் (Zn²⁺) இரசாயனவியல்

d¹⁰ — நிறமற்ற amphoteric அயன்; கால்வனைசிங், Daniell செல், Zn-உயிர்இரசாயனவியல்

🧠 நினைவாற்றல் கருவம் (Memory Core)

d¹⁰ post-transition (நிறமற்ற) + amphoteric + sacrificial galvanising + Daniell partner + ZnS Group IV white

⚠ தேர்வுக்கான தவறுகள் (Exam Traps)

Zn²⁺ d¹⁰ — transition metal அல்ல (கூறு வரையறை = partially filled d). Cu²⁺ உடன் வேறுபடுத்த
Zn(OH)₂ + xs NH₃ → [Zn(NH₃)₄]²⁺ கரையும் (Cr/Al கரையாது — Group III/IV வேறுபாடு)
ZnS வெண் — Group IV-இல் ஒரே வெண் sulfide (மற்றவை கருப்பு)

1அமைப்பு & பண்புகள்

e⁻ அமைப்பு:: Zn = [Ar] 3d¹⁰ 4s² · Zn²⁺ = [Ar] 3d¹⁰
நிறம்:: நிறமற்ற (d¹⁰ — d-d transition இல்லை)
காந்தத்தன்மை:: 0 unpaired e⁻ — diamagnetic
வடிவியல்:: நான்முகி (4-coordinate, பெரும்பாலும்)
E°(Zn²⁺/Zn):: −0.76 V (எளிதாக ஒட்சியேற்றமாகும் — sacrificial)
transition உலோகமா?:: இல்லை — d¹⁰ முழுவதும் நிரம்பியது (கூறு வரையறை: partially-filled d-subshell)

🔑 Amphoteric நடத்தை (behaviour) ★★★★★

Zn²⁺ + 2 OH⁻ → Zn(OH)₂ ↓ (வெண்மை)

Zn(OH)₂ + 2 OH⁻ (xs) → [Zn(OH)₄]²⁻ (நிறமற்ற, கரையும்)

Zn(OH)₂ + 2 H⁺ → Zn²⁺ + 2 H₂O

Amphoteric trio: Al(OH)₃ · Zn(OH)₂ · Cr(OH)₃ — அமிலத்திலும் கரையும், காரத்திலும் கரையும். Group III (Cr, Al) NH₃-இல் கரையாது, ஆனால் Zn — NH₃ excess-இல் [Zn(NH₃)₄]²⁺ ஆக கரையும் (வேறுபடுத்துகிறது).

2தாக்கங்கள் (Reactions)

காரம் + NH₃

+ NaOH (குறைவு): Zn(OH)₂ ↓ வெண்மை
+ NaOH (xs): [Zn(OH)₄]²⁻ கரையும் (amphoteric)
+ NH₃ (குறைவு): Zn(OH)₂ ↓ வெண்மை
+ NH₃ (xs): [Zn(NH₃)₄]²⁺ நிறமற்ற கரைசல்

Group IV qualitative

+ H₂S (NH₃-காரம்): Zn²⁺ + S²⁻ → ZnS ↓ ⬤ வெண்மை (Group IV மற்ற கருப்பு சல்பைடுகளில் இருந்து வேறுபடும்).

Zn உலோகம் — அமிலங்களுடன்

Dilute HCl / H₂SO₄: Zn + 2 H⁺ → Zn²⁺ + H₂ ↑ (classic H₂ lab prep).
Dilute HNO₃: 4 Zn + 10 HNO₃ → 4 Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3 H₂O (மிக-நீர்த்த — H₂ வராது).
Conc NaOH: Zn + 2 NaOH + 2 H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂ ↑ (amphoteric உலோகம்).

🔋 Daniell செல்

Zn | Zn²⁺ ‖ Cu²⁺ | Cu — E°_cell = 0.34 − (−0.76) = +1.10 V
Zn அனோடு (Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻); Cu கதோடு (Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu).

Zn²⁺ HUB · நிறமற்ற amphoteric — Group IV-ன் தனிப்பட்ட வெண்மை ZnS

3தொழில் & கால்வனைசிங்

⛓ கால்வனைசிங் (galvanising) Unit 12 + 14

Fe-ஐ Zn-கொண்டு பூசுதல் (Zn dip-coating). E°(Zn²⁺/Zn) = −0.76 V < E°(Fe²⁺/Fe) = −0.44 V → Zn முதலில் ஒட்சியேற்றமாகும் (sacrificial anode). பூச்சு கீறப்பட்டாலும், Zn முதலில் கரையும் → Fe காப்பாற்றப்படும்.

பயன்பாடுகள் (uses)

Brass (Cu + Zn), Zinc plating — கட்டிட பொருட்கள், கூரை.
Dry cells — Zn anode case + MnO₂ cathode.
ZnO — sunscreen, paint, rubber vulcanisation.
ZnSO₄ — fertilizer, dye-mordant.

🧬 உயிரியல் (biology)

Zn — 300+ enzyme-களில் கொஃபேக்டர் (carbonic anhydrase, DNA polymerase, alcohol dehydrogenase, insulin). Zn-finger புரோட்டீன்கள் — DNA-bind. பற்றாக்குறை: நோய்-எதிர்ப்பு குறைவு, காயம் ஆற குறை, சுவை இழப்பு.

4அடையாள சோதனை & தேர்வாளர் பாங்கு

நிறம்

நிறமற்ற கரைசல்

+ NaOH (xs) amphoteric

வெண்மை ppt → கரையும் ([Zn(OH)₄]²⁻)

+ NH₃ (xs)

வெண்மை ppt → கரையும் ([Zn(NH₃)₄]²⁺)

+ H₂S (NH₃)

வெண்மை ZnS — Group IV தனிப்பட்டது

+ K₄[Fe(CN)₆]

வெண்மை-நீலம் K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂

சுவாலை

பச்சை-நீலம் (மங்கிய)

📊 தேர்வாளர் பாங்கு

Paper I: Amphoteric trio MCQ — Al, Zn, Cr (எது amphoteric?).
Paper II: Group III vs Group IV separation — Zn NH₃-இல் கரையும் (Cr/Al கரையாது).
Unit 12: Daniell cell EMF; galvanising / sacrificial protection.
Unit 14: Zn metal extraction (ZnO + C → Zn + CO).

🔗 தொடர்புடைய கருத்துகள் — Connected Concepts

Unit 6 · விரைவில் Zn² is post-transition (d¹⁰) — Cu²⁺-உடன் ஒப்பீடு (paramagnetic vs diamagnetic) Unit 11 · விரைவில் Zn(OH)₂ Ksp; amphoteric K equilibria Unit 12 · விரைவில் E°(Zn²⁺/Zn) = −0.76 V — Daniell cell, sacrificial protection Unit 14 · விரைவில் Zn extraction; brass; galvanising; ZnO uses அயன் Daniell cell partner — Cu²⁺ kathode அயன் [Zn(NH₃)₄]²⁺ வேறுபடுத்துகிறது (Cr/Al கரையாது)

🔬 Cation Analysis ← எல்லா boards