அலகு 14 — வினாத்தொகுப்பு

1. சல்பூரிக் அமிலம் போன்ற கைத்தொழில் இரசாயனப் பொருள்களை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு தொழிற்சாலையை அமைக்க இடம் தெரிவு செய்யும்போது கீழ்வருவனவற்றுள் எது அடிப்படைக் காரணியாக அமையாது?

(1) மூலப்பொருள் கிடைக்கும் தன்மை    (2) போக்குவரத்து வசதி    (3) நீர் மற்றும் சக்தி வழங்கல்    (4) தொழிலாளர் கிடைக்கும் தன்மை    (5) தொழிற்சாலை உரிமையாளரின் பிறந்த ஊர்

விடை: (5). தொழிற்சாலை அமைவிடத்தை (plant siting) தீர்மானிக்கும் காரணிகள் பொருளாதார ரீதியிலும் தொழில்நுட்ப ரீதியிலும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை — மூலப்பொருள் கிடைக்கும் தன்மை, போக்குவரத்து வசதி, நீர் மற்றும் சக்தி வழங்கல், திறமையான தொழிலாளர், சந்தை அண்மை, கழிவு அகற்றும் வசதி ஆகியன அவற்றுள் அடங்கும். உரிமையாளரின் பிறந்த ஊர் அறிவியல் ரீதியான அமைவிடத் தெரிவுக்கு ஒரு காரணியல்ல.

2. கடல் நீரிலிருந்து மக்னீசியம் உலோகத்தைப் பிரித்தெடுக்கும் டோ முறையில் (Dow process) உருகிய MgCl₂ எத்தாக்கத்தினூடாக மக்னீசியமாக மாற்றப்படுகின்றது?

(1) கார்பனால் ஒட்சிஇறக்கம்    (2) உருகுநிலை மின்னாற்பகுப்பு    (3) ஐதரசனால் ஒட்சிஇறக்கம்    (4) வெப்பப் பிரிகை    (5) கரைசல் மின்னாற்பகுப்பு

விடை: (2). மக்னீசியம் மிகத் தாக்கத்திறன் கூடிய உலோகமாதலால் கார்பன் அல்லது ஐதரசன் போன்ற சாதாரண ஒட்சிஇறக்கிகளால் அதன் கனிமத்திலிருந்து பிரிக்க முடியாது. டோ முறையில் கடல் நீரிலிருந்து பெறப்பட்ட Mg(OH)₂ ஐ HCl உடன் வினைப்படுத்தி MgCl₂ ஆக்கி, அதை உருக்கி உருகுநிலையில் மின்னாற்பகுப்புக்கு (molten-state electrolysis) உட்படுத்துகின்றனர். கதோட்டில் Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg, அனோட்டில் 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻ நிகழும்.

3. குளோர்-அல்கலி முறையில் (chlor-alkali process) நாதியம் குளோரைட்டுக் கரைசலை மின்னாற்பகுப்பு செய்யும்போது கிடைக்கும் மூன்று தயாரிப்புகள் யாவை?

(1) Na, Cl₂, H₂    (2) NaOH, Cl₂, H₂    (3) NaOH, O₂, H₂    (4) NaCl, Cl₂, O₂    (5) Na₂CO₃, Cl₂, H₂

விடை: (2). செறிந்த NaCl கரைசலை (brine) மின்னாற்பகுப்பு செய்யும்போது அனோட்டில் குளோரைடு அயன்கள் ஒட்சியேற்றமடைந்து குளோரின் வாயுவைத் (2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻) தருகின்றன; கதோட்டில் நீர் ஒட்சிஇறக்கமடைந்து ஐதரசன் வாயுவையும் (2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻) ஐதரொட்சைட்டு அயன்களையும் தருகின்றது. கதோட்டுப் பகுதியில் Na⁺ உடன் OH⁻ சேர்ந்து சோடியம் ஐதரொட்சைட்டு (NaOH) கரைசலாகக் கிடைக்கின்றது. எனவே மூன்று தயாரிப்புகளும் NaOH, Cl₂, H₂ ஆகும்.

4. சவர்க்காரத் தயாரிப்பின் (saponification) அடிப்படையான இரசாயனத் தாக்கம் எது?

(1) எண்ணெயை அமிலத்துடன் நீர்ப்பகுப்பு செய்தல்    (2) கொழுப்பு/எண்ணெயைக் காரத்துடன் (NaOH) நீர்ப்பகுப்பு செய்தல்    (3) எண்ணெயை ஒட்சியேற்றுதல்    (4) எண்ணெயை ஐதரசனேற்றுதல்    (5) எண்ணெயைப் பல்பகுதியமாக்குதல்

விடை: (2). சவர்க்காரம் என்பது நீண்ட சங்கிலி கொழுப்பமிலங்களின் சோடியம் உப்பாகும். தாவர எண்ணெய் அல்லது விலங்குக் கொழுப்பு (கொழுப்பமிலங்களின் கிளிசரைல் எஸ்தர்) NaOH உடன் வெப்பப்படுத்தப்படும்போது காரத்தாலான நீர்ப்பகுப்பு (alkaline hydrolysis) நிகழ்ந்து கொழுப்பமிலத்தின் சோடியம் உப்பும் (சவர்க்காரம்) கிளிசரோலும் கிடைக்கின்றன. இம்மீளாத் தாக்கமே சவர்க்காரமாக்கல் எனப்படுகின்றது.

5. சோல்வே முறையில் (Solvay process) சோடியம் காபனேற்றுத் தயாரிப்பின்போது சேமிக்கப்பட்டு மீண்டும் சுழற்சிக்கு உட்படுத்தப்படும் வாயு எது?

(1) குளோரின்    (2) ஐதரசன்    (3) காபனீரொட்சைட்டு    (4) ஒட்சிசன்    (5) சல்பர் டையொட்சைட்டு

விடை: (3). சோல்வே முறையில் சுண்ணாம்புக் கல்லை (CaCO₃) வெப்பப் பிரிகைக்கு உட்படுத்தி காபனீரொட்சைட்டையும் சுண்ணாம்பையும் (CaO) பெறுகின்றனர். அந்த CO₂ உப்புக் கரைசல்-அம்மோனியா கலவையினூடாகச் செலுத்தப்பட்டு NaHCO₃ ஐ வீழ்படிவாக்குகின்றது. பின்னர் NaHCO₃ வெப்பப் பிரிகையடைந்து Na₂CO₃ ஆகும்போது மீண்டும் CO₂ வெளியேறுகின்றது; இவ்வாறு வெளியேறும் காபனீரொட்சைட்டு சேமிக்கப்பட்டு முறையில் மீண்டும் சுழற்சிக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றது.

6. ஹேபர் முறையில் (Haber process) அம்மோனியா தயாரிக்கப்படும் மீளும் தாக்கம் N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g); ΔH = −92 kJ mol⁻¹. இத்தாக்கத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும் வினையூக்கி எது?

(1) நிக்கல்    (2) பிளாற்றினம்    (3) வனேடியம்(V) ஒட்சைட்டு    (4) நுண்பகுக்கப்பட்ட இரும்பு    (5) மக்னீசியம் ஒட்சைட்டு

விடை: (4). ஹேபர் முறையில் N₂ உம் H₂ உம் 1:3 கனவளவு விகிதத்தில் கலக்கப்பட்டு, சுமார் 200 atm அமுக்கத்திலும் 450–500 °C வெப்பநிலையிலும், சிறிதளவு K₂O மற்றும் Al₂O₃ ஐ ஊக்குவிப்பானாகக் கொண்ட நுண்பகுக்கப்பட்ட இரும்பு (finely divided iron) வினையூக்கியின் முன்னிலையில் வினைப்படுத்தப்படுகின்றன. நுண்பகுக்கப்பட்ட இரும்பு தாக்க வேகத்தை அதிகரிக்கின்றது; வனேடியம்(V) ஒட்சைட்டு தொடுகை முறைக்கும், நிக்கல் ஐதரசனேற்றத்துக்கும் உரியன.

7. ஹேபர் முறையில் அம்மோனியாவின் விளைச்சல் (yield) தொடர்பாகக் கீழ்வரும் கூற்றுகளுள் தவறானது எது?

(1) அதிக அமுக்கம் அம்மோனியாவின் விளைச்சலை அதிகரிக்கின்றது    (2) குறைந்த வெப்பநிலை சமநிலை விளைச்சலை அதிகரிக்கின்றது    (3) மிகக் குறைந்த வெப்பநிலை தாக்க வேகத்தைப் பெரிதும் குறைக்கின்றது    (4) வினையூக்கி சமநிலை விளைச்சலை அதிகரிக்கின்றது    (5) 450 °C ஒரு சமரச (compromise) வெப்பநிலையாகத் தெரிவு செய்யப்படுகின்றது

விடை: (4). முற்போக்குத் தாக்கம் வெப்ப உமிழ் தாக்கமாதலால் (ΔH எதிர்க்குறி) குறைந்த வெப்பநிலையும், மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை 4 இலிருந்து 2 ஆகக் குறைவதால் அதிக அமுக்கமும் சமநிலையை அம்மோனியாப் பக்கம் நகர்த்தும். ஆனால் மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையில் தாக்க வேகம் மிகவும் மெதுவாகி விடும்; எனவே 450 °C எனும் சமரச வெப்பநிலை தெரிவு செய்யப்படுகின்றது. வினையூக்கி தாக்க வேகத்தை மட்டுமே அதிகரிக்கின்றது; அது சமநிலை விளைச்சலை மாற்றுவதில்லை — எனவே (4) தவறானது.

8. ஓஸ்வால்ட் முறையில் (Ostwald process) நைத்திரிக் அமிலம் தயாரிக்கப்படும் முதற்படியில் அம்மோனியா எதனுடன் வினைபடுகின்றது?

(1) நீராவியுடன்    (2) குளோரினுடன்    (3) ஒட்சிசனுடன் (பிளாற்றினம் வினையூக்கி)    (4) காபனீரொட்சைட்டுடன்    (5) ஐதரசனுடன்

விடை: (3). ஓஸ்வால்ட் முறையின் முதற்படியில் அம்மோனியா வளியுடன் (ஒட்சிசனுடன்) கலக்கப்பட்டு, சுமார் 850 °C இல் பிளாற்றினம்–ரோடியம் கம்பிவலை வினையூக்கியின் (Pt–Rh catalyst) மேலாகச் செலுத்தப்படுகின்றது: 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O. பின்னர் NO மேலும் ஒட்சியேற்றமடைந்து NO₂ ஆகி (2NO + O₂ → 2NO₂), அது நீருடன் வினைபட்டு நைத்திரிக் அமிலத்தைத் (3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO) தருகின்றது.

9. தொடுகை முறையில் (Contact process) சல்பூரிக் அமிலம் தயாரிப்பின் மைய மீளும் தாக்கம் 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g); ΔH = −197 kJ mol⁻¹. இத்தாக்கத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும் வினையூக்கி எது?

(1) நுண்பகுக்கப்பட்ட இரும்பு    (2) வனேடியம்(V) ஒட்சைட்டு (V₂O₅)    (3) பிளாற்றினம்    (4) நிக்கல்    (5) மாங்கனீசு(IV) ஒட்சைட்டு

விடை: (2). தொடுகை முறையின் முக்கியப் படியான SO₂ வை SO₃ ஆக ஒட்சியேற்றுவது வனேடியம்(V) ஒட்சைட்டு (V₂O₅) வினையூக்கியின் முன்னிலையில் சுமார் 450 °C இலும் 1–2 atm அமுக்கத்திலும் நிகழ்கின்றது. இத்தாக்கமும் வெப்ப உமிழ் தாக்கம், மூலக்கூறு எண்ணிக்கை குறைவது; எனவே குறைந்த வெப்பநிலையும் அதிக அமுக்கமும் SO₃ ஐச் சாதகமாக்கும் என்றாலும், வேகத்தைக் கருதி 450 °C எனும் சமரச வெப்பநிலை தெரிவு செய்யப்படுகின்றது.

10. தொடுகை முறையில் SO₃ ஐ நேரடியாக நீருடன் சேர்க்காமல், முதலில் செறிந்த சல்பூரிக் அமிலத்தில் கரைத்து ஓலியம் (oleum, H₂S₂O₇) ஆக்குவதற்குக் காரணம் என்ன?

(1) நீர் கிடைப்பது குறைவு    (2) SO₃ ஐ நேரடியாக நீருடன் சேர்த்தால் அது மிகுந்த வெப்பத்துடன் அடர்த்தியான அமில மூடுபனியை (mist) உருவாக்கும்    (3) ஓலியம் மலிவானது    (4) நீர் வினையூக்கியைக் கெடுக்கும்    (5) SO₃ நீரில் கரையாது

விடை: (2). SO₃ ஐ நேரடியாக நீருடன் சேர்த்தால் தாக்கம் மிகுந்த வெப்பத்துடன் வேகமாக நிகழ்ந்து, மீண்டுவராத அடர்த்தியான சல்பூரிக் அமில மூடுபனி (acid mist) உருவாகும்; இதைச் சேகரிப்பது கடினம், ஆபத்தானதும் கூட. எனவே SO₃ முதலில் செறிந்த சல்பூரிக் அமிலத்தில் கரைக்கப்பட்டு ஓலியம் (H₂S₂O₇) ஆக்கப்படுகின்றது; பின்னர் ஓலியம் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட முறையில் நீருடன் நீர்க்கப்பட்டுச் செறிந்த சல்பூரிக் அமிலம் பெறப்படுகின்றது.

11. ரூட்டைல் கனிமத்திலிருந்து (rutile, TiO₂) தூய டைட்டேனியம்(IV) ஒட்சைட்டு உற்பத்தியில் குளோரைடு முறையில் (chloride route) முதலில் உருவாக்கப்படும் இடைநிலைச் சேர்வை எது?

(1) TiCl₄    (2) TiO    (3) Ti₂O₃    (4) TiH₄    (5) TiS₂

விடை: (1). இயற்கையான ரூட்டைலில் இரும்பு போன்ற மாசுக்கள் கலந்திருப்பதால் அதை நேரடியாக நிறமியாகப் பயன்படுத்த முடியாது. குளோரைடு முறையில் ரூட்டைல் கார்பனின் முன்னிலையில் குளோரினுடன் வெப்பப்படுத்தப்பட்டு ஆவியாகும் TiCl₄ ஆக்கப்படுகின்றது (TiO₂ + 2Cl₂ + 2C → TiCl₄ + 2CO). TiCl₄ காய்ச்சி வடித்தலால் சுத்திகரிக்கப்பட்டு, பின்னர் ஒட்சிசனுடன் வினைபட்டுத் தூய TiO₂ ஆகத் திரும்ப ஒட்சியேற்றமடைகின்றது (TiCl₄ + O₂ → TiO₂ + 2Cl₂); குளோரின் மீண்டும் சுழற்சிக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றது.

12. வெடிப்புலையில் (blast furnace) இரும்புத் தாதுவிலிருந்து இரும்பைப் பிரித்தெடுக்கும்போது, இரும்பு(III) ஒட்சைட்டை ஒட்சிஇறக்கம் செய்யும் முதன்மையான ஒட்சிஇறக்கி எது?

(1) கார்பன் (கோக்)    (2) காபன் மொனொட்சைட்டு (CO)    (3) காபனீரொட்சைட்டு (CO₂)    (4) ஐதரசன்    (5) சுண்ணாம்புக் கல் (CaCO₃)

விடை: (2). வெடிப்புலையில் கோக் வளியுடன் எரிந்து CO₂ ஐத் தருகின்றது; CO₂ மேலதிக கோக்குடன் வினைபட்டு காபன் மொனொட்சைட்டாக (C + CO₂ → 2CO) மாறுகின்றது. இந்தக் காபன் மொனொட்சைட்டே இரும்பு(III) ஒட்சைட்டை இரும்பாக ஒட்சிஇறக்கம் செய்யும் முதன்மை ஒட்சிஇறக்கியாகச் செயற்படுகின்றது: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. சுண்ணாம்புக் கல் கசடாக்கி (flux) ஆகச் சேர்க்கப்படுகின்றது; அது சிலிக்கா மாசை CaSiO₃ கசடாக நீக்குகின்றது.

13. இயற்கை இறப்பரை வல்கனைசேற்றம் (vulcanisation) செய்யும்போது அதனுடன் சேர்க்கப்படும் பொருள் யாது, அதன் விளைவு என்ன?

(1) கார்பன்; இறப்பரை மென்மையாக்குகின்றது    (2) சல்பர்; சங்கிலிகளுக்கிடையே குறுக்குப் பிணைப்புகளை (cross-links) உருவாக்கி வலிமையாக்குகின்றது    (3) நீர்; மீளியல்பை அதிகரிக்கின்றது    (4) NaOH; இறப்பரைக் கரைக்கின்றது    (5) ஒட்சிசன்; இறப்பரை ஒட்சியேற்றுகின்றது

விடை: (2). சுத்தமான இயற்கை இறப்பர் (சிஸ்-பொலிஐசொபிறீன்) வெப்பத்தில் ஒட்டுந்தன்மை கொண்டது, குளிரில் உடையக்கூடியது. வல்கனைசேற்றத்தில் இறப்பருடன் சல்பர் சேர்த்து வெப்பப்படுத்தப்படும்போது, சல்பர் அணுக்கள் அடுத்தடுத்த பல்பகுதியச் சங்கிலிகளுக்கிடையே குறுக்குப் பிணைப்புகளை (sulfur cross-links) உருவாக்குகின்றன. இதனால் இறப்பர் கூடிய வலிமை, தேய்மான எதிர்ப்பு, வெப்ப நிலைத்தன்மை பெறுகின்றது.

14. கூட்டற் பல்பகுதியவாக்கத்துக்கும் (addition polymerisation) ஒடுக்கப் பல்பகுதியவாக்கத்துக்கும் (condensation polymerisation) இடையேயான முதன்மை வேறுபாடு யாது?

(1) கூட்டலில் வெப்பம் தேவை; ஒடுக்கலில் தேவையில்லை    (2) கூட்டலில் சிறிய மூலக்கூறு (நீர் போன்றது) வெளியேறுவதில்லை; ஒடுக்கலில் வெளியேறுகின்றது    (3) கூட்டலில் வினையூக்கி இல்லை; ஒடுக்கலில் உண்டு    (4) கூட்டல் மீளும் தாக்கம்; ஒடுக்கல் மீளாதது    (5) எந்த வேறுபாடும் இல்லை

விடை: (2). கூட்டற் பல்பகுதியவாக்கத்தில் இரட்டைப் பிணைப்புள்ள ஒருபகுதியங்கள் (எ.கா. எத்தீன்) எந்தச் சிறு மூலக்கூறும் வெளியேறாமல் ஒன்றுடனொன்று கூடிப் பல்பகுதியத்தை உருவாக்குகின்றன; எனவே பல்பகுதியத்தின் வாய்ப்பாட்டு அலகின் திணிவு ஒருபகுதியத்தின் திணிவுக்குச் சமம். ஒடுக்கப் பல்பகுதியவாக்கத்தில் ஒவ்வொரு பிணைப்பு உருவாகும்போதும் நீர் அல்லது HCl போன்ற ஒரு சிறிய மூலக்கூறு வெளியேறுகின்றது (எ.கா. நைலோன், பொலியெஸ்தர்).

15. பின்வரும் பல்பகுதியங்களுள் எது ஒடுக்கப் பல்பகுதியம் ஆகும்?

(1) பொலியெத்தீன்    (2) பொலிவினைல் குளோரைட்டு (PVC)    (3) பொலிஸ்ரீன்    (4) நைலோன்-6,6    (5) பொலிபுரொப்பீன்

விடை: (4). பொலியெத்தீன், PVC, பொலிஸ்ரீன், பொலிபுரொப்பீன் ஆகியன அனைத்தும் இரட்டைப் பிணைப்புள்ள ஒருபகுதியங்களின் (எத்தீன், குளோரோஎத்தீன், ஃபீனைல்எத்தீன், புரொப்பீன்) கூட்டற் பல்பகுதியங்கள். நைலோன்-6,6 ஒரு டையமீனும் ஒரு டைகாபொக்சிலிக் அமிலமும் வினைபட்டு உருவாகின்றது; ஒவ்வொரு அமைடுப் பிணைப்பு உருவாகும்போதும் ஒரு நீர் மூலக்கூறு வெளியேறுவதால் அது ஒடுக்கப் பல்பகுதியமாகும்.

16. குளுக்கோசிலிருந்து (C₆H₁₂O₆) நொதியத்தினூடாக (yeast) எத்தனால் தயாரிக்கப்படும் நொதித்தல் (fermentation) தாக்கத்தின் சரியான விளைபொருள்கள் யாவை?

(1) 2C₂H₅OH + 2CO₂    (2) C₂H₅OH + 2O₂    (3) 2CH₃COOH + 2H₂O    (4) 2C₂H₅OH + 2H₂    (5) 2CH₄ + 2CO₂

விடை: (1). நொதியத்தில் (yeast) காணப்படும் சைமேஸ் (zymase) நொதியத்தின் (enzyme) செயற்பாட்டால் குளுக்கோஸ் காற்றற்ற நிபந்தனைகளில் எத்தனாலாகவும் காபனீரொட்சைட்டாகவும் மாற்றமடைகின்றது: C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂. இது சுமார் 35 °C வெப்பநிலையில் சிறந்த வேகத்தில் நிகழும். எத்தனாலின் செறிவு சுமார் 14% ஐத் தாண்டினால் நொதியம் செயலிழக்கின்றது.

17. எத்தனால் கொண்ட நீர்மம் காற்றுடன் திறந்துவைக்கப்படும்போது அசிட்டோபக்டர் பற்றீரியாவின் செயற்பாட்டால் அது வினிகராக (vinegar) மாறுகின்றது. இவ்வினியில் நிகழும் இரசாயன மாற்றம் எது?

(1) எத்தனால் நீரிழப்படைதல்    (2) எத்தனால் எத்தனாயிக் அமிலமாக ஒட்சியேற்றமடைதல்    (3) எத்தனால் மீத்தேனாக ஒட்சிஇறக்கமடைதல்    (4) எத்தனால் பல்பகுதியமாதல்    (5) எத்தனால் எஸ்தராதல்

விடை: (2). வினிகர் என்பது நீர்த்த எத்தனாயிக் அமிலக் கரைசலாகும். அசிட்டோபக்டர் (Acetobacter) போன்ற பற்றீரியாக்கள் வளியிலுள்ள ஒட்சிசனைப் பயன்படுத்தி எத்தனாலை எத்தனாயிக் அமிலமாக ஒட்சியேற்றுகின்றன: C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O. இது ஓர் உயிரியல் ஒட்சியேற்றமாகும்; எனவே வினிகர் தயாரிப்புக்குக் காற்று (ஒட்சிசன்) இன்றியமையாதது.

18. தாவர எண்ணெயிலிருந்து உயிரியக்கி (biodiesel) தயாரிக்கப்படும் டிரான்ஸ்எஸ்தராக்கத் (transesterification) தாக்கத்தில் எண்ணெயுடன் வினைபடும் பொருளும் கிடைக்கும் இணைத் தயாரிப்பும் முறையே யாவை?

(1) நீர்; கிளிசரோல்    (2) மெத்தனால் (காரம் வினையூக்கி); கிளிசரோல்    (3) NaOH; சவர்க்காரம்    (4) ஐதரசன்; நீர்    (5) ஒட்சிசன்; காபனீரொட்சைட்டு

விடை: (2). உயிரியக்கி என்பது நீண்ட சங்கிலி கொழுப்பமிலங்களின் மெத்தில் எஸ்தர்களின் கலவையாகும். தாவர எண்ணெய் (கொழுப்பமிலங்களின் கிளிசரைல் டிரையெஸ்தர்) மெத்தனாலுடன் ஒரு கார வினையூக்கியின் (எ.கா. KOH) முன்னிலையில் வினைப்படுத்தப்படும்போது டிரான்ஸ்எஸ்தராக்கம் நிகழ்ந்து கொழுப்பமில மெத்தில் எஸ்தர்களும் (உயிரியக்கி) இணைத் தயாரிப்பாகக் கிளிசரோலும் கிடைக்கின்றன.

19. பின்வரும் வளிமண்டல மாசுக்களுள் எது மனிதனின் இரத்தத்திலுள்ள ஹீமோகுளோபினுடன் இறுகப் பிணைந்து ஒட்சிசன் கடத்தலைத் தடைசெய்கின்றது?

(1) சல்பர் டையொட்சைட்டு (SO₂)    (2) நைதரசன் டையொட்சைட்டு (NO₂)    (3) காபன் மொனொட்சைட்டு (CO)    (4) காபனீரொட்சைட்டு (CO₂)    (5) ஓசோன் (O₃)

விடை: (3). காபன் மொனொட்சைட்டு (CO) எரிபொருளின் முழுமையற்ற எரிதலால் உருவாகின்றது. அது ஹீமோகுளோபினுடன் ஒட்சிசனைவிட சுமார் 200 மடங்கு வலிமையாகப் பிணைந்து கார்போக்சிஹீமோகுளோபினை உருவாக்குகின்றது; இதனால் இரத்தம் திசுக்களுக்கு ஒட்சிசனைக் கொண்டு செல்லும் ஆற்றலை இழக்கின்றது. இதுவே CO ஐ ஒரு கொடிய நச்சு வாயுவாக்குகின்றது.

20. கீழ்வரும் வாயுக்களுள் எது ஒரு பசுமை இல்ல வாயு (greenhouse gas) அல்ல?

(1) காபனீரொட்சைட்டு (CO₂)    (2) மீத்தேன் (CH₄)    (3) நீராவி (H₂O)    (4) நைதரசன் (N₂)    (5) குளோரோஃவுளோரோ காபன்கள் (CFCs)

விடை: (4). பசுமை இல்ல வாயுக்கள் புவியால் வெளியேற்றப்படும் அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சை உறிஞ்சி மீளவும் வெளியேற்றுவதன் மூலம் வளிமண்டலத்தில் வெப்பத்தைத் தக்கவைத்துப் புவி வெப்பமடைதலுக்குக் காரணமாகின்றன — CO₂, CH₄, H₂O நீராவி, N₂O, CFCs ஆகியன இவ்வகையைச் சேர்ந்தவை. நைதரசன் (N₂) இரு அணுக்களைக் கொண்ட சமச்சீர் மூலக்கூறாதலால் அகச்சிவப்புக் கதிர்வீச்சை உறிஞ்சாது; எனவே அது பசுமை இல்ல வாயு அல்ல.

21. மேற் படை மண்டலத்தில் (stratosphere) ஓசோன் படை தேய்வடைதலுக்குக் (ozone-layer depletion) குளோரோஃவுளோரோ காபன்கள் (CFCs) காரணமாகும் வழிமுறை பற்றிய சரியான கூற்று எது?

(1) CFCs நேரடியாக ஓசோனுடன் வினைபடுகின்றன    (2) புறவூதாக் கதிர்வீச்சு CFC களைப் பிரித்து குளோரின் தனியணுக்களை விடுவிக்கின்றது; அவை ஓசோனைச் சங்கிலித் தாக்கத்தில் அழிக்கின்றன    (3) CFCs ஓசோனை உறிஞ்சிச் சேமிக்கின்றன    (4) CFCs ஓசோனை ஒட்சிசனாக்க உதவுகின்றன    (5) CFCs ஓசோனை நீராக மாற்றுகின்றன

விடை: (2). CFCs நிலையான வாயுக்கள்; அவை மேற் படை மண்டலத்தை அடையும்வரை மாறாது நிலைத்திருக்கின்றன. அங்கு புறவூதாக் கதிர்வீச்சு (UV) CFC மூலக்கூறிலிருந்து குளோரின் தனியணுவை (Cl•) விடுவிக்கின்றது. அந்தத் தனியணு ஓசோனுடன் வினைபட்டு (Cl• + O₃ → ClO• + O₂), பின்னர் ClO• ஒட்சிசன் தனியணுவுடன் வினைபட்டு (ClO• + O• → Cl• + O₂) குளோரின் தனியணுவை மீண்டும் விடுவிக்கின்றது. இவ்வாறு ஒரே குளோரின் தனியணு பல ஆயிரம் ஓசோன் மூலக்கூறுகளைச் சங்கிலித் தாக்கத்தில் அழிக்கின்றது.

22. ஒரு நீர் மாதிரியின் BOD (உயிரியல் ஒட்சிசன் கேள்வி) உம் COD (இரசாயன ஒட்சிசன் கேள்வி) உம் தொடர்பாகக் கீழ்வரும் கூற்றுகளுள் சரியானது எது?

(1) ஒரு மாதிரியின் BOD எப்போதும் COD ஐ விட அதிகம்    (2) BOD நுண்ணங்கிகள் கரிமப் பொருளைப் பகுக்க உபயோகிக்கும் கரைந்த ஒட்சிசனை அளக்கின்றது; COD இரசாயன ஒட்சியேற்றியால் ஒட்சியேற்றப்படும் முழுப் பொருளையும் அளக்கின்றது    (3) BOD உம் COD உம் எப்போதும் சமம்    (4) COD ஐ அளக்க 5 நாட்கள் தேவை    (5) குறைந்த BOD உள்ள நீர் அதிக மாசடைந்தது

விடை: (2). BOD என்பது ஒரு நீர் மாதிரியில் உள்ள உயிரியல் ரீதியில் பகுக்கக்கூடிய கரிமப் பொருளை நுண்ணங்கிகள் பகுக்கும்போது உபயோகிக்கும் கரைந்த ஒட்சிசனின் அளவு (வழக்கமாக 20 °C இல் 5 நாட்களில் அளக்கப்படுகின்றது). COD என்பது K₂Cr₂O₇ போன்ற வலிமையான இரசாயன ஒட்சியேற்றியால் ஒட்சியேற்றக்கூடிய பொருள் முழுவதையும் (உயிரியல் ரீதியில் பகுக்க முடியாதவை உட்பட) ஒட்சியேற்ற வேண்டிய ஒட்சிசனின் அளவாகும். எனவே ஒரே மாதிரிக்கு COD எப்போதும் BOD ஐ விடப் பெரிது அல்லது அதற்குச் சமம்; அதிக BOD அதிக மாசடைதலைக் குறிக்கின்றது.

1. (அ) ஒரு கைத்தொழில் தொழிற்சாலையை அமைக்கும்போது கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய நான்கு அடிப்படைக் காரணிகளைக் குறிப்பிடுக. (ஆ) ஒரு சல்பூரிக் அமிலத் தொழிற்சாலைக்கு நீர் வழங்கல் ஏன் முக்கியமானது? (இ) தொழிற்சாலை ஒன்றை ஓர் ஆற்றுக்கு அருகில் அமைப்பதன் ஒரு சாதகத்தையும் ஒரு பாதகத்தையும் கூறுக.

மாதிரி விடை: (அ) மூலப்பொருள் கிடைக்கும் தன்மை, போக்குவரத்து வசதி, நீர் மற்றும் சக்தி வழங்கல், திறமையான தொழிலாளர் கிடைக்கும் தன்மை (சந்தை அண்மை, கழிவு அகற்றல் வசதியும் ஏற்கத்தக்கன). (ஆ) நீர் தாக்கங்களுக்கு ஒரு மூலப்பொருளாகவும், குளிரூட்டியாகவும், கரைப்பானாகவும், நீராவியை உருவாக்கச் சக்தி மூலமாகவும் பயன்படுகின்றது; எனவே தொடர்ச்சியான ஏராளமான நீர் வழங்கல் இன்றியமையாதது. (இ) சாதகம் — போக்குவரத்துக்கும் குளிரூட்டலுக்கும் தேவையான நீர் எளிதில் கிடைக்கின்றது; பாதகம் — சரியாகச் சுத்திகரிக்கப்படாத கழிவுகள் ஆற்றில் கலந்து நீர் மாசடைதலையும் சூழல் சேதத்தையும் ஏற்படுத்தலாம்.

2. ஹேபர் முறையில் அம்மோனியா தயாரிக்கப்படுகின்றது: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g); ΔH = −92 kJ mol⁻¹. (அ) இம்முறையின் இரு மூலப்பொருள்களையும் அவை பெறப்படும் முறையையும் கூறுக. (ஆ) குறைந்த வெப்பநிலை சமநிலை விளைச்சலுக்குச் சாதகமாக இருந்தும், ஏன் சுமார் 450 °C எனும் வெப்பநிலை தெரிவு செய்யப்படுகின்றது? (இ) அதிக அமுக்கம் ஏன் விளைச்சலை அதிகரிக்கின்றது?

மாதிரி விடை: (அ) நைதரசன் (N₂) — வளியைத் திரவமாக்கிப் பகுதிபடக் காய்ச்சி வடித்தலால் (fractional distillation of liquefied air) பெறப்படுகின்றது; ஐதரசன் (H₂) — இயற்கை வாயுவிலுள்ள மீத்தேனை நீராவியுடன் சீர்திருத்தலால் (steam reforming) பெறப்படுகின்றது. (ஆ) முற்போக்குத் தாக்கம் வெப்ப உமிழ் தாக்கமாதலால் குறைந்த வெப்பநிலை சமநிலையை அம்மோனியாப் பக்கம் நகர்த்தும்; ஆனால் குறைந்த வெப்பநிலையில் தாக்க வேகம் மிகவும் மெதுவாகும். எனவே ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய விளைச்சலையும் போதிய வேகத்தையும் ஒருங்கே தரும் சமரச (compromise) வெப்பநிலையாக 450 °C தெரிவு செய்யப்படுகின்றது. (இ) தாக்கத்தில் வாயு மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை 4 இலிருந்து 2 ஆகக் குறைகின்றது; லீ சற்றலியர் கொள்கையின்படி அதிக அமுக்கம் சமநிலையை மூலக்கூறு எண்ணிக்கை குறைவான பக்கம் — அம்மோனியாப் பக்கம் — நகர்த்துகின்றது.

3. தொடுகை முறையில் சல்பூரிக் அமிலம் தயாரிக்கப்படுகின்றது. (அ) SO₂ வை SO₃ ஆக மாற்றும் சமநிலைத் தாக்கத்தையும் அதன் வினையூக்கி, வெப்பநிலை, அமுக்க நிபந்தனைகளையும் தருக. (ஆ) இத்தாக்கத்திற்கு மிக அதிக அமுக்கம் வழக்கமாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை — ஏன்? (இ) SO₃ நேரடியாக நீருடன் சேர்க்கப்படுவதில்லை; அதற்குப் பதிலாக மேற்கொள்ளப்படும் படிநிலையைக் கூறுக.

மாதிரி விடை: (அ) 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g); ΔH = −197 kJ mol⁻¹. வினையூக்கி வனேடியம்(V) ஒட்சைட்டு (V₂O₅); வெப்பநிலை சுமார் 450 °C; அமுக்கம் சுமார் 1–2 atm. (ஆ) வழமையான நிபந்தனைகளிலேயே SO₂ வின் மாற்றம் சுமார் 96–98% ஆக மிக உயர்வாக இருப்பதால், மிக அதிக அமுக்கத்தைப் பயன்படுத்தும் கூடுதல் செலவும் கருவித் தேய்வும் நியாயப்படுத்தப்படாது. (இ) SO₃ முதலில் செறிந்த சல்பூரிக் அமிலத்தில் கரைக்கப்பட்டு ஓலியம் (H₂S₂O₇) ஆக்கப்படுகின்றது; பின்னர் ஓலியம் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட முறையில் நீருடன் நீர்க்கப்பட்டுச் செறிந்த சல்பூரிக் அமிலம் பெறப்படுகின்றது. இது அடர்த்தியான அமில மூடுபனி உருவாகுவதைத் தவிர்க்கின்றது.

4. பல்பகுதியங்கள் தொடர்பாக: (அ) கூட்டற் பல்பகுதியவாக்கத்துக்கும் ஒடுக்கப் பல்பகுதியவாக்கத்துக்கும் இடையேயான முதன்மை வேறுபாட்டை ஒவ்வொன்றுக்கும் ஓர் உதாரணத்துடன் கூறுக. (ஆ) இயற்கை இறப்பரின் ஒருபகுதியத்தைக் (monomer) குறிப்பிடுக. (இ) வல்கனைசேற்றம் என்றால் என்ன, அது இறப்பரின் இயல்புகளை எவ்வாறு மேம்படுத்துகின்றது?

மாதிரி விடை: (அ) கூட்டற் பல்பகுதியவாக்கத்தில் இரட்டைப் பிணைப்புள்ள ஒருபகுதியங்கள் எந்தச் சிறு மூலக்கூறும் வெளியேறாமல் கூடிப் பல்பகுதியத்தைத் தருகின்றன — உதாரணம் பொலியெத்தீன் (எத்தீனிலிருந்து). ஒடுக்கப் பல்பகுதியவாக்கத்தில் ஒவ்வொரு பிணைப்பு உருவாகும்போதும் நீர் போன்ற ஒரு சிறிய மூலக்கூறு வெளியேறுகின்றது — உதாரணம் நைலோன்-6,6. (ஆ) இயற்கை இறப்பரின் ஒருபகுதியம் 2-மெத்தில்புட்டா-1,3-டையீன் (ஐசொபிறீன், isoprene). (இ) வல்கனைசேற்றம் என்பது இறப்பருடன் சல்பர் சேர்த்து வெப்பப்படுத்தும் முறையாகும்; சல்பர் அணுக்கள் பல்பகுதியச் சங்கிலிகளுக்கிடையே குறுக்குப் பிணைப்புகளை உருவாக்கி இறப்பரின் வலிமை, கடினத்தன்மை, தேய்மான எதிர்ப்பு, வெப்ப நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றை மேம்படுத்துகின்றன.

5. உயிர் அடிப்படையிலான இரசாயனப் பொருள்கள் தொடர்பாக: (அ) குளுக்கோசிலிருந்து எத்தனால் தயாரிக்கப்படும் நொதித்தல் தாக்கத்தைச் சமன்செய்த சமன்பாட்டுடன் தருக; அதற்கு உகந்த வெப்பநிலையையும் கூறுக. (ஆ) எத்தனாலிலிருந்து வினிகர் எவ்வாறு உருவாகின்றது? (இ) நொதித்தலால் கிடைக்கும் எத்தனாலின் செறிவை சுமார் 14% க்கு மேல் அதிகரிக்க முடியாதது ஏன்?

மாதிரி விடை: (அ) C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂; நொதியத்திலுள்ள (yeast) சைமேஸ் நொதியம் (zymase enzyme) வினையூக்கியாகச் செயற்படுகின்றது; உகந்த வெப்பநிலை சுமார் 35 °C. (ஆ) எத்தனால் கொண்ட நீர்மம் காற்றுடன் (ஒட்சிசனுடன்) அசிட்டோபக்டர் பற்றீரியாவின் முன்னிலையில் ஒட்சியேற்றமடைந்து எத்தனாயிக் அமிலமாக மாறுகின்றது: C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O; நீர்த்த எத்தனாயிக் அமிலக் கரைசலே வினிகர். (இ) எத்தனாலின் செறிவு சுமார் 14% ஐத் தாண்டும்போது அந்த எத்தனால் நொதியத்துக்கு நச்சாகி அதன் செயற்பாட்டைத் தடைசெய்கின்றது (நொதியம் செயலிழக்கின்றது); எனவே நொதித்தல் அந்தச் செறிவில் நின்றுவிடுகின்றது.

6. சுற்றாடல் மாசடைதல் தொடர்பாக: (அ) புகைப்படிம மூடுபனி (photochemical smog) எவ்வாறு உருவாகின்றது, அதன் இரு தீய விளைவுகளைக் கூறுக. (ஆ) BOD உம் COD உம் என்றால் என்ன என்பதை வரைவிலக்கணப்படுத்துக. (இ) ஒரு நீர் மாதிரியின் கரைந்த ஒட்சிசன் மட்டம் மிகவும் குறைவாக இருந்தால் அது எதைக் குறிக்கின்றது?

மாதிரி விடை: (அ) வாகனப் புகையிலிருந்து வெளியேறும் நைதரசன் ஒட்சைட்டுகளும் (NOₓ) எரியாத ஐதரோகாபன்களும் சூரிய ஒளியின் (புறவூதாக் கதிர்வீச்சு) முன்னிலையில் இரசாயனத் தாக்கங்களுக்கு உட்பட்டு ஓசோன், பெராக்சிஅசிட்டைல் நைத்திரேற்று (PAN) போன்ற ஒட்சியேற்றும் மாசுக்களை உருவாக்குகின்றன; இவை சேர்ந்து புகைப்படிம மூடுபனியாகின்றது. தீய விளைவுகள் — கண் எரிச்சல், சுவாசக் கோளாறுகள்; தாவரச் சேதம், பார்வைத் தெளிவு குறைதல். (ஆ) BOD (உயிரியல் ஒட்சிசன் கேள்வி) — ஒரு நீர் மாதிரியிலுள்ள கரிமப் பொருளை நுண்ணங்கிகள் உயிரியல் ரீதியில் பகுக்கப் பயன்படுத்தும் கரைந்த ஒட்சிசனின் அளவு (20 °C இல் 5 நாட்கள்). COD (இரசாயன ஒட்சிசன் கேள்வி) — மாதிரியிலுள்ள ஒட்சியேற்றக்கூடிய பொருள் முழுவதையும் வலிமையான இரசாயன ஒட்சியேற்றியால் ஒட்சியேற்ற வேண்டிய ஒட்சிசனின் அளவு. (இ) குறைந்த கரைந்த ஒட்சிசன் மட்டம் நீரில் அதிக கரிம மாசு உள்ளதையும், நுண்ணங்கிகள் அதைப் பகுக்க ஒட்சிசனை அதிகம் உபயோகித்திருப்பதையும், எனவே நீர் அதிக மாசடைந்து நீர்வாழ் உயிரினங்களுக்கு உகந்ததல்ல என்பதையும் குறிக்கின்றது.