இரசாயன வினைகளைச் சமப்படுத்தல்
முழுமையான பார்வை — சமப்படுத்தல் (balancing) ஏன் தேவைப்படுகின்றது?
Combustion reaction
Wikipedia → · CC
ஒரு இரசாயனத் தாக்கத்தில் (chemical reaction) பங்கேற்கும் ஆரம்பப் பதார்த்தங்கள் தாக்கிகள் (reactants) எனவும், தாக்கத்தினால் உருவாகும் இனங்கள் விளைவுகள் (products) எனவும் அழைக்கப்படுகின்றன. ஒரு இரசாயனத் தாக்கத்தின்போது மூலக அணுக்கள் (atom) புதிதாக உருவாக்கப்படுவதோ அல்லது அழிக்கப்படுவதோ இல்லை. ஆகவே தாக்கிப் பக்கத்திலுள்ள ஒவ்வொரு வகை அணுவினதும் மொத்த எண்ணிக்கை, விளைவுப் பக்கத்திலுள்ள அதே வகை அணுவின் மொத்த எண்ணிக்கைக்குச் சமமாக இருத்தல் வேண்டும்.
ஒரு இரசாயனச் சமன்பாட்டில் (chemical equation) இந்த அணுச் சமன்பாடு பேணப்பட்டிருப்பின், அந்தச் சமன்பாடு சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு (balanced equation) எனப்படும். இதனை அடைய ஒவ்வொரு சூத்திரத்திற்கும் முன்னால் ஒரு முழு எண் எழுதப்படுகின்றது; இந்த முழு எண்கள் குணகங்கள் (coefficients) என அழைக்கப்படுகின்றன. மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய சமன்பாடு எளிய முழு எண்களை மட்டுமே குணகங்களாகக் கொண்டிருக்கும்.
தாக்கங்களைச் சமப்படுத்துவதற்கு இரண்டு பிரதான வழிமுறைகள் NIE பாடநூலில் தரப்பட்டுள்ளன. முதலாவது உய்த்தறிதல் முறை (inspection method) என அழைக்கப்படும் சரிபார்த்தல் முறையாகும். இரண்டாவது, ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றத்தைக் கருதும் தாழ்த்தேற்று முறை (redox method) ஆகும். இப்பாடம் இவ்விரு முறைகளையும், அத்துடன் எளிய கருத்தாக்கங்களைச் (nuclear reactions) சமப்படுத்துவதையும் கற்பிக்கின்றது.
1. உய்த்தறிதல் முறையில் சமப்படுத்தல் (3.6.1)
உய்த்தறிதல் முறையில், அணுக்களின் பேணல் விதியை அடிப்படையாகக் கொண்டு, ஒவ்வொரு மூலகமாகச் சமன்பாடு சரிபார்த்துச் சமப்படுத்தப்படுகின்றது. இதற்கான படிமுறைகள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன. சமப்படுத்தும்போது தாக்கிகளினதோ அல்லது விளைவுகளினதோ சூத்திரங்கள் ஒருபோதும் மாற்றப்படக் கூடாது; குணகங்கள் மட்டுமே மாற்றப்படுகின்றன.
- தாக்கிகள், விளைவுகள் ஆகியவற்றின் பொருத்தமான சூத்திரங்களை எழுதி, சமப்படுத்தப்படாத சமன்பாட்டை அமைக்க.
- மிகவும் சிக்கலான இனத்தில், அதாவது மிகக் குறைந்த இடங்களில் காணப்படும் மூலகத்தில் ஆரம்பித்து, ஒவ்வொரு மூலகமாகச் சமப்படுத்துக. இரண்டு இனங்களில் மட்டும் காணப்படும் மூலகத்தை முதலில் சமப்படுத்துவது நல்லது.
- O₂, H₂ போன்ற தனித்த நிலையிலுள்ள மூலகங்களைக் கடைசியாகச் சமப்படுத்துக. அவற்றின் குணகத்தை மாற்றுவது மற்ற எந்த அணுவையும் பாதிக்காது.
- பின்னங்கள் தோன்றின், சமன்பாடு முழுவதையும் ஒரு பொருத்தமான முழு எண்ணால் பெருக்கி, குணகங்கள் எளிய முழு எண்களாக மாறுமாறு செய்க.
- அம்புக்குறியின் இருபக்கங்களிலும் ஒவ்வொரு வகை அணுவினதும் எண்ணிக்கையை மீண்டும் எண்ணிச் சரிபார்க்க.
எடுத்துக்காட்டு 1 — புரோப்பேன் (C₃H₈) ஒட்சிசனில் (O₂) எரிந்து காபனீரொட்சைட்டையும் (CO₂) நீரையும் (H₂O) தரும் தாக்கத்தைச் சமப்படுத்துக. இங்கு O₂ ஒரு தனித்த மூலகம் ஆகும்; ஆகவே அது கடைசியாகச் சமப்படுத்தப்படுகின்றது.
C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
படி 1 — காபன் சமப்படுத்தல்: இடப்பக்கம் 3 C அணுக்கள் உள்ளன. ஆகவே CO₂ இற்கு குணகம் 3.
C₃H₈ + O₂ → 3CO₂ + H₂O
படி 2 — ஐதரசன் சமப்படுத்தல்: இடப்பக்கம் 8 H அணுக்கள் உள்ளன. ஒரு H₂O இல் 2 H உள்ளமையால் குணகம் 4.
C₃H₈ + O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
படி 3 — ஒட்சிசன் (கடைசியாக): வலப்பக்கம் ஒட்சிசன் = (3 × 2) + (4 × 1) = 10 அணுக்கள். O₂ இல் 2 O உள்ளமையால் குணகம் 5.
C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
சரிபார்ப்பு: C : 3 = 3 ✓ H : 8 = 8 ✓ O : 10 = 10 ✓
எடுத்துக்காட்டு 2 — இரும்பு (Fe) ஒட்சிசனுடன் (O₂) இணைந்து இரும்பு(III) ஒட்சைட்டை (Fe₂O₃) உருவாக்கும் தாக்கத்தைச் சமப்படுத்துக. பின்னம் தோன்றினால் சமன்பாடு முழுவதையும் பெருக்கி அகற்றுதல் வேண்டும்.
Fe + O₂ → Fe₂O₃
படி 1 — இரும்பு: ஒரு Fe₂O₃ இல் 2 Fe உள்ளமையால், Fe இற்கு குணகம் 2.
2Fe + O₂ → Fe₂O₃
படி 2 — ஒட்சிசன்: வலப்பக்கம் 3 O அணுக்கள்; இடப்பக்கம் O₂ இல் 2 O. சமப்படுத்த O₂ இற்கு குணகம் 3/2 (பின்னம்) தேவைப்படுகின்றது.
2Fe + 3/2 O₂ → Fe₂O₃
படி 3 — பின்னத்தை அகற்றல்: சமன்பாடு முழுவதையும் 2 ஆல் பெருக்குக.
4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃
சரிபார்ப்பு: Fe : 4 = 4 ✓ O : 6 = 6 ✓
NIE பாடநூலின் உய்த்தறிதல் முறை எடுத்துக்காட்டும் இதே வழிமுறையைப் பின்பற்றுகின்றது. நைதரசனும் (N₂) ஐதரசனும் (H₂) தாக்கமடைந்து அமோனியா (NH₃) உருவாகும் தாக்கத்தில், முதலில் நைதரசன் சமப்படுத்தப்பட்டு, பின்னர் ஐதரசன் சமப்படுத்தப்பட்டு, இறுதியில் N₂ + 3H₂ → 2NH₃ எனும் சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு பெறப்படுகின்றது.
2. ஒட்சியேற்ற எண் முறையில் (தாழ்த்தேற்று முறை) சமப்படுத்தல் (3.6.2)
Redox reaction
Wikipedia → · CC
அணுக்களின் ஒட்சியேற்ற எண் (oxidation number) மாற்றத்துடன் தொடர்புடைய இரசாயனத் தாக்கங்கள் தாழ்த்தேற்றத் தாக்கங்களாகும். இவற்றில் ஒரு மூலகம் ஒட்சியேற்றத்திற்கும் (oxidation), மற்றொரு மூலகம் ஒட்சிஇறக்கத்திற்கும் (reduction) உட்படுகின்றது. ஒட்சியேற்ற எண் முறையில், ஒட்சியேற்றத்தில் இழக்கப்பட்ட இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கையும், ஒட்சிஇறக்கத்தில் பெறப்பட்ட இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கையும் சமமாக்கப்படுகின்றன.
- தாக்கிகள், விளைவுகள் ஆகியவற்றின் சூத்திரங்களைத் திருத்தமாக எழுதுக.
- ஒட்சியேற்றத்திற்கும் ஒட்சிஇறக்கத்திற்கும் உட்படும் மூலகங்களுக்கு ஒட்சியேற்ற எண்களை வழங்குக.
- ஒவ்வொரு மூலகத்தினதும் ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றத்தைக் கணித்து, இழக்கப்பட்ட மற்றும் பெறப்பட்ட இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கையைத் துணிக.
- ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றம் சமனற்றுக் காணப்படின், இலத்திரன்களின் பரிமாற்றம் சமமாகுமாறு பொருத்தமான முழு எண்களால் பெருக்கி, அவற்றைக் குணகங்களாகப் பயன்படுத்துக.
- எஞ்சியுள்ள அணுக்களை உய்த்தறிதல் முறையால் சமப்படுத்துக.
எடுத்துக்காட்டு 3 — கந்தகம் (S) நைத்திரிக்கமிலத்துடன் (HNO₃) தாக்கமடைந்து சல்பூரிக்கமிலம் (H₂SO₄), நைதரசன் டைஒட்சைட்டு (NO₂) மற்றும் நீர் (H₂O) ஆகியவற்றைத் தரும் NIE தாழ்த்தேற்றத் தாக்கத்தைச் சமப்படுத்துக.
S + HNO₃ → H₂SO₄ + NO₂ + H₂O
படி 1 — ஒட்சியேற்ற எண்கள்: S இன் ஒட்சியேற்ற எண் 0 இலிருந்து +6 ஆக மாறுகின்றது (ஒட்சியேற்றம், 6 இலத்திரன்கள் இழக்கப்படுகின்றன). HNO₃ இல் N இன் ஒட்சியேற்ற எண் +5 இலிருந்து NO₂ இல் +4 ஆக மாறுகின்றது (ஒட்சிஇறக்கம், 1 இலத்திரன் பெறப்படுகின்றது).
படி 2 — இலத்திரன் சமன்: S ஒன்று 6 இலத்திரன்களை இழக்கின்றது; N ஒன்று 1 இலத்திரனைப் பெறுகின்றது. ஆகவே 6 N அணுக்கள் தேவை.
S + 6HNO₃ → H₂SO₄ + 6NO₂ + H₂O
படி 3 — எஞ்சிய அணுக்களை உய்த்தறிதல் முறையால் சமப்படுத்தல்: ஐதரசனைச் சரிபார்க்க — இடப்பக்கம் 6 H; வலப்பக்கம் H₂SO₄ இல் 2 H, மீதி H₂O இல் இருக்க வேண்டும். ஆகவே H₂O இற்கு குணகம் 2.
S + 6HNO₃ → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O
சரிபார்ப்பு: S : 1 = 1 ✓ H : 6 = 6 ✓ N : 6 = 6 ✓ O : 18 = 4 + 12 + 2 = 18 ✓
NIE பாடநூல் தாழ்த்தேற்றுத் தாக்கங்களைச் சமப்படுத்துவதற்கு இரண்டாவது வழியான அயன்-இலத்திரன் அரைத்தாக்க முறையையும் (half-reaction method) தருகின்றது. அங்கு தாக்கம் ஒட்சியேற்ற அரைத்தாக்கம், ஒட்சிஇறக்க அரைத்தாக்கம் என இரண்டாகப் பிரிக்கப்பட்டு, ஒவ்வொன்றும் தனித்தனியே சமப்படுத்தப்பட்டு, பின்னர் இலத்திரன்கள் நீங்குமாறு இணைக்கப்படுகின்றன.
கூடுதல் பயிற்சியாக, KMnO₄ ஈடுபடும் மேலும் இரண்டு தாழ்த்தேற்றச் சமன்பாடுகள் இலத்திரன்-சமன் முறையில் சரிபார்க்கப்படுகின்றன:
S: −2 → 0 (ஒட்சியேற்றம், 2e இழப்பு × 5 அணுக்கள் = −10e)
Mn: +7 → +2 (ஒட்சிஇறக்கம், 5e ஏற்பு × 2 அணுக்கள் = +10e) ✓ இலத்திரன்கள் சமன்
எடுத்துக்காட்டு 5 — 6KMnO₄ + 5CH₃OH + 9H₂SO₄ → 6MnSO₄ + 5CO₂ + 3K₂SO₄ + 19H₂O
C (மெதனாலில்): −2 → +4 (முழுமையாக ஒட்சியேற்றப்பட்டு CO₂ ஆக, 6e இழப்பு × 5 அணுக்கள் = −30e)
Mn: +7 → +2 (5e ஏற்பு × 6 அணுக்கள் = +30e) ✓ இலத்திரன்கள் சமன்
எடுத்துக்காட்டு 5 இல், மெதனாலிலுள்ள (CH₃OH) காபனின் ஒட்சியேற்ற எண் −2 இலிருந்து CO₂ இல் +4 வரை (Δ = 6) மாறுகின்றது. KMnO₄ ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றி என்பதற்கும், முதல் அற்ககோல்கள் முழுமையாக CO₂ வரை ஒட்சியேற்றமடையக்கூடும் என்பதற்கும் (Unit 9 இல் இதனைக் காணலாம்) இது நேரடியான எண்ணளவுச் சான்றாகும்.
எடுத்துக்காட்டு 6 — Fe(II) ஐ KMnO₄ ஆல் நியமிக்கும் தாழ்த்தேற்று நியமனம் (உண்மையான கடந்தகால வினாத்தாளை அடிப்படையாகக் கொண்டது):
Fe: +2 → +3 (ஒட்சியேற்றம், 1e இழப்பு × 10 அணுக்கள் = −10e)
Mn: +7 → +2 (ஒட்சிஇறக்கம், 5e ஏற்பு × 2 அணுக்கள் = +10e) ✓ இலத்திரன்கள் சமன்
இது Fe²⁺ ஐ KMnO₄ ஆல் நியமிக்கும் ஒரு தாழ்த்தேற்று நியமனமாகும்; இதில் KMnO₄ தானே காட்டியாகவும் (self-indicating) தொழிற்படுகின்றது. Mn²⁺ கிட்டத்தட்ட நிறமற்றது என்பதால், இறுதிப் புள்ளியில் KMnO₄ இன் ஊதா நிறம் தொடர்ந்து நிலைத்து நிற்பதைக் காணலாம். இதே பாணியிலான வினா AL தேர்வுத் தாள் II இல் அடிக்கடி காணப்படுகின்றது.
எடுத்துக்காட்டு 7 — காரச் சூழலில் KMnO₄ இன் விதிவிலக்கு (Mn²⁺ ஆக அல்லாமல் MnO₂ ஆகின்றது):
C: +3 → +4 (ஒட்சியேற்றம், 1e இழப்பு × 6 அணுக்கள் = −6e)
Mn: +7 → +4 (ஒட்சிஇறக்கம், 3e ஏற்பு × 2 அணுக்கள் = +6e) ✓ இலத்திரன்கள் சமன்
KMnO₄ ஒட்சிஇறக்கமடையும் அளவு தாக்கம் நடைபெறும் சூழலைப் பொறுத்து மாறுகின்றது. அமிலச் சூழலில் அது Mn²⁺ (நிறமற்றது, Δ=5) வரை ஒட்சிஇறக்கமடைகின்றது; ஆனால் காரச் சூழலில் (alkaline) MnO₂ (பழுப்பு நிறம் கலந்த கறுப்பு வீழ்படிவு, Δ=3) வரை மட்டுமே ஒட்சிஇறக்கமடைகின்றது. எனவே ஒரே ஒட்சியேற்றி சூழலுக்கேற்ப வெவ்வேறு எண்ணிக்கையான இலத்திரன்களை ஏற்கின்றது; இலத்திரன் சமன்பாட்டை எழுதும்போது Δ பெறுமானத்தைச் சூழலுக்கு ஏற்பவே பயன்படுத்த வேண்டும்.
மேலும் பயிற்சி: சிவதிரன் (Sivathiran) ஆசிரியரின் குறிப்புகளிலுள்ள தாழ்த்தேற்றச் சமன்பாடுகளின் முழுத் தொகுப்பு
மேலே விரிவாகக் காணப்பட்ட 7 சமன்பாடுகளுக்கு மேலதிகமாக, சிவதிரன் ஆசிரியரின் குறிப்புகளிலுள்ள மீதி 16 தாழ்த்தேற்றச் சமன்பாடுகளையும் கீழுள்ள அட்டவணை தொகுத்துத் தருகின்றது. ஒவ்வொன்றும் இலத்திரன்-சமன் முறையில் சரிபார்க்கப்பட்டுள்ளது. இதன்மூலம் அவரது குறிப்புகளிலுள்ள அனைத்து 22 தாழ்த்தேற்றச் சமன்பாடுகளும் இப்பகுதியில் உள்ளடக்கப்பட்டுள்ளன.
| சமன்பாடு | ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றம் |
|---|---|
| H₂S + 8HNO₃ → H₂SO₄ + 8NO₂ + 4H₂O | S: −2→+6 (−8e); N: +5→+4 ×8 (+8e) ✓ |
| P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O | P: 0→+5 (−5e); N: +5→+4 ×5 (+5e) ✓ |
| H₂O + P₂O₃ + 4HNO₃ → 2H₃PO₄ + 4NO₂ | P: +3→+5 ×2 (−4e); N: +5→+4 ×4 (+4e) ✓ |
| 2H₂O + 8Al + 3NaNO₃ + 5NaOH → 8AlO₂⁻ + 3NH₃ + ... | Al: 0→+3 ×8 (−24e); N: +5→−3 ×3 (+24e) ✓ |
| 2KMnO₄ + 5K₂C₂O₄ + 8H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 10CO₂ + 6K₂SO₄ + 8H₂O | C: +3→+4 ×10 (−10e); Mn: +7→+2 ×2 (+10e) ✓ |
| 4KMnO₄ + 5HCHO + 6H₂SO₄ → 5CO₂ + 4MnSO₄ + 2K₂SO₄ + 11H₂O | C: 0→+4 ×5 (−20e); Mn: +7→+2 ×4 (+20e) ✓ |
| 4KMnO₄ + 5H₃PO₂ + 6H₂SO₄ → 4MnSO₄ + 5H₃PO₄ + 2K₂SO₄ + 6H₂O | P: +1→+5 ×5 (−20e); Mn: +7→+2 ×4 (+20e) ✓ |
| 9H₂O + 4KMnO₄ + 5P₂O₃ + 6H₂SO₄ → 10H₃PO₄ + 4MnSO₄ + 2K₂SO₄ | P: +3→+5 ×10 (−20e); Mn: +7→+2 ×4 (+20e) ✓ |
| 2K₂Cr₂O₇ + 3HCHO + 8H₂SO₄ → 2Cr₂(SO₄)₃ + 3CO₂ + 2K₂SO₄ + 11H₂O | C: 0→+4 ×3 (−12e); Cr: +6→+3 ×4 (+12e) ✓ |
| 2K₂Cr₂O₇ + CH₃OH + 5H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + CO₂ + 2K₂SO₄ + 7H₂O | C: −2→+4 (−6e); Cr: +6→+3 ×2 (+6e) ✓ |
| K₂CrO₄ + CH₃OH + 10HNO₃ → Cr(NO₃)₃ + CO₂ + 4KNO₃ + 7H₂O | C: −2→+4 (−6e); Cr: +6→+3 (+6e) ✓ |
| KMnO₄ + 5Fe(NO₃)₂ + 8HNO₃ → 5Fe(NO₃)₃ + Mn(NO₃)₂ + KNO₃ + 4H₂O | Fe: +2→+3 ×5 (−5e); Mn: +7→+2 (+5e) ✓ |
| 2KMnO₄ + 5SnSO₄ + 8H₂SO₄ → 5Sn(SO₄)₂ + 2MnSO₄ + 3K₂SO₄ + 8H₂O | Sn: +2→+4 ×5 (−10e); Mn: +7→+2 ×2 (+10e) ✓ |
| K₂Cr₂O₇ + 3Sn(NO₃)₂ + 14HNO₃ → 3Sn(NO₃)₄ + 2Cr(NO₃)₃ + 2KNO₃ + 7H₂O | Sn: +2→+4 ×3 (−6e); Cr: +6→+3 ×2 (+6e) ✓ |
| 2Al + KNO₂ + KOH + H₂O → NH₃ + 2KAlO₂ | Al: 0→+3 ×2 (−6e); N: +3→−3 (+6e) ✓ |
| 4KMnO₄ + 3HCHO + 2KOH → 4MnO₂ + 3K₂CO₃ + 4H₂O | C: 0→+4 ×3 (−12e); Mn: +7→+4 ×4 (+12e) ✓ |
இவை அனைத்தும் ஒரே 5-படி இலத்திரன்-சமன் முறையையே பின்பற்றுகின்றன. முதலில் ஒட்சியேற்றமும் ஒட்சிஇறக்கமும் அடையும் அணுக்களைக் கண்டறிய வேண்டும். பின்னர் ஒவ்வொன்றினதும் ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றத்தை (Δ) கணிக்க வேண்டும். அதன் பின்னர், இழக்கப்படும் இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கையும் பெறப்படும் இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கையும் சமமாகுமாறு பொருத்தமான குணகங்களால் பெருக்க வேண்டும். இறுதியாக, மீதமுள்ள அணுக்களை உய்த்தறிதல் முறையால் சமப்படுத்த வேண்டும். KMnO₄, K₂Cr₂O₇, HNO₃ போன்ற வலிமையான ஒட்சியேற்றிகள் ஈடுபடும் எந்தவொரு தாழ்த்தேற்றச் சமன்பாட்டுக்கும் இதே வழிமுறை பொருந்தும்.
Cu + HNO₃ அல்லது Zn + HNO₃ தாக்கங்கள்: HNO₃ இன் செறிவைப் பொறுத்து மாறும் ஒட்சிஇறக்கத்தின் ஆழம்
KMnO₄ இற்கு அமிலச் சூழலிலும் காரச் சூழலிலும் வேறுபட்ட விளைவுகள் கிடைப்பதைப் போலவே, HNO₃ உலோகங்களுடன் தாக்கமுறும்போது அதன் செறிவைப் பொறுத்து முற்றிலும் வேறுபட்ட விளைவுகளைத் தருகின்றது. உலோகமும் ஒட்சியேற்றியும் ஒன்றேயாயினும், ஒட்சிஇறக்கத்தின் ஆழம் செறிவுக்கேற்ப மாறுகின்றது.
செறிவூட்டிய HNO₃: Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
Cu: 0→+2 (−2e); N: +5→+4 ×2 (+2e) ✓ [ஒட்சியேற்ற எண்ணில் 1 அலகு குறைவு மட்டும்]
நீர்த்த HNO₃: 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
Cu: 0→+2 ×3 (−6e); N: +5→+2 ×2 (+6e) ✓ [ஒட்சியேற்ற எண்ணில் 3 அலகு குறைவு]
செறிவூட்டிய HNO₃ இல் HNO₃ ஏராளமாக இருப்பதால் அது தன்னைச் சிறிதளவே ஒட்சிஇறக்கிக் கொள்கின்றது; N: +5→+4 (NO₂) என ஒட்சியேற்ற எண்ணில் வெறும் 1 அலகு மட்டுமே குறைகின்றது. நீர்த்த HNO₃ இல் HNO₃ ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக இருப்பதால் அது ஆழமாக ஒட்சிஇறக்கமடைகின்றது; N: +5→+2 (NO) என 3 அலகுகள் குறைகின்றன. எனவே HNO₃ இன் செறிவு குறையக் குறைய ஒட்சிஇறக்கம் ஆழமாகும் என்பதே இப்பகுதியின் மையக் கருத்தாகும்.
மத்திம செறிவு: Zn + 4HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O (N: +5→+4, விளைவு NO₂)
நடுத்தர நீர்த்தம்: 4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O (N: +5→+1, விளைவு N₂O)
மிக நீர்த்தம்: 4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O (N: +5→−3, முழுமையான 8 அலகுக் குறைவு, விளைவு NH₄NO₃)
HNO₃ இன் செறிவு படிப்படியாகக் குறையும்போது N இன் ஒட்சிஇறக்கம் ஆழமாகி, விளைவு NO₂ → NO → N₂O → NH₄⁺ என்னும் வரிசையில் மாறுகின்றது (2019/20 இற்குப் பின்னர் கட்டமைப்பு வினாக்களில் அடிக்கடி காணப்படும் தொடர் இது). "செறிவு மாறியதற்குக் காரணத்தை விளக்குக" என்ற வகை வினாக்களுக்கு, "HNO₃ மிகுதியாக இருப்பின் அது தன்னைச் சிறிதளவே ஒட்சிஇறக்கிக் கொள்ளும்; HNO₃ குறைவாக இருப்பின் ஒவ்வொரு NO₃⁻ உம் அதிக இலத்திரன்களை ஏற்க வேண்டிய நிலை ஏற்படும்" என்ற தர்க்கத்தை எழுத வேண்டும்.
3. எளிய கருத்தாக்கங்களைச் சமப்படுத்தல் (3.6.3)
Alpha decay diagram
Wikipedia → · CC
ஒரு கதிர்த்தொழிற்பாட்டு நியூக்கிளைட்டு (radioactive nuclide), கருத்துணிக்கைகளை அல்லது இலத்திரன்களை அல்லது காமா (γ) கதிர்வீசலை வெளியேற்றி, கதிர்த்தொழிற்பாட்டுத் தேய்விற்கு (radioactive decay) உட்படக் கூடியது. இவ்வாறான அணுக்கரு மாற்றங்கள் கருத்தாக்கங்கள் (nuclear reactions) அல்லது திரிபுகள் என அழைக்கப்படுகின்றன. அல்பா (α) துணிக்கை ஒரு ஈலியம் கருவாகும் (⁴₂He); பீற்றா (β) துணிக்கை ஒரு உயர்கதி இலத்திரனாகும் (⁰₋₁e).
ஒரு கருத்தாக்கத்தைச் சமப்படுத்துவதற்கு NIE பாடநூல் இரண்டு விதிகளைத் தருகின்றது. முதலாவது, தாக்கமுறும் கருக்களின் திணிவெண்களின் (mass number, மேல் எழுத்து A) கூட்டுத்தொகை, உருவாகும் கருக்களின் திணிவெண்களின் கூட்டுத்தொகைக்குச் சமமாக இருத்தல் வேண்டும். இரண்டாவது, தாக்கமுறும் கருக்களின் அணுவெண்களின் (atomic number, கீழ் எழுத்து Z) கூட்டுத்தொகை, உருவாகும் கருக்களின் அணுவெண்களின் கூட்டுத்தொகைக்குச் சமமாக இருத்தல் வேண்டும்.
எடுத்துக்காட்டு 4 — ரேடியம் (Radium) ²²⁶ அணுக்கரு அல்பா தேய்விற்கு உட்படுகின்றது. உருவாகும் மகட்கருவைத் துணிந்து கருத்தாக்கத்தைச் சமப்படுத்துக. NIE குறியீட்டு முறையில் திணிவெண் மேல் எழுத்தாகவும், அணுவெண் கீழ் எழுத்தாகவும் எழுதப்படுகின்றன.
²²⁶₈₈Ra → ? + ⁴₂He
திணிவெண் (A) சமன்: 226 = A + 4 → A = 222
அணுவெண் (Z) சமன்: 88 = Z + 2 → Z = 86
அணுவெண் 86 உடைய மூலகம் ரேடொன் (Radon) ஆகும். ஆகவே சமப்படுத்தப்பட்ட கருத்தாக்கம்:
²²⁶₈₈Ra → ²²²₈₆Rn + ⁴₂He
எடுத்துக்காட்டு 5 — பெரிலியம் (Beryllium) ⁷ அணுக்கரு பீற்றா தேய்விற்கு உட்படுகின்றது. பீற்றா துணிக்கையின் திணிவெண் 0, அணுவெண் -1 எனக் கொள்க.
⁷₄Be → ? + ⁰₋₁e
திணிவெண் (A) சமன்: 7 = A + 0 → A = 7
அணுவெண் (Z) சமன்: 4 = Z + (-1) → Z = 5
அணுவெண் 5 உடைய மூலகம் போரோன் (Boron) ஆகும். ஆகவே சமப்படுத்தப்பட்ட கருத்தாக்கம்:
⁷₄Be → ⁷₅B + ⁰₋₁e
குறிப்பு: NIE பாடநூல் இங்கு இலிதியம் (Lithium) தொடர்பான ஒரு கருத்தாக்கத்தையும் எடுத்துக்காட்டாகத் தருகின்றது; மேல் மற்றும் கீழ் எழுத்துகளைச் சமப்படுத்தும் கொள்கை அனைத்திற்கும் ஒன்றே.
- சமப்படுத்தும்போது சூத்திரங்களுக்குள்ளுள்ள கீழெண்களை (subscripts) ஒருபோதும் மாற்றாதீர்கள்; குணகங்களை மட்டுமே மாற்றுங்கள். கீழெண்ணை மாற்றினால் அது வேறொரு பதார்த்தமாகி விடுகின்றது.
- உய்த்தறிதல் முறையில் ஒட்சிசனைக் (O) கடைசியாகச் சமப்படுத்துங்கள்; தனித்த மூலகங்களின் குணகத்தை இறுதியில் மாற்றுவது மற்ற அணுக்களைப் பாதிக்காது.
- தாழ்த்தேற்றுத் தாக்கத்தில் ஒட்சியேற்றத்தில் இழக்கப்பட்ட இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கையும், ஒட்சிஇறக்கத்தில் பெறப்பட்ட இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கையும் கட்டாயம் சமமாக இருத்தல் வேண்டும்.
- கருத்தாக்கங்களில் திணிவெண்களின் கூட்டுத்தொகையும் (மேல்) அணுவெண்களின் கூட்டுத்தொகையும் (கீழ்) தனித்தனியே சமப்படுத்தப்படல் வேண்டும்.
Balancing chemical equations
Credit: Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0
📖 மேலதிக தகவல் / More on Wikipedia →