பாடங்கள் · அலகு 3 · விரைவு திரும்பப் பார்வை

அலகு 3 — விரைவு திரும்பப் பார்வை

கையில் உள்ள நேரத்திற்கு ஏற்ப ஒரு முறையைத் தெரிவு செய்க. தேர்வுக்கு முந்தைய இரவு முறையில் அதிக மதிப்பெண் தரும் புள்ளிகள் மட்டுமே தொகுக்கப்பட்டுள்ளன.

1 நிமிடம் — அத்தியாவசிய சூத்திரங்களும் மூல்-பாலமும்

மூல்-பாலம்: எல்லாக் கணிப்பின் மையமும் மூல் (mole). தரப்பட்ட அளவு → மூல் → சமன்பாட்டுக் குணக விகிதம் → கேட்கப்பட்ட அலகு.
மூல் = திணிவு ÷ மூலர் திணிவு (n = m ÷ M).
துணிக்கை எண்ணிக்கை = n × N_A; N_A = 6.022 × 10²³ mol⁻¹.
STP வாயு: n = கனவளவு ÷ 22 400 cm³ mol⁻¹ (= 22.4 dm³ mol⁻¹).
செறிவு (molarity): C = n ÷ V; n = C × V (V கனவளவு dm³ இல்).
நீர்த்தாக்கல் (dilution): C₁V₁ = C₂V₂ (மூல் மாறாது).
திணிவுச் சதவீதம் = (கூறின் திணிவு ÷ மொத்தத் திணிவு) × 100%.
ppm = (கரைபொருளின் திணிவு ÷ கரைசல் திணிவு) × 10⁶.
% விளைச்சல் = (உண்மை விளைச்சல் ÷ கோட்பாட்டு விளைச்சல்) × 100%.
% தூய்மை = (தூயக் கூறின் திணிவு ÷ மாதிரித் திணிவு) × 100%.
அனுபவச் சூத்திரம்: ஒவ்வொரு அணுவின் மூல் → சிறிய மதிப்பால் வகுத்தல் → முழு எண் விகிதம்.
மூலக்கூற்றுச் சூத்திரம் = (அனுபவச் சூத்திரம்)_n; n = மூலர் திணிவு ÷ அனுபவச் சூத்திரத் திணிவு.

1. மூல் கருத்தாக்கம் மற்றும் அவகாதரோ மாறிலி (≈ 50 நொடி)

மிகத் திருத்தமாக 12 g ¹²C இல் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கைக்குச் சமமான துணிக்கைகளைக் கொண்ட அளவே ஒரு மூல் ஆகும்.
அவகாதரோ மாறிலி N_A = 6.022 × 10²³ mol⁻¹. ஒரு மூலில் இவ்வளவு அணு, மூலக்கூறு அல்லது அயன் உள்ளன.
மூலர் திணிவு (molar mass) என்பது ஒரு மூல் பதார்த்தத்தின் கிராமில் உள்ள திணிவு; எண் மதிப்பில் அது தொடர்பு அணுத்திணிவு அல்லது தொடர்பு மூலக்கூற்றுத் திணிவுக்குச் சமம்.

2. அனுபவ மற்றும் மூலக்கூற்றுச் சூத்திரம் (≈ 50 நொடி)

அனுபவச் சூத்திரம் (empirical formula) = அணுக்களின் எளிமையான முழு எண் விகிதம்.
படிகள்: திணிவு % அல்லது திணிவு → ÷ மூலர் திணிவு → மூல் → சிறிய மூலால் வகுத்தல் → தேவையெனின் முழு எண்ணாக்கப் பெருக்குதல்.
மூலக்கூற்றுச் சூத்திரம் = (அனுபவச் சூத்திரம்)_n; n = மூலர் திணிவு ÷ அனுபவச் சூத்திரத் திணிவு.

3. சமன்பாட்டுக் கணிப்புகளும் எல்லைப்படுத்தும் தாக்கியும் (≈ 1 நிமிடம்)

சமன்பாட்டுக் கணிப்புகள் (stoichiometry): சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாட்டின் குணகங்கள் தரும் மூல் விகிதத்தைப் பயன்படுத்தும் கணிப்புகள்.
எல்லைப்படுத்தும் தாக்கி (limiting reagent): முதலில் முற்றாகச் செலவழியும் தாக்கி; அதுவே விளைவின் அளவைத் தீர்மானிக்கும்.
கண்டறிதல்: ஒவ்வொரு தாக்கியின் மூலையும் அதன் குணகத்தால் வகுக்க; சிறிய விகிதம் தருவதே எல்லைப்படுத்தும் தாக்கி.

4. செறிவு — மூலர்த்திறன், ppm, நீர்த்தாக்கல் (≈ 1 நிமிடம்)

மூலர்த்திறன் (molarity) = ஒரு dm³ கரைசலில் உள்ள கரைபொருளின் மூல்; அலகு mol dm⁻³.
மூலற்றிறன் (molality) = ஒரு kg கரைப்பானில் உள்ள கரைபொருளின் மூல்; அலகு mol kg⁻¹ (வெப்பநிலையால் மாறாது).
மில்லியனில் ஒரு பகுதி (ppm) = ஒரு மில்லியன் பகுதிக் கரைசலில் உள்ள கரைபொருளின் பகுதிகள்; மிகவும் நீர்த்த கரைசல்களுக்கு உகந்தது.
நீர்த்தாக்கல்: நீர் சேர்த்தால் கனவளவு கூடும், ஆனால் கரைபொருளின் மூல் மாறாது → C₁V₁ = C₂V₂.

5. வாயுக் கணிப்புகள் (≈ 40 நொடி)

நியம வெப்பஅழுத்த நிலையில் (STP) எந்த வாயுவின் ஒரு மூலும் 22 400 cm³ (22.4 dm³) கனவளவைக் கொள்ளும்.
n = கனவளவு ÷ 22 400; வாயு மூலர் திணிவு = திணிவு ÷ மூல்.
சம வெப்பஅழுத்த நிலையில் வாயுக் கனவளவு விகிதம் = மூல் விகிதம் = சமன்பாட்டுக் குணக விகிதம்.

6. நியமனம், விளைச்சல், தூய்மை (≈ 50 நொடி)

நியமனம் (titration): அறியப்பட்ட நியமக் கரைசலைப் பயன்படுத்தி அறியப்படாத செறிவைக் கணித்தல்; சமன்பாட்டுக் குணக விகிதம் முக்கியம்.
முதன்மை நியமம் (primary standard): மிகத் தூயதாகவும், நீரேற்றப்படாததாகவும், உயர் மூலர் திணிவு கொண்டதாகவும் இருக்கும் (எடுத்துக்காட்டாக Na₂CO₃).
% விளைச்சல் = (உண்மை ÷ கோட்பாட்டு) × 100%; % தூய்மை = (தூயக் கூறு ÷ மாதிரி) × 100%.

பயிற்சி 1: மூல் ⇄ திணிவு ⇄ எண்ணிக்கை (3 நி)

11 g CO₂ → மூல் = 11 ÷ 44 = 0.25 mol → மூலக்கூறுகள் = 0.25 × N_A ≈ 1.51 × 10²³.
0.50 mol H₂O இல் H அணுக்கள் = 0.50 × 2 × N_A ≈ 6.02 × 10²³.
STP இல் 3.2 g O₂ → மூல் = 3.2 ÷ 32 = 0.10 mol → கனவளவு = 0.10 × 22 400 = 2 240 cm³.

பயிற்சி 2: அனுபவச் சூத்திரம் (3 நி)

ஒரு சேர்வையில் 40.0% C, 6.7% H, 53.3% O. 100 g இல் C: 40.0 ÷ 12 = 3.33; H: 6.7 ÷ 1 = 6.7; O: 53.3 ÷ 16 = 3.33. சிறிய மதிப்பால் (÷ 3.33) வகுத்தல் → C : H : O = 1 : 2 : 1. அனுபவச் சூத்திரம் = CH₂O. மூலர் திணிவு 180 எனின் n = 180 ÷ 30 = 6 → C₆H₁₂O₆.

பயிற்சி 3: எல்லைப்படுத்தும் தாக்கி (3 நி)

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l). 4.0 g H₂ (= 2.0 mol) உடன் 32 g O₂ (= 1.0 mol) தாக்கமடைகிறது. தேவை: 2.0 mol H₂ க்கு 1.0 mol O₂; இது சரியாகப் பொருந்துகின்றது, எனவே இரண்டுமே முழுமையாகச் செலவாகும். உருவாகும் H₂O = 2.0 mol → 36 g H₂O. (ஒரு தாக்கி மிகையாக இருந்தால், மூல் ÷ குணகம் என்ற சிறிய விகிதம் தருவதே எல்லைப்படுத்தும் தாக்கி என்பதை நினைவில் கொள்க.)

பயிற்சி 4: நியமனக் கணிப்பு (3 நி)

20.0 cm³ Na₂CO₃ கரைசலை நடுநிலையாக்க 0.100 mol dm⁻³ HCl 25.0 cm³ தேவை. Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂. HCl இன் மூல் = 0.100 × 0.0250 = 2.50 × 10⁻³ mol. 2:1 விகிதம் → Na₂CO₃ மூல் = 1.25 × 10⁻³ mol. செறிவு = (1.25 × 10⁻³) ÷ 0.0200 = 0.0625 mol dm⁻³.

பயிற்சி 5: சதவீத விளைச்சல் (2 நி)

N₂ + 3H₂ → 2NH₃ இல் 1.0 mol N₂ முழுமையாகத் தாக்கமடைந்து 22.4 g NH₃ கிடைத்தது. கோட்பாட்டு விளைச்சல் = 2.0 mol × 17 = 34 g. % விளைச்சல் = (22.4 ÷ 34) × 100% ≈ 65.9%.

அத்தியாவசிய சூத்திரங்கள் — அட்டவணை (1 நி)

அளவு	சூத்திரம்	அலகு
மூல் (திணிவிலிருந்து)	n = m ÷ M	mol
மூல் (எண்ணிக்கையிலிருந்து)	n = N ÷ N_A	mol
மூல் (STP வாயு)	n = V ÷ 22 400	mol
செறிவு (மூலர்த்திறன்)	C = n ÷ V	mol dm⁻³
மூலற்றிறன்	m = n ÷ (கரைப்பான் kg)	mol kg⁻¹
நீர்த்தாக்கல்	C₁V₁ = C₂V₂	—
ppm	(கரைபொருள் ÷ கரைசல்) × 10⁶	ppm
திணிவுச் சதவீதம்	(கூறு ÷ மொத்தம்) × 100	%
சதவீத விளைச்சல்	(உண்மை ÷ கோட்பாட்டு) × 100	%
சதவீதத் தூய்மை	(தூயம் ÷ மாதிரி) × 100	%

🌙 தேர்வுக்கு முந்தைய இரவு — அலகு 3, அதிக மதிப்பெண் தரும் புள்ளிகள்

N_A = 6.022 × 10²³ mol⁻¹: அவகாதரோ மாறிலி; இதனை மனனம் செய்க.
மூல்-பாலம்: தரப்பட்ட அளவு → மூல் → சமன்பாட்டுக் குணக விகிதம் → கேட்ட அலகு. ஒவ்வொரு கணிப்பும் இதே வழியே.
n = m ÷ M. மூலர் திணிவைச் சரியாகக் கணிக்க; சூத்திரத்திலுள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கையை மறக்காதீர்.
STP வாயு: 1 mol = 22 400 cm³ = 22.4 dm³. cm³ ஆ dm³ ஆ என அலகைக் கவனிக்க.
செறிவு C = n ÷ V; V எப்போதும் dm³ இல். 250 cm³ = 0.250 dm³.
நீர்த்தாக்கல் C₁V₁ = C₂V₂: நீர் சேர்த்தால் மூல் மாறாது.
நியமனம்: தாக்கியின் மூலைக் கணித்து, சமன்பாட்டுக் குணக விகிதத்தால் இரண்டாவது இனத்தின் மூலுக்கு மாற்றுக. 1:1 எனத் தானாக எடுத்துக்கொள்ள வேண்டாம்.
எல்லைப்படுத்தும் தாக்கி: ஒவ்வொரு தாக்கியின் மூலையும் அதன் குணகத்தால் வகுக்க — சிறிய மதிப்பே எல்லைப்படுத்தும் தாக்கி; விளைவு எப்போதும் அதிலிருந்தே கணிக்கப்படும்.
அனுபவச் சூத்திரம்: மூல் → சிறிய மூலால் வகுத்தல். விகிதம் 1.5 போல் வந்தால் 2 ஆல் பெருக்கி முழு எண்ணாக்குக.
மூலக்கூற்றுச் சூத்திரம் = (அனுபவச் சூத்திரம்)_n; n = மூலர் திணிவு ÷ அனுபவச் சூத்திரத் திணிவு.
% விளைச்சல் = (உண்மை ÷ கோட்பாட்டு) × 100; கோட்பாட்டு விளைச்சல் எல்லைப்படுத்தும் தாக்கியிலிருந்து வரும்.
% தூய்மை = (தூயக் கூறு ÷ மாதிரி) × 100. விளைச்சலுடன் குழப்பிக் கொள்ள வேண்டாம்.
ppm = (கரைபொருள் ÷ கரைசல்) × 10⁶; திணிவுச் சதவீதம் = (கூறு ÷ மொத்தம்) × 100.
அலகுச் சீர்மை: g, mol, cm³, dm³ ஆகியவற்றுள் பொருத்தமான அலகை விடையில் எழுதுக; விடையைத் தரவுகளின் திருத்தத்திற்கு ஏற்ற இலக்க எண்ணிக்கையுடன் (significant figures) தருக.
முதன்மை நியமம் = மிகத் தூயது, நீரேற்றப்படாதது, உயர் மூலர் திணிவு (எடுத்துக்காட்டாக Na₂CO₃); இது நியமக் கரைசல் தயாரிக்கப் பயன்படும்.

இரவு செய்ய வேண்டாதது

புதிய தலைப்பைப் படிக்க வேண்டாம்; புதிய முழு வினாத்தாளை முயல வேண்டாம். மேலுள்ள சூத்திர அட்டவணையை ஒரு முறை எழுதிப் பாருங்கள், மூல்-பாலத்தை மனதில் நிறுத்துங்கள், பின் தூங்குங்கள். கணிப்பு வினாக்களில் கணிப்பானை (calculator) நம்புங்கள்; அலகை எழுத மறக்காதீர்கள். 6 மணி தூக்கம் 2 மணி கூடுதல் படிப்பைவிடச் சிறந்தது.

ஸ்டோய்க்கியோமெட்ரி மதிப்பாய்வு
*Stoichiometry — revision*
Credit: Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0
📖 மேலதிக தகவல் / More on Wikipedia →

← அலகு 3