📚 கற்றல் முதன்மை க.பொ.த. (சா/த) க.பொ.த. (உ/த) பிற 🌐 English உள்நுழைய
பாடங்கள் · அலகு 3 · நியமனக் கணக்கீடுகள்

நியமனக் கணக்கீடுகள்

முழுமையான பார்வை — நியமனக் கணக்கீடுகள் (Titration Calculations) ஏன் முக்கியம்?

நியமன ஆய்வகக் கருவிகள்
Titration apparatus
Wikipedia → · CC

ஒரு கரைசலின் செறிவு (concentration) நேரடியாக அளக்கப்படக் கூடியதல்ல. ஆனால், செறிவு தெரிந்த ஒரு கரைசலுடன் அதைத் தாக்கமுறச் செய்து, அந்தத் தாக்கத்தின் மூல் விகிதத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அதன் செறிவைத் துல்லியமாகக் கணிக்க முடியும். இவ்வாறு செறிவு தெரியாத ஒரு கரைசலின் செறிவைக் கண்டறியும் பகுப்பாய்வு முறையே நியமனம் (titration) எனப்படுகின்றது.

இம்முறையில் செறிவு தெரிந்த கரைசல் நியமக் கரைசல் (standard solution) எனப்படுகின்றது. நியமக் கரைசலானது, செறிவு தெரியாக் கரைசலுடன் அறியப்பட்ட ஒரு பீசமானத்தில் (stoichiometric ratio) தாக்கமுறுகின்றது. நியமக் கரைசலுடன் செறிவு தெரியாக் கரைசல் முற்றாகத் தாக்கமுறும் நிலை இறுதிப் புள்ளி (end point) எனப்படுகின்றது; இந்நிலை பொதுவாக ஒரு காட்டியின் (indicator) நிறமாற்றத்தால் அறியப்படுகின்றது.

0 50 Burette standard solution (known concentration) Stopcock Conical flask unknown solution + indicator

நியமனத்தின் அடிப்படை — மூல் விகிதம் தரும் தொடர்பு

பீசமானத் தாக்கம்
Stoichiometric reaction
Wikipedia → · CC

நியமனக் கணக்கீட்டின் மையக் கருத்து, இரு கரைசல்களதும் மூல்கள் சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாட்டின் குணக விகிதத்திற்கு ஏற்பவே தொடர்புபடுகின்றன என்பதாகும். ஒரு கரைசலில் உள்ள கரையத்தின் மூல்களானது அதன் செறிவையும் கனவளவையும் பெருக்குவதன் மூலம் பெறப்படுகின்றது. எனவே, ஒரு கரைசல் A ஆனது இன்னொரு கரைசல் B உடன் தாக்கமுறும்போது பின்வரும் தொடர்பு கிடைக்கின்றது.

n(A) = CA × VA   |   n(B) = CB × VB
(CA VA) / (CB VB) = nA / nB = a / b

இங்கு a, b ஆகியன சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாட்டில் A, B ஆகியவற்றின் குணகங்கள் ஆகும். கனவளவு dm³ இல், செறிவு mol dm⁻³ இல் பயன்படுத்தப்படல் வேண்டும்.

இச்சூத்திரத்தை நேரடியாக மனனம் செய்வதைவிட, மூல்கள் → மூல் விகிதம் → விடை எனும் மூன்று படிமுறையைப் பின்பற்றுவது மிகவும் பாதுகாப்பானது. முதலில் செறிவு தெரிந்த கரைசலின் மூல்கள் கணிக்கப்படுகின்றன. அடுத்து, சமன்பாட்டின் மூல் விகிதம் பயன்படுத்தப்பட்டு மற்றைய கரைசலின் மூல்கள் பெறப்படுகின்றன. இறுதியாக, அம்மூல்களை அக்கரைசலின் கனவளவால் வகுப்பதன் மூலம் தெரியாத செறிவு கணிக்கப்படுகின்றது.

The three steps of every titration calculation Step 1 moles of the KNOWN solution n = C × V Step 2 moles of the UNKNOWN via the mole ratio a : b from the equation Step 3 unknown concentration or volume C = n / V or V = n / C at the end point: n(A) / n(B) = a / b volume in dm³ · concentration in mol dm⁻³ · read the ratio from the balanced equation

அமில – கார நியமனக் கணக்கீடு

பினால்பதலீன் காட்டி
Phenolphthalein indicator
Wikipedia → · CC
பகுப்பு 1 — NaOH இன் தெரியாத செறிவைக் கணித்தல்

கேள்வி: 25.0 cm³ NaOH கரைசலானது, 0.10 mol dm⁻³ செறிவுடைய 22.5 cm³ H₂SO₄ உடன் முற்றாக நடுநிலையடைகின்றது. NaOH இன் செறிவு யாது?

சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு:
  2NaOH(aq) + H₂SO₄(aq) → Na₂SO₄(aq) + 2H₂O(l)
  மூல் விகிதம் — NaOH : H₂SO₄ = 2 : 1

படி 1 — செறிவு தெரிந்த H₂SO₄ இன் மூல்களைக் கணித்தல்:
  n(H₂SO₄) = C × V = 0.10 × (22.5 / 1000)
  n(H₂SO₄) = 2.25 × 10⁻³ mol

படி 2 — மூல் விகிதத்தைப் பயன்படுத்தி NaOH இன் மூல்களைப் பெறுதல்:
  n(NaOH) = 2 × n(H₂SO₄) = 2 × 2.25 × 10⁻³
  n(NaOH) = 4.50 × 10⁻³ mol

படி 3 — மூல்களைக் கனவளவால் வகுத்து செறிவைக் கணித்தல்:
  C(NaOH) = n / V = 4.50 × 10⁻³ / (25.0 / 1000)
  C(NaOH) = 0.180 mol dm⁻³

தெரியாத கனவளவைக் கணித்தல்

நியமனக் கணக்கீட்டில் செறிவு மட்டுமன்றி, ஒரு கரைசலின் தெரியாத கனவளவையும் கண்டறிய முடியும். அத்தகைய நிலையில் இரு கரைசல்களதும் செறிவுகள் தரப்பட்டு, ஒரு கரைசலின் கனவளவு மட்டுமே தெரியாததாக இருக்கும். அதே மூன்று படிமுறையே பின்பற்றப்படுகின்றது.

பகுப்பு 2 — தேவையான அமிலத்தின் கனவளவைக் கணித்தல்

கேள்வி: 25.0 cm³ ஆன 0.20 mol dm⁻³ Na₂CO₃ கரைசலுடன் முற்றாகத் தாக்கமுறுவதற்குத் தேவையான 0.50 mol dm⁻³ HCl இன் கனவளவு யாது?

சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு:
  Na₂CO₃(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + CO₂(g) + H₂O(l)
  மூல் விகிதம் — Na₂CO₃ : HCl = 1 : 2

படி 1 — Na₂CO₃ இன் மூல்களைக் கணித்தல்:
  n(Na₂CO₃) = 0.20 × (25.0 / 1000) = 5.0 × 10⁻³ mol

படி 2 — மூல் விகிதத்தைப் பயன்படுத்தி HCl இன் மூல்களைப் பெறுதல்:
  n(HCl) = 2 × n(Na₂CO₃) = 2 × 5.0 × 10⁻³ = 1.0 × 10⁻² mol

படி 3 — மூல்களைச் செறிவால் வகுத்துக் கனவளவைக் கணித்தல்:
  V(HCl) = n / C = 1.0 × 10⁻² / 0.50
  V(HCl) = 0.020 dm³ = 20.0 cm³
தேர்வாளர் குறிப்பு
  • கணக்கீட்டைத் தொடங்கும் முன், சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாட்டை எழுதி, அதிலிருந்து சரியான மூல் விகிதத்தைப் பெறுக. தவறான விகிதம் முழுக் கணக்கையும் தவறாக்கிவிடும்.
  • cm³ ஆல் தரப்படும் கனவளவை எப்போதும் 1000 ஆல் வகுத்து dm³ ஆக மாற்றுக; செறிவு mol dm⁻³ இல் பயன்படுத்தப்படல் வேண்டும்.
  • 2NaOH : H₂SO₄ = 2:1 எனும் விகிதத்தை மறந்துவிடாதீர்கள்; ஒற்றை-புரோத்தன் காரத்திற்கும் இரு-புரோத்தன் அமிலத்திற்கும் இடையிலான விகிதம் 1:1 அல்ல.
  • பகுதி II இல், மூல் → மூல் விகிதம் → செறிவு எனும் மூன்று படிகளையும் தனித்தனியாக எழுதுக; ஒவ்வொரு படிக்கும் தனிப் புள்ளிகள் வழங்கப்படும்.
🌐 விளக்க படம் / Explanatory Diagram
Titration
திட்ரேஷன்
Titration
Credit: Wikimedia Commons  · CC BY-SA 4.0
📖 மேலதிக தகவல் / More on Wikipedia →

📝 பயிற்சி வினாக்கள்

பகுதி I — பல்தேர்வு வினாக்கள்

  1. அமில-கார திட்டமிடலில் (titration) முடிவுப்புள்ளியைக் காட்டுவது:

    1. வெப்பநிலை
    2. சுட்டியின் நிற மாற்றம்
    3. வாயு வெளியேற்றம்
    4. வண்டல்
    5. ஒளி
    விடை
    (2) — சுட்டி நிறம் மாறுவது முடிவுப்புள்ளி.

  2. வலிமையான அமிலம்–வலிமையான காரத் திட்டமிடலுக்கு ஏற்ற சுட்டி:

    1. மெத்தில் ஆரஞ்சு மட்டும்
    2. ஃபீனாஃப்தலீன் அல்லது மெத்தில் ஆரஞ்சு
    3. லிட்மஸ்
    4. எதுவுமில்லை
    5. ஸ்டார்ச்
    விடை
    (2) — கூர்மையான pH தாவல் → இரண்டும் பொருந்தும்.

  3. 25.0 cm³ NaOH ஐ நடுநிலையாக்க 20.0 cm³ 0.1 M HCl தேவை. NaOH அடர்த்தி (1:1):

    1. 0.08 M
    2. 0.10 M
    3. 0.125 M
    4. 0.04 M
    5. 0.20 M
    விடை
    (1) — mol HCl = 0.02×0.1=0.002 = mol NaOH; c=0.002/0.025=0.08 M.

  4. திட்டமிடலில் அறியப்பட்ட அடர்த்திக் கரைசல்:

    1. பகுப்பாய்வுக் கரைசல்
    2. நியம/தரக் கரைசல்
    3. சுட்டி
    4. கரைப்பான்
    5. வண்டல்
    விடை
    (2) — தரக் கரைசல் = அறியப்பட்ட அடர்த்தி.

  5. சமான புள்ளி (equivalence point) என்பது:

    1. நிறம் மாறுகிறது
    2. அமில மோல் = கார மோல் (சமன்பாட்டுப்படி)
    3. கரைசல் கொதிக்கிறது
    4. வண்டல்
    5. எதுவுமில்லை
    விடை
    (2) — சமன்பாட்டுப்படி அமில/கார மோல்கள் சமன்.

  6. திட்டமிடலில் கரைசலைச் சேர்க்கப் பயன்படும் கருவி:

    1. அளவைக் குடுவை
    2. பியூரட்
    3. அளவை உருளை
    4. சோதனைக் குழாய்
    5. வடிகட்டி
    விடை
    (2) — பியூரட் — துல்லியமாகச் சேர்க்க.

பகுதி II — கட்டமைப்பு வினா

• ஏன் தரக் கரைசல் அளவைக் குடுவையில் தயாரிக்கப்படுகிறது, பியூரட் ஏன் பயன்படுகிறது?

மாதிரி விடை
அளவைக் குடுவை துல்லியமான கனவளவைத் தரும்; பியூரட் சேர்க்கப்படும் கனவளவைத் துல்லியமாக அளக்கும்.

• 20 cm³ 0.05 M H₂SO₄ ஐ நடுநிலையாக்கத் தேவையான 0.1 M NaOH கனவளவைக் கணிக்க. H₂SO₄+2NaOH→Na₂SO₄+2H₂O

மாதிரி விடை
mol H₂SO₄=0.02×0.05=0.001; NaOH=2×0.001=0.002; V=0.002/0.1=0.02 dm³=20 cm³.

கட்டுரை வினா

• அமில-கார திட்டமிடல் — கொள்கை, கருவிகள், சுட்டித் தெரிவு, அடர்த்திக் கணிப்பை விளக்குக.

விடை வரைவு
வரைவு: அறியா அடர்த்தியை தரக் கரைசலால் கண்டறிதல்; பியூரட்/பைப்பெட்/அளவைக் குடுவை; சுட்டி pH தாவலுக்கேற்ப; சமான புள்ளியில் மோல் விகிதம் → c=n/V.
← அலகு 3