அலகு 6 — வினாத்தொகுப்பு
s, p, d தொகுப்பு மூலகங்களின் இரசாயனவியல் அலகின் எல்லா உட்தலைப்புகளையும் உள்ளடக்கிய வினாத்தொகுப்பு இது. முதல் பகுதியில் வினாத்தாள் I வகையான பல்தேர்வு வினாக்களும், இரண்டாவது பகுதியில் வினாத்தாள் II வகையான கட்டமைப்பு வினாக்களும் தரப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு வினாவையும் முழுமையாகச் சிந்தித்த பின்னரே விடையைப் பார்க்க வேண்டும்.
ஒவ்வொரு கூட்ட வினாவையும் ஒரே வழியில் அணுகலாம் — முதலில் வலுவளவு இலத்திரன் அமைப்பை (ns¹, ns², ns²np¹ …) நினைவுகூர்தல், அதிலிருந்து வழமையான ஒட்சியேற்ற நிலையைப் பெறுதல், கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும் போக்கின் திசையை (அணுவாரை ↑, அயனாக்கற் சக்தி ↓) உறுதிப்படுத்துதல், வெப்பவுறுதி வினாக்களில் கற்றயனின் முனைவாக்கும் வலுவைப் பயன்படுத்துதல், சமன்பாடுகளில் ஒட்சியேற்ற எண்ணை எண்ணிச் சரிபார்த்தல்.
பகுதி I — பல்தேர்வு வினாக்கள்
ஒவ்வொரு வினாவுக்கும் (1)–(5) என்னும் ஐந்து விடைகளில் சரியான ஒன்றைத் தெரிவு செய்க.
1. கூட்டம் 1 மூலகங்களின் வலுவளவு இலத்திரன் அமைப்பு யாது?
(1) ns¹ (2) ns² (3) ns²np¹ (4) ns²np⁵ (5) ns²np⁶
விடை: (1). கூட்டம் 1 இன் ஒவ்வொரு மூலகமும் தனது வலுவளவு ஓட்டில் ஒற்றை இலத்திரனைக் (ns¹) கொண்டுள்ளது. இவ்வொற்றை இலத்திரன் இலகுவாக நீக்கப்படுவதால் இம்மூலகங்கள் எப்போதும் +1 ஒட்சியேற்ற நிலையைக் காட்டுகின்றன; இதனாலேயே அவை மிக உயர் தாக்கத்திறன் (reactivity) உடையனவாக அமைகின்றன.
2. கூட்டம் 1 இல் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி (first ionisation energy) குறைவதற்கான சரியான காரணம் எது?
(1) அணுக்கருவின் ஏற்றம் குறைகின்றது (2) அணுவாரை அதிகரிப்பதும் திரையிடல் விளைவும் (3) வலுவளவு இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கை கூடுகின்றது (4) மின்னெதிர்த்தன்மை அதிகரிக்கின்றது (5) உருகுநிலை அதிகரிக்கின்றது
விடை: (2). கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது புதிய இலத்திரன் ஓடுகள் சேர்க்கப்படுவதால் அணுவாரை அதிகரிக்கின்றது. அதிகரித்த ஆரையும் உள் ஓடுகளின் திரையிடல் விளைவும் (screening effect) காரணமாக வலுவளவு இலத்திரன் அணுக்கருவிலிருந்து தளர்வாகப் பிணைக்கப்படுகின்றது; எனவே அதை நீக்க தேவையான சக்தி குறைகின்றது.
3. சோடியம் வளியில் எரிக்கப்படும்போது பிரதானமாக உருவாகும் சேர்வை எது?
(1) Na₃N (2) Na₂O (சாதாரண ஒட்சைட்டு) (3) Na₂O₂ (பரவொட்சைட்டு) (4) NaO₂ (சுப்பர் ஒட்சைட்டு) (5) NaOH
விடை: (3). கூட்டம் 1 உலோகங்கள் ஒட்சிசனுடன் வேறுபட்ட வகை ஒட்சைட்டுகளைத் தருகின்றன: லிதியம் மட்டுமே சாதாரண ஒட்சைட்டை (Li₂O) தருகின்றது; சோடியம் பிரதானமாகப் பரவொட்சைட்டை (Na₂O₂, இதில் O இன் ஒட்சியேற்ற நிலை −1) தருகின்றது; பொட்டாசியம், ருபீடியம், சீசியம் ஆகியன சுப்பர் ஒட்சைட்டை (MO₂) தருகின்றன.
4. கூட்டம் 1 இன் நைத்திரேற்றுகளுள் (nitrates) வெப்பப்பிரிகையடைந்து உலோக ஒட்சைட்டு, NO₂, O₂ ஆகியவற்றைத் தருவது எது?
(1) CsNO₃ (2) NaNO₃ (3) KNO₃ (4) LiNO₃ (5) RbNO₃
விடை: (4). லிதியம் நைத்திரேற்று மட்டுமே வேறுபட்ட நடத்தையைக் காட்டுகின்றது: 4LiNO₃ → 2Li₂O + 4NO₂ + O₂. சோடியம், பொட்டாசியம் ஆகியவற்றின் நைத்திரேற்றுகள் வெப்பப்பிரிகையடைந்து உரிய நைத்திரைற்றையும் (MNO₂) ஒட்சிசனையும் மட்டுமே தருகின்றன. Li⁺ அயனின் சிறிய பருமனும் உயர் முனைவாக்கும் வலுவுமே இவ்வேறுபாட்டுக்குக் காரணம்.
5. சுவாலைச் சோதனையில் (flame test) பொன்மஞ்சள் நிறத்தைத் தரும் உலோகம் எது?
(1) பொட்டாசியம் (2) கல்சியம் (3) பேரியம் (4) லிதியம் (5) சோடியம்
விடை: (5). சோடியம் சுவாலையில் பொன்மஞ்சள் நிறத்தைத் தருகின்றது. லிதியம் கிரிம்சன் சிவப்பும், பொட்டாசியம் செவ்வூதாவும் (lilac), கல்சியம் செம்மஞ்சள்-சிவப்பும் (brick red), பேரியம் இளம்பச்சையும் (apple green) தருகின்றன. தூண்டப்பட்ட இலத்திரன் தாழ் சக்தி மட்டத்திற்குத் திரும்பும்போது வெளியேற்றப்படும் ஒளியின் நிறமே ஒவ்வொரு உலோகத்தையும் இனங்காட்டுகின்றது.
6. கூட்டம் 2 இன் காபனேற்றுகளின் (carbonates) வெப்பவுறுதித் தன்மை பற்றிய சரியான கூற்று எது?
(1) கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கி அதிகரிக்கின்றது (2) எல்லாக் காபனேற்றுகளுக்கும் சமம் (3) BaCO₃ மிகக் குறைந்த உறுதி (4) காபனேற்றுகள் வெப்பப்பிரிகையடைவதில்லை (5) கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிக் குறைகின்றது
விடை: (1). கூட்டம் 2 இல் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது கற்றயனின் பருமன் அதிகரிப்பதால் அதன் முனைவாக்கும் வலு (polarising power) குறைகின்றது; குறைவாக முனைவாக்கப்பட்ட காபனேற்று அயன் இலகுவாகப் பிரிகையடைவதில்லை. எனவே BeCO₃ மிகக் குறைந்த உறுதியுடையது, BaCO₃ மிக உயர் உறுதியுடையது.
7. கூட்டம் 2 இன் சல்பேற்றுகளில் (sulfates) நீரில் கரையாதது எது?
(1) CaSO₄ (2) BaSO₄ (3) எல்லாமும் நன்கு கரையும் (4) BeSO₄ (5) MgSO₄
விடை: (2). கூட்டம் 2 இன் சல்பேற்றுகளின் கரைதிறன் கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிக் குறைகின்றது; எனவே BeSO₄, MgSO₄ ஆகியன கரையக்கூடியன, ஆனால் BaSO₄ நீரில் கரையாதது. இதனாலேயே சல்பேற்று அயனுக்கான சோதனையில் BaSO₄ வெண்படிவாக உருவாகின்றது. (ஐதரொட்சைட்டுகளின் கரைதிறன் இதற்கு எதிராக கீழ்நோக்கி அதிகரிக்கின்றது.)
8. அலுமினியம் சோடியம் ஐதரொட்சைட்டுக் கரைசலுடன் (NaOH) தாக்கமடையும்போது உருவாகும் சிக்கல் அயன் எது?
(1) Al³⁺ (2) Al₂O₃ (3) [Al(OH)₄]⁻ (4) AlCl₃ (5) AlH₃
விடை: (3). அலுமினியம் ஓர் ஈரியல்பு (amphoteric) மூலகம்; அது காரத்துடன் தாக்கமடையும்போது அமிலம் போல நடந்துகொள்கின்றது. 2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ — இங்கு உருவாகும் [Al(OH)₄]⁻ அயன் சோடியம் அலுமினேற்று என அழைக்கப்படுகின்றது. அமிலத்துடன் தாக்கும்போது அலுமினியம் Al³⁺ அயனைத் தருகின்றது.
9. வைரமும் (diamond) கிறபைற்றும் (graphite) காபனின் பிறதிருப்பங்கள் ஆகும். கிறபைற்று மட்டுமே மின்சாரத்தைக் கடத்துவதற்கான காரணம் யாது?
(1) கிறபைற்று அயனிக் கட்டமைப்புடையது (2) வைரம் மென்மையானது (3) வைரத்தில் காபன் அணுக்கள் இல்லை (4) கிறபைற்றில் sp² கலப்பாக்கம், ஓரிடப்படாத இலத்திரன் உள்ளது (5) வைரம் ஒரு உலோகம்
விடை: (4). கிறபைற்றில் ஒவ்வொரு காபன் அணுவும் sp² கலப்பாக்கம் அடைந்து மூன்று அயல் அணுக்களுடன் மட்டுமே பிணைக்கப்படுகின்றது; எஞ்சும் நான்காவது இலத்திரன் ஓரிடப்படாமல் (delocalised) படை முழுவதும் சுதந்திரமாக நகர்வதால் கிறபைற்று மின்சாரத்தைக் கடத்துகின்றது. வைரத்தில் (sp³) எல்லா இலத்திரன்களும் பிணைப்புகளில் பொதிக்கப்பட்டுள்ளதால் அது மின்சாரத்தைக் கடத்துவதில்லை.
10. காபனோர்ஒட்சைட்டு (CO) பற்றிய சரியான கூற்று எது?
(1) வளி நிறைவான தகனத்தில் உருவாகின்றது (2) நீரில் கரைந்து வன்னமிலம் தருகின்றது (3) C–O ஒற்றைப் பிணைப்பைக் கொண்டது (4) ஓர் அமில ஒட்சைட்டு (5) நிறமற்ற, நச்சுத்தன்மையுடைய, ஒட்சிஇறக்கியாகச் செயற்படும் வாயு
விடை: (5). CO ஒரு நிறமற்ற, மணமற்ற, மிக உயர் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்த வாயு; உடலினுள் நுழையும்போது ஒட்சிசனிலும் வலிமையாக ஹீமோகுளோபினுடன் பிணைகின்றது. இது ஒரு நடுநிலை ஒட்சைட்டு; ஒட்சிசன் போதாமை நிலையில் காபன் பகுதியளவாக எரியும்போது உருவாகின்றது. தொழிற்துறையில் CO ஒரு முக்கியமான ஒட்சிஇறக்கியாகச் (reducing agent) செயற்படுகின்றது. CO இல் C–O பிணைப்பு ஒரு மும்மைப் பிணைப்பாகும்.
11. HNO₃ இல் நைதரசனின் ஒட்சியேற்ற எண் யாது? (H = +1, O = −2)
(1) +5 (2) −3 (3) 0 (4) +3 (5) +4
விடை: (1). ஒரு நடுநிலை மூலக்கூறில் ஒட்சியேற்ற எண்களின் கூட்டுத்தொகை பூச்சியமாகும். HNO₃ இல்: (+1) + N + 3(−2) = 0; எனவே N − 5 = 0; N = +5. நைத்திரிக் அமிலத்தில் நைதரசன் அதன் உயர்ந்த +5 ஒட்சியேற்ற நிலையில் உள்ளது, இதனாலேயே அது ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் அமிலமாகச் செயற்படுகின்றது.
12. செறிந்த நைத்திரிக் அமிலம் (concentrated HNO₃) செம்புடன் தாக்கமடையும்போது வெளிவரும் வாயு எது?
(1) NO (2) NO₂ (3) N₂O (4) N₂ (5) H₂
விடை: (2). நைத்திரிக் அமிலம் ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் அமிலமாதலால் உலோகங்களுடன் தாக்கும்போது ஐதரசன் வாயு வெளிவருவதில்லை; நைதரசனின் ஒட்சைட்டுகளே உருவாகின்றன. செறிந்த HNO₃ ஆனது அதிகமாக ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு NO₂ ஐத் தருகின்றது: Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O. ஐதான HNO₃ ஆனது குறைவாக ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு NO ஐத் தருகின்றது.
13. அமோனியா மூலக்கூறின் (NH₃) வடிவமும் ஏறக்குறைய H–N–H பிணைப்புக் கோணமும் முறையே யாவை?
(1) நேரியல், 180° (2) நாற்முகி, 109.5° (3) முக்கோணப் பிரமிட்டு, 107° (4) வளைந்தது, 104.5° (5) முக்கோண தளம், 120°
விடை: (3). நைதரசன் அணுவைச் சுற்றி நான்கு இலத்திரன் இணைகள் உள்ளன — மூன்று பிணைப்பு இணைகளும் ஒரு ஏகாந்த இணையும் (lone pair). ஏகாந்த இணை பிணைப்பு இணைகளை வலிமையாகத் தள்ளுவதால் வடிவம் முக்கோணப் பிரமிட்டாகவும் (trigonal pyramidal), H–N–H கோணம் சீரான 109.5° இலிருந்து ஏறக்குறைய 107° ஆகக் குறைக்கப்படுகின்றது.
14. நைத்திரேற்று அயனுக்கான (NO₃⁻) கபில வளையச் சோதனையில் (brown ring test) கபில வளையத்தைத் தரும் சேர்வை எது?
(1) NO₂ (2) Fe(OH)₃ (3) FeSO₄ (4) [Fe(H₂O)₅NO]²⁺ (5) Fe₂O₃
விடை: (4). கபில வளையச் சோதனையில், புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட FeSO₄ கரைசலுடன் செறிந்த H₂SO₄ ஐக் குழாயின் சுவரோரமாக மெதுவாக ஊற்றப்படுகின்றது. நைத்திரேற்று அயன் ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு உருவான NO ஆனது இரும்பு(II) அயன்களுடன் இணைந்து [Fe(H₂O)₅NO]²⁺ எனும் சேர்வையை உருவாக்குகின்றது; இது இரு திரவ அடுக்குகளுக்கும் இடையே ஒரு கபில (செம்பழுப்பு) நிற வளையமாகத் தோன்றுகின்றது.
15. கூட்டம் 16 இன் ஐதரைட்டுகளில் (H₂O, H₂S, H₂Se, H₂Te) வெப்ப உறுதித்தன்மையின் சரியான போக்கு எது?
(1) எல்லாமும் சமம் (2) H₂Te மிக உறுதியானது (3) H₂S மிக உறுதியானது (4) H₂O < H₂S < H₂Se < H₂Te (5) H₂O > H₂S > H₂Se > H₂Te
விடை: (5). கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது மைய அணுவின் பருமன் அதிகரிப்பதால் X–H பிணைப்பின் வலிமை குறைகின்றது; எனவே வெப்ப உறுதித்தன்மை குறைகின்றது: H₂O > H₂S > H₂Se > H₂Te. நீர்க்கரைசலில் அமிலத்தன்மை இதற்கு எதிராக கீழ்நோக்கி அதிகரிக்கின்றது (H₂Te > H₂Se > H₂S > H₂O).
16. ஐதரசன் பரவொட்சைட்டில் (H₂O₂) ஒட்சிசனின் ஒட்சியேற்ற நிலை யாது?
(1) −1 (2) −2 (3) +1 (4) +2 (5) 0
விடை: (1). H₂O₂ இல்: 2(+1) + 2(O) = 0; எனவே O = −1. இந்த இடைப்பட்ட ஒட்சியேற்ற நிலையே H₂O₂ ஐ ஒட்சியேற்றியாகவும் (−1 → −2, H₂O ஆக) ஒட்சிஇறக்கியாகவும் (−1 → 0, O₂ ஆக) — இவ்விரண்டாகவும் — செயற்பட வைக்கின்றது. வினையூக்கி முன்னிலையில் H₂O₂ தன்னிலையே சிதைவடைகின்றது (disproportionation).
17. செறிந்த சல்பூரிக் அமிலம் (concentrated H₂SO₄) சீனியிலிருந்து (sucrose) நீரை அகற்றிக் கரிமத்தை விட்டுச்செல்லும்போது அது செயற்படுவது எவ்வாறு?
(1) ஒட்சிஇறக்கியாக (2) நீர் அகற்றும் கருவியாக (3) வினையூக்கியாக (4) ஒடுக்கும் அமிலமாக (5) ஒட்சியேற்றியாக
விடை: (2). செறிந்த சல்பூரிக் அமிலம் ஒரு வலிமையான நீர் அகற்றும் கருவியாகும் (dehydrating agent); இது சீனியிலிருந்து H, O அணுக்களை நீராக அகற்றி கரிமத்தை எஞ்சவைக்கின்றது. இது அதன் நீர் அகற்றும் இயல்பு. உலோகங்களுடன் தாக்கி SO₂ ஐ வெளியிடுவது அதன் ஒட்சியேற்றும் இயல்பு — இவ்விரண்டையும் குழப்பிக் கொள்ளக் கூடாது.
18. பின்வரும் இடப்பெயர்ச்சித் தாக்கங்களுள் (displacement reactions) எது நிகழும்?
(1) I₂ + 2Cl⁻ → 2I⁻ + Cl₂ (2) Br₂ + 2Cl⁻ → 2Br⁻ + Cl₂ (3) Cl₂ + 2Br⁻ → 2Cl⁻ + Br₂ (4) I₂ + 2Br⁻ → 2I⁻ + Br₂ (5) எதுவும் நிகழாது
விடை: (3). ஒரு அலசனின் ஒட்சியேற்றும் திறன் கூட்டம் 17 இல் கீழ்நோக்கிக் குறைகின்றது (Cl₂ > Br₂ > I₂). தாக்கத்திறன் கூடிய அலசன் மட்டுமே தாக்கத்திறன் குறைந்த அலசனின் அயனை இடப்பெயர்க்க முடியும்; எனவே குளோரின் புரோமைட்டை இடப்பெயர்த்துச் சுதந்திர புரோமினை விடுவிக்கின்றது. அயடின் குளோரைட்டையோ புரோமைட்டையோ இடப்பெயர்க்க முடியாது.
19. குளிர், ஐதான NaOH உடன் குளோரின் தாக்கமடையும்போது குளோரின் காட்டும் நிகழ்வு எது?
(1) நடுநிலையாதல் மட்டும் (2) ஒட்சியேற்றம் மட்டும் (3) ஒட்சிஇறக்கம் மட்டும் (4) இருவழிவிகாரம் (disproportionation) (5) வீழ்படிவாதல்
விடை: (4). Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaOCl + H₂O. இங்கு பூச்சிய ஒட்சியேற்ற நிலையில் உள்ள குளோரின் ஒரு பகுதி −1 நிலைக்கு (NaCl இல்) ஒட்சிஇறக்கமும், மறுபகுதி +1 நிலைக்கு (NaOCl இல்) ஒட்சியேற்றமும் அடைகின்றது. ஒரே மூலகம் ஒரே தாக்கத்தில் ஒட்சியேற்றமும் ஒட்சிஇறக்கமும் அடைதலே இருவழிவிகாரம்.
20. XeF₄ மூலக்கூறின் வடிவம் யாது?
(1) எண்முகி (2) முக்கோணப் பிரமிட்டு (3) நேரியல் (4) நாற்முகி (5) சதுர சமதளம் (square planar)
விடை: (5). XeF₄ இல் செனனைச் சுற்றி ஆறு இலத்திரன் இணைகள் உள்ளன — நான்கு பிணைப்பு இணைகளும் இரண்டு ஏகாந்த இணைகளும். இவ்வாறு ஆறு இணைகள் எண்முக ஒழுங்கமைப்பில் அமைகின்றன; இரண்டு ஏகாந்த இணைகள் எதிர் முனைகளில் அமைவதால் நான்கு புளோரின் அணுக்கள் சதுர சமதள வடிவத்தைக் காட்டுகின்றன. He, Ne ஆகியன மிகச் சிறிய அணுவளவும் மிக உயர் அயனாக்கற் சக்தியும் கொண்டிருப்பதால் சேர்வைகளை உருவாக்குவதில்லை.
21. மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தில் (Period 3) ஈரியல்புத் தன்மையைக் (amphoteric) காட்டும் ஒட்சைட்டு எது?
(1) Al₂O₃ (2) SO₃ (3) Cl₂O₇ (4) Na₂O (5) MgO
விடை: (1). மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தில் இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும்போது ஒட்சைட்டுகளின் தன்மை மூலம் → ஈரியல்பு → அமிலம் எனப் படிப்படியாக மாறுகின்றது. Na₂O, MgO ஆகியன மூல ஒட்சைட்டுகள்; Al₂O₃ ஈரியல்பு ஒட்சைட்டு — அமிலத்துடனும் காரத்துடனும் தாக்கமடைகின்றது; SiO₂ மென் அமிலம்; P₄O₁₀, SO₃, Cl₂O₇ ஆகியன அமில ஒட்சைட்டுகள்.
22. ஒரு d தொகுப்பு மூலகம் தாண்டல் மூலகமாக (transition element) வகைப்படுத்தப்படுவதற்கான சரியான நிபந்தனை எது?
(1) d உபசக்திமட்டத்தில் எந்த இலத்திரனும் இல்லாதிருத்தல் (2) மூலக நிலையில் அல்லது உறுதியான ஒரு அயனிலாவது பகுதியாக நிரப்பப்பட்ட d உபசக்திமட்டத்தைக் கொண்டிருத்தல் (3) முற்றாக நிரப்பப்பட்ட d¹⁰ அமைப்பு (4) ஒரே ஒரு ஒட்சியேற்ற நிலை (5) நிறமற்ற அயன்கள்
விடை: (2). மூலக நிலையில் அல்லது உறுதியான ஒரு அயனிலாவது பகுதியாக நிரப்பப்பட்ட d உபசக்திமட்டத்தைக் கொண்டிருக்கும் d தொகுப்பு மூலகமே தாண்டல் மூலகம் ஆகும். எனவே Sc (Sc³⁺ : 3d⁰) உம் Zn (Zn²⁺ : 3d¹⁰) உம் d தொகுப்பு மூலகங்கள் ஆயினும் தாண்டல் மூலகங்கள் அல்ல.
23. குரோமியத்தின் (Chromium, Cr) தரைநிலை இலத்திரன் அமைப்பு யாது?
(1) [Ar]3d⁵4s² (2) [Ar]3d⁴4s² (3) [Ar]3d⁵4s¹ (4) [Ar]3d⁶4s⁰ (5) [Ar]3d³4s²
விடை: (3). குரோமியத்தின் இலத்திரன் அமைப்பு எதிர்பார்க்கப்படும் [Ar]3d⁴4s² அல்ல; அது [Ar]3d⁵4s¹ ஆகும். அரைவாசியாக நிரப்பப்பட்ட d⁵ அமைப்பு கூடிய உறுதிப்பாட்டைக் கொண்டிருப்பதால் ஒரு 4s இலத்திரன் 3d க்கு மாறுகின்றது. செப்பும் இதே போல் [Ar]3d¹⁰4s¹ அமைப்பைக் காட்டுகின்றது (முற்றாக நிரப்பப்பட்ட d¹⁰ உறுதிப்பாடு).
24. தாண்டல் உலோக அயன்கள் நிறமுடையனவாகக் காணப்படுவதற்கான முக்கிய காரணம் எது?
(1) அவற்றின் d உபசக்திமட்டம் காலியானது (2) அவை சிக்கல் அயன்களை உருவாக்குவதில்லை (3) அவை மிக உயர் அடர்த்தியுடையன (4) பகுதியாக நிரப்பப்பட்ட d உபசக்திமட்டம் கட்புலனாகும் கதிர்வீசலை உறிஞ்சுகின்றது (5) அவை வினையூக்கிகள்
விடை: (4). பகுதியாக நிரப்பப்பட்ட d உபசக்திமட்டத்தைக் கொண்ட தாண்டல் உலோக அயன்கள், மின்காந்தத் திருசியத்தின் கட்புலனாகும் பகுதியிலிருந்து கதிர்வீசலை உறிஞ்சுவதால் நிறமுடையனவாகக் காணப்படுகின்றன. d⁰ அல்லது d¹⁰ அமைப்பைக் கொண்ட Sc³⁺, Zn²⁺ ஆகியன நிறமற்றவை.
25. [Fe(CN)₆]³⁻ எனும் சிக்கல் அயனில் இரும்பின் ஒட்சியேற்ற எண் யாது? (CN⁻ இன் ஏற்றம் −1)
(1) +4 (2) −3 (3) +6 (4) +2 (5) +3
விடை: (5). ஒரு சிக்கல் அயனின் மொத்த ஏற்றம், மத்திய உலோக அயனின் ஒட்சியேற்ற எண்ணுக்கும் இணையிகளின் ஏற்றங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கும் இடையிலான கூட்டலாகும். ஆறு CN⁻ இன் மொத்த ஏற்றம் = 6 × (−1) = −6. சிக்கலின் ஏற்றம் −3 ஆதலால்: Fe + (−6) = −3; எனவே Fe = +3.
26. 🟢 1979/25 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
பின்வருவனவற்றுள் எது பன்சன் சுவாலைக்குப் பச்சை நிறத்தைத் தருவது?
(1) Ba உப்பு (2) Ca உப்பு (3) Cr உப்பு (4) Na உப்பு (5) K உப்பு
விடை: (1). பேரியம் (Ba) உப்புகள் சுவாலைப் பரிசோதனையில் ஆப்பிள்-பச்சை (apple-green) நிறத்தைத் தருகின்றன. Na = மஞ்சள்; K = லைலாக்/இளஊதா; Ca = செங்கல்-சிவப்பு; Cr உப்புகளுக்கு standard சுவாலை நிறமில்லை.
27. 🟢 1981/06 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
சுவாலைப் பரிசோதனையில் கருஞ்சிவப்பு நிறம் எது காட்டுகிறது?
(1) K உப்பு (2) Li உப்பு (3) Mn உப்பு (4) Ba உப்பு (5) Ca உப்பு
விடை: (2). லித்தியம் (Li) உப்புகள் சுவாலைப் பரிசோதனையில் கருஞ்சிவப்பு/சிமிழி (crimson-red) நிறத்தைத் தருகின்றன — இதுவே Li-ஐ Na, K போன்ற ஏனைய கூட்டம்-1 உலோகங்களிலிருந்து வேறுபடுத்திக் காட்டும் ஓர் எளிய சோதனை.
28. 🟢 2019/P1/Q23 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
HOCl, HClO₂, HClO₃, HClO₄ எனும் குளோரினின் ஒக்சோ அமிலங்கள் பற்றிய தவறான கூற்று எது?
(1) HOCl, HClO₂, HClO₃, HClO₄ ஆகியவற்றில் குளோரினின் ஒட்சியேற்ற நிலைகள் முறையே +1, +3, +5, +7 ஆகும் (2) ஒக்சோ அமிலங்களின் அமில வலிமை HOCl < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄ என வேறுபடுகின்றது (3) இந்த ஒக்சோ அமிலங்கள் எல்லாவற்றிலும் குறைந்தபட்சம் ஓர் இரட்டைப் பிணைப்பேனும் இருக்கும் (4) இந்த ஒக்சோ அமிலங்கள் எல்லாவற்றிலும் குறைந்தபட்சம் ஓர் OH கூட்டமேனும் இருக்கும் (5) HClO₂, HClO₃, HClO₄ ஆகியவற்றில் குளோரினைச் சுற்றி உள்ள வடிவங்கள் முறையே கோணம், கூம்பகம், நான்முகி ஆகும்
விடை: (3) தவறு. (1) சரி — HClO₂ (Cl: 1 OH ஒற்றை + 1 =O இரட்டை + 1 தனிச்சோடி = 3 களங்கள்) கோணம்; HClO₃ (1 OH + 2 =O + 1 தனிச்சோடி = 4 களங்கள்) கூம்பகம்; HClO₄ (1 OH + 3 =O, தனிச்சோடி இல்லை = 4 களங்கள்) நான்முகி. (2) சரி — ஒட்சியேற்ற எண் கணக்கீடு: HOCl Cl=+1; HClO₂ Cl=+3; HClO₃ Cl=+5; HClO₄ Cl=+7 (ஒவ்வொரு O வும் −2). (3) சரி — O எண்ணிக்கை/ஒட்சியேற்ற நிலை கூட கூட அமில வலிமை கூடும் (எதிர் அயனியின் பரவலான பரிவு நிலைப்புத்தன்மை காரணமாக). (4) தவறு — HOCl (ஐப்போகுளோரசு அமிலம்) இன் கட்டமைப்பு வெறும் H–O–Cl (Cl இல் 3 தனிச்சோடிகள்) — இதில் எந்த இரட்டைப் பிணைப்புமே இல்லை; ஆகவே "எல்லாவற்றிலும்" எனும் கூற்று தவறு. (5) சரி — நான்கு அமிலங்களிலுமே ஒரு Cl–OH பிணைப்பு உள்ளது.
29. 🟢 2019/P1/Q31 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
ஒட்சிசன் அணுக்களையும் கந்தக அணுக்களையும் கொண்ட எளிய பங்கீட்டுவலு மூலக்கூறுகள் பற்றிப் பின்வரும் கூற்றுகளில் எது/எவை சரியானது/சரியானவை?
(a) H₂O ஆனது சுரியல்பான (anomalous) இயல்புகளைக் காட்டுகின்றது.
(b) H₂O₂ இன் கொதிநிலை H₂O இன் கொதிநிலையிலும் உயர்ந்தது.
(c) ஓர் அமில ஊடகத்தில் மாத்திரம் H₂O₂ ஓர் ஒட்சியேற்றக் கருவியாகத் தாக்கம் புரியலாம்.
(d) H₂S, SO₂ ஆகிய இரண்டும் தாழ்த்தும் கருவிகளாகத் தாக்கம் புரியும் ஆற்றலை மாத்திரம் கொண்டுள்ளன.
(1) (a),(b) மாத்திரம் திருத்தமானவை (2) (b),(c) மாத்திரம் திருத்தமானவை (3) (c),(d) மாத்திரம் திருத்தமானவை (4) (d),(a) மாத்திரம் திருத்தமானவை (5) வேறு தெரிவுகளின் எண்ணோ சேர்மானங்களோ திருத்தமானவை
விடை: (1) — (5) உம் ஏற்கப்பட்டது. (a) சரி — நீர் ஐதரசன் பிணைப்பு காரணமாகப் பல சுரியல்பான இயல்புகளைக் (உயர் கொதிநிலை, அடர்த்தி உச்சம் 4°C இல் என்பன) காட்டுகின்றது. (b) சரி — H₂O₂ இன் கொதிநிலை ≈150°C, H₂O இன் 100°C ஐ விட உயர்ந்தது (பெரிய மூலக்கூறு, கூடுதல் ஐதரசன்-பிணைப்புத் தளங்கள்). (c) தவறு — "மாத்திரம்" எனும் சொல் இங்கு பொறியாகும்: H₂O₂ அமில ஊடகத்தில் மட்டுமன்றி, கார ஊடகத்திலும் ஓர் ஒட்சியேற்றக் கருவியாகத் தாக்கம் புரியும் (வேறுபட்ட அரை-தாக்கம் மூலம்) — எனவே "அமில ஊடகத்தில் மாத்திரம்" எனும் வரம்பு தவறானது. (d) தவறு — SO₂ தாழ்த்தும் கருவியாக மட்டுமன்றி (S ஒட்சியேற்ற நிலை +4, மத்திய நிலை என்பதால்) ஒட்சியேற்றும் கருவியாகவும் தாக்கம் புரியலாம் (எ.கா. SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O இல் SO₂ ஒட்சியேற்றியாகச் செயற்படுகின்றது) — எனவே "மாத்திரம் தாழ்த்தும் கருவி" எனும் கூற்று தவறு. இதன்படி (a),(b) மாத்திரம் சரி = (1). ("மாத்திரம்" எனும் சொல்லின் பொருள்நய தெளிவின்மை காரணமாக (5) உம் ஏற்கப்பட்டது.)
30. 🟢 2019/P1/Q37 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
3d-தொகுப்பு மூலகங்கள் தொடர்பாகப் பின்வரும் எக்கூற்று/கூற்றுகள் சரியானது/சரியானவை?
(a) 3d-தொகுப்பு மூலகங்களிடையே Zn இற்கு அதியுயர் முதலாம் அயனாக்கச் சக்தி உண்டு.
(b) பிரதான கூட்டத்தில் உள்ள (s,p-தொகுப்பு) பெரும்பாலான மூலகங்களின் அயன்கள் போலன்றி 3d-தொகுப்பின் உலோக அயன்கள் விழுமிய வாயு நிலையமைப்பை அரிதாகவே பெறுகின்றன.
(c) 3d-தொகுப்பு மூலகங்களின் மின்னெதிர்த்தன்மைகள் ஒத்த s-தொகுப்பு மூலகங்களின் மின்னெதிர்த்தன்மைகளிலும் உயர்ந்தனவாக இருக்கின்றபோதிலும் அவற்றின் அணு ஆரைகள் ஒத்த s-தொகுப்பு மூலகங்களின் அணு ஆரைகளிலும் குறைந்தனவாகும்.
(d) நிறமற்ற சேர்வைகளை உண்டாக்கும் 3d-தொகுப்பு மூலகங்கள் Ti, Zn ஆகியனவாகும்.
(1) (a),(b) மாத்திரம் திருத்தமானவை (2) (b),(c) மாத்திரம் திருத்தமானவை (3) (c),(d) மாத்திரம் திருத்தமானவை (4) (d),(a) மாத்திரம் திருத்தமானவை (5) வேறு தெரிவுகளின் எண்ணோ சேர்மானங்களோ திருத்தமானவை
விடை: (5) — நான்கு கூற்றுகளுமே சரி. (a) சரி — Zn இன் நிலையமைப்பு [Ar]3d¹⁰4s² முழுமையாக நிரம்பியது (கூடுதல் நிலைத்தன்மை), எனவே 3d-தொடரிலேயே மிக உயர்ந்த IE₁ ஐக் கொண்டுள்ளது (Cu ஐ விடவும் அதிகம்). (b) சரி — Na⁺, Mg²⁺, Cl⁻ போன்ற பிரதான கூட்ட அயன்கள் பொதுவாக நெருங்கிய விழுமிய வாயு நிலையமைப்பை அடைகின்றன; ஆனால் Fe²⁺, Cu²⁺ போன்ற d-தொகுதி அயன்கள் பகுதியளவு நிரம்பிய d-உபமட்டங்களுடனேயே காணப்படுகின்றன, விழுமிய வாயு நிலையமைப்பை அரிதாகவே அடைகின்றன. (c) சரி — அதே ஆவர்த்தனத்தின் s-தொகுப்பு மூலகங்களுடன் (எ.கா. K, Ca) ஒப்பிடுகையில், 3d மூலகங்கள் அதிக Zeff காரணமாக அதிக மின்னெதிர்த்தன்மையும் சிறிய அணு ஆரையும் கொண்டுள்ளன (d-இலத்திரன்கள் திரையிடலில் திறமையற்றவை). (d) சரி — Ti⁴⁺ (d⁰) உம் Zn²⁺ (d¹⁰) உம் — இரண்டுமே d-d இலத்திரன் இடமாற்றங்களுக்கு வாய்ப்பில்லாத நிலையமைப்புகள் (முற்றிலும் காலியான அல்லது முற்றிலும் நிரம்பிய d-உபமட்டம்) — எனவே நிறமற்ற சேர்வைகளைத் தருகின்றன. நான்கு கூற்றுகளுமே சரியாக இருப்பதால் இது எந்தவொரு குறிப்பிட்ட ஜோடி-மட்டும் விருப்பத்திற்கும் பொருந்தாது — (5).
31. 🟢 2019/P1/Q41 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (கூற்று-காரண வடிவம்)
கூற்று 1: அலசன்களிடையே I₂ ஒரு திண்மமாக இருக்கும் அதே வேளை Br₂ ஒரு திரவமாகும்.
கூற்று 2: மூலக்கூறு மேற்பரப்புப் பரப்பளவு அதிகரிக்கும்போது இலண்டன் விசைகள் வலிமை கூடியனவாக இருக்கும்.
(1) கூற்று 1 உண்மை, கூற்று 2 பொய் (2) கூற்று 1 பொய், கூற்று 2 உண்மை (3) இரண்டும் பொய் (4) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது (5) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தராது
விடை: (4). கூற்று 1 உண்மை — அறை வெப்பநிலையில் I₂ திண்மமாகவும் Br₂ திரவமாகவும் இருப்பது நன்கறியப்பட்ட உண்மை. கூற்று 2 உண்மை — மூலக்கூறு பருமன்/மேற்பரப்பு அதிகரிக்க, மின்னியல் மேகம் அதிகமாகத் திரிபடையக்கூடியதாக (polarisable) மாறி, இடைமூலக்கூற்று இலண்டன் சிதறல் விசைகள் வலிமையடைகின்றன. கூற்று 2 ஆனது கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தையும் தருகிறது — I₂ (பெரிய மூலக்கூறு, அதிக மேற்பரப்பு, வலிமையான இலண்டன் விசைகள்) Br₂ ஐ விட உயர் உருகு/கொதிநிலைகளைக் கொண்டிருப்பதன் நேரடிக் காரணமே இதுவாகும் — எனவே I₂ திண்மமாகவும் Br₂ திரவமாகவும் காணப்படுகின்றன.
38. 🟢 2023(2024)/P1/Q3 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
கீழே தரப்பட்டுள்ள சேர்வைகள் வெப்பமாக்கப்படும்போது தாக்கம் MCO₃(s) →Δ→ MO(s) + CO₂(g) இற்கேற்பப் பிரிகையடைகின்றன. மிகவும் குறைந்த பிரிகை வெப்பநிலை உள்ள சேர்வையை இனங்காண்க.
(1) MgCO₃ (2) CaCO₃ (3) SrCO₃ (4) BaCO₃ (5) BeCO₃
விடை: (5) BeCO₃. தொகுதி 2 கார்பனேற்றுக்களின் அனல்நிலைத்தன்மை (thermal stability) தொகுதியில் இறங்கும்போது அதிகரிக்கிறது — சிறிய, அதிக முனைவேற்றத் திறனுள்ள (highly polarizing) Be²⁺ போன்ற கற்றயன் CO₃²⁻ அயனியின் மின்னணு மேகத்தை அதிகமாக சிதைத்து (polarize செய்து), பிரிகையை எளிதாக்குகிறது — எனவே BeCO₃ மிகவும் குறைந்த வெப்பநிலையில் பிரிகையடைகிறது. Ba²⁺ போன்ற பெரிய கற்றயன் குறைந்த முனைவேற்றத் திறன் கொண்டதால், BaCO₃ மிக உயர்ந்த வெப்பநிலையில் மாத்திரமே பிரிகையடைகிறது.
39. 🟢 2023(2024)/P1/Q11 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
கீழே தரப்பட்டுள்ள உப்புகளின் வெப்பப் பிரிகை தொடர்பாகப் பிழையான கூற்றை இனங்காண்க. NH₄Cl, NH₄NO₂, NH₄NO₃, (NH₄)₂CO₃, (NH₄)₂Cr₂O₇ ஆகியன.
(1) உப்புகளில் இரண்டு மாத்திரம் H₂O ஐ ஒரு விளைபொருளாகத் தருகின்றன். (2) உப்புகளில் இரண்டு மாத்திரம் NH₃ ஐ ஒரு விளைபொருளாகத் தருகின்றன. (3) உப்புகளில் இரண்டு மாத்திரம் N₂ ஐ ஒரு விளைபொருளாகத் தருகின்றன. (4) உப்புகளில் இரண்டு மாத்திரம் ஓர் அமில வாயுவை ஒரு விளைபொருளாகத் தருகின்றன. (5) உப்புகளில் ஒன்று மாத்திரம் அறை வெப்பநிலையில் திண்மமாக இருக்கும் ஒரு விளைபொருளைத் தருகின்றது.
விடை: (1) பிழையானது. ஒவ்வொரு உப்பினதும் வெப்பப் பிரிகை விளைபொருட்கள்: NH₄Cl → NH₃+HCl. NH₄NO₂ → N₂+H₂O. NH₄NO₃ → N₂O+H₂O. (NH₄)₂CO₃ → 2NH₃+CO₂+H₂O. (NH₄)₂Cr₂O₇ → N₂+Cr₂O₃(s)+H₂O (சுவாலைச் "எரிமலை" சோதனை). (1) சரி — NH₄Cl, (NH₄)₂CO₃ மாத்திரம் NH₃ தரும் (2). (2) சரி — NH₄NO₂, (NH₄)₂Cr₂O₇ மாத்திரம் N₂ தரும் (2). (3) சரி — HCl, CO₂ மாத்திரம் அமில வாயுக்கள் (N₂O ஒரு நடுநிலை ஒட்சைட்டாகக் கருதப்படுகிறது) (2). (4) சரி — Cr₂O₃(s) மாத்திரம் அறை வெப்பநிலையில் திண்மமான விளைபொருள் (1). (5) பிழையானது — உண்மையில் நான்கு உப்புகள் (NH₄NO₂, NH₄NO₃, (NH₄)₂CO₃, (NH₄)₂Cr₂O₇) H₂O தரும், "இரண்டு மாத்திரம்" என்பது தவறு.
40. 🟢 2023(2024)/P1/Q34 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
p-தொகுப்பு மூலகங்களையும் அவற்றின் சேர்வைகளையும் பற்றிப் பின்வரும் கூற்றுகளில் எது/எவை உண்மையானது/உண்மையானவை?
(a) நீருடன் PCl₅ உம் SCl₂ உம் தாக்கம் புரியும்போது முறையே ஒரு விளைபொருளாக H₃PO₄(aq) உம் S(s) உம் கிடைக்கின்றன.
(b) நீருடன் Cl₂(g) இன் தாக்கமும் H₂O₂(aq) இன் பிரிகையும் இருவழிவிகாரத் தாக்கங்களுக்கு உதாரணங்களாகும்.
(c) மிகையான NH₃(g) உடன் Cl₂(g) இன் தாக்கத்தின்போது கிடைக்கும் விளைபொருளை நீரைத் தொற்றுநீக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
(d) SO₂(g) ஒரு தாழ்த்தும் கருவியாகச் செயற்பட முடியாததாகும்.
(1) (c),(d) மாத்திரம் திருத்தமானவை (2) (d),(a) மாத்திரம் திருத்தமானவை (3) வேறு தெரிவுகளின் எண்ணோ சேர்மானங்களோ திருத்தமானவை (4) (a),(b) மாத்திரம் திருத்தமானவை (5) (b),(c) மாத்திரம் திருத்தமானவை
விடை: (4). (a) சரி — PCl₅ + 4H₂O → H₃PO₄ + 5HCl (நிலையான ஐதரலிசிசு, H₃PO₄ கிடைக்கும்). 2SCl₂ + 2H₂O → S + SO₂ + 4HCl (S இன் +2 ஒட்சியேற்ற எண் S(0) உம் S(+4, SO₂ இல்) உம் ஆக இருவழிவிகாரமடைகிறது) — S(s) உண்மையிலேயே கிடைக்கும் விளைபொருட்களில் ஒன்று. (b) சரி — Cl₂+H₂O → HCl+HOCl இல் Cl(0) → Cl(−1, HCl) உம் Cl(+1, HOCl) உம் ஆக இருவழிவிகாரமடைகிறது. 2H₂O₂ → 2H₂O+O₂ இல் O(−1) → O(−2, H₂O) உம் O(0, O₂) உம் ஆக இருவழிவிகாரமடைகிறது — இரண்டுமே உண்மையான இருவழிவிகாரத் தாக்கங்கள். (c) தவறு — மிகையான NH₃ உடன் Cl₂ தாக்கும்போது (Cl₂ எல்லைப்படுத்தும் வினைபடி) கிடைப்பது N₂ உம் NH₄Cl உம் (8NH₃+3Cl₂→6NH₄Cl+N₂) — இவை தொற்றுநீக்கிகள் அல்ல (வெடிக்கும், நச்சுத்தன்மையுள்ள NCl₃ ஆனது Cl₂ மிகையாக இருக்கும்போது மாத்திரமே உருவாகும், "மிகையான NH₃" இல் அல்ல). (d) தவறு — SO₂(g) ஒரு நன்கறியப்பட்ட தாழ்த்தும் கருவி (S: +4→+6, எ.கா. அமிலமாக்கப்பட்ட KMnO₄ ஐயும் Br₂/I₂ நீரையும் தாழ்த்தும்) — "செயற்பட முடியாது" எனல் நேர் மாறானது. எனவே சரியானவை (a),(b) மாத்திரம் = (1).
41. 🟢 2023(2024)/P1/Q36 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ ஆகியவற்றின் ஒவ்வொரு கற்றயன் வீதம் அடங்கியுள்ள நீர்க் கரைசல்களுடன் (i) மிகையான NaOH(aq), (ii) மிகையான NH₄OH(aq) ஆகியவற்றை வேறுவேறாகச் சேர்க்கும்போது கிடைக்கும் வீழ்படிவுகளில்/கரைசல்களில் அவதானித்த நிறங்கள் தொடர்பாக பின்வரும் கூற்று/கூற்றுகள் சரியானது/சரியானவை?
(a) Co²⁺ ஆனது முறையே (i) ஒரு கபிலநிற வீழ்படிவையும் (ii) ஒரு செந்நிறக் கரைசலையும் தருகின்றது.
(b) Ni²⁺ ஆனது முறையே (i) ஒரு நீலநிற வீழ்படிவையும் (ii) ஒரு பச்சைநிறக் கரைசலையும் தருகின்றது.
(c) Cu²⁺ ஆனது முறையே (i) ஒரு நீலநிற வீழ்படிவையும் (ii) ஒரு கருநீலநிறக் கரைசலையும் தருகின்றது.
(d) Zn²⁺ ஆனது முறையே (i) ஒரு நிறமற்ற கரைசலையும் (ii) ஒரு நிறமற்ற கரைசலையும் தருகின்றது.
(1) (d),(a) மாத்திரம் திருத்தமானவை (2) வேறு தெரிவுகளின் எண்ணோ சேர்மானங்களோ திருத்தமானவை (3) (a),(b) மாத்திரம் திருத்தமானவை (4) (b),(c) மாத்திரம் திருத்தமானவை (5) (c),(d) மாத்திரம் திருத்தமானவை
விடை: (5). (a) தவறு — புதிதாக வீழ்படியும் Co(OH)₂ ஒரு இளஞ்சிவப்பு/நீலநிறப் பூச்சு வீழ்படிவே (கபிலநிறமன்று — காற்றில் நீண்ட நேரம் வைத்திருந்தால் மாத்திரமே ஒட்சியேற்றமடைந்து கபில Co(OH)₃ ஆக மாறும்); மிகையான NH₄OH உடன் [Co(NH₃)₆]²⁺ கிடைக்கும், அது ஒரு வைக்கோல் நிற (straw-coloured) கரைசலே தருகின்றது, செந்நிறமன்று. (b) தவறு — நிறங்கள் மாற்றியமைக்கப்பட்டுள்ளன: உண்மையில் Ni(OH)₂ ஒரு பச்சைநிற வீழ்படிவு (நீலநிறமன்று), மேலும் [Ni(NH₃)₆]²⁺ ஒரு நீலம்/ஊதா கரைசலைத் தரும் (பச்சைநிறமன்று) — Ni இன் உண்மையான நிறங்களே Cu உடன் இக்கூற்றில் மாறிவிடப்பட்டுள்ளன. (c) சரி — Cu²⁺+2OH⁻→Cu(OH)₂ ஓர் அறிமுகமான வெளிர்நீல வீழ்படிவு; மிகையான NH₄OH உடன் இவ்வீழ்படிவு கரைந்து [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ ஆக மாறி ஓர் அறிமுகமான, தனித்துவமான கருநீல கரைசலைத் தரும் — AL இரசாயனவியலின் மிகவும் பிரபலமான தாக்கங்களில் ஒன்று. (d) சரி — Zn(OH)₂ ஒரு ஈரியல்பு (amphoteric) ஐதரொட்சைட்டு — மிகையான NaOH இல் மீண்டும் கரைந்து நிறமற்ற [Zn(OH)₄]²⁻ (சிங்கேற்று) கரைசலைத் தரும்; மிகையான NH₄OH உடனும் நிறமற்ற [Zn(NH₃)₄]²⁺ கரைசலே கிடைக்கும் (Zn²⁺ ஒரு d¹⁰ கற்றயன் என்பதால் d-d மாற்றங்கள் இல்லை, எனவே நிறமற்றது) — இரு நிலைமைகளிலும் நிறமற்ற கரைசல். எனவே சரியானவை (c),(d) மாத்திரம் = (3).
42. 🟢 2023(2024)/P1/Q41 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (கூற்று-காரண வடிவம்)
கூற்று 1: உகந்த நிலைமைகளின் கீழ் H₂S(g) ஆனது ஒரு தாழ்த்தும் கருவியாகவும் ஓர் ஒட்சியேற்றும் கருவியாகவும் தொழிற்படக் கூடியது.
கூற்று 2: கந்தகமானது ஒட்சியேற்ற எண்கள் −2 தொடக்கம் +6 வரையான வீச்சில் உள்ள ஓர் அல்லுலோகமாகும்.
(1) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது (2) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தராது (3) கூற்று 1 உண்மை, கூற்று 2 பொய் (4) கூற்று 1 பொய், கூற்று 2 உண்மை (5) இரண்டும் பொய்
விடை: (2). கூற்று 1 உண்மை — H₂S இல் S இன் ஒட்சியேற்ற எண் ஏற்கனவே −2 (அதன் மிகக் குறைந்த பொதுவான நிலை) என்பதால், S அணு தானே மேலும் ஒட்சியேற்றமடையக்கூடியதே (எ.கா. Claus முறை: 2H₂S+SO₂→3S+2H₂O இல் H₂S ஒரு தாழ்த்தும் கருவி). ஆனால் H₂S ஒரு ஒட்சியேற்றும் கருவியாகவும் தொழிற்படக்கூடியது — S அணு அல்ல, H அணுக்கள் மூலம்: வலிமையான தாழ்த்தும் உலோகங்களுடன் (எ.கா. Mg + H₂S → MgS + H₂), H இன் ஒட்சியேற்ற எண் +1 இலிருந்து 0 (H₂ இல்) ஆகக் குறைகின்றது (ஒட்சியேற்றமடைகின்றது Mg, தாழ்த்தப்படுகின்றது H) — இங்கு S ஒட்சியேற்ற எண் −2 ஆகவே மாறாமல் இருக்கும். கூற்று 2 உண்மை — கந்தகத்தின் ஒட்சியேற்ற எண் −2 (H₂S இல்) தொடக்கம் +6 (H₂SO₄/SO₃ இல்) வரை பரந்துபட்ட வீச்சில் காணப்படுகின்றது, இது ஒரு நிலைநிறுத்தப்பட்ட உண்மை. ஆனால் கூற்று 2 ஆனது கூற்று 1 ஐ விளக்குவதில்லை — கூற்று 1 இன் ஒட்சியேற்றும்-கருவித் தன்மை H அணுக்களின் ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றத்தால் ஏற்படுகின்றது, S இன் ஒட்சியேற்ற எண் வீச்சால் அல்ல (உண்மையில் S இன் −2 எனும் மிகக் குறைந்த நிலை S அணு மேலும் தாழ்த்தப்பட முடியாது எனக் காட்டுகின்றது, எதிர்மாறாக அல்ல). எனவே இரண்டும் உண்மை, ஆனால் கூற்று 2 திருத்தமான விளக்கத்தைத் தராது = (2).
43. 🟢 2023(2024)/P1/Q44 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (கூற்று-காரண வடிவம்)
கூற்று 1: Mn இன் மின்னெதிர்த்தன்மை Cr, Fe ஆகியவற்றின் மின்னெதிர்த்தன்மையிலும் குறைந்ததாகும்.
கூற்று 2: Mn இன் இலத்திரனியல் நிலையமைப்பானது Cr, Fe ஆகியவற்றின் இலத்திரனியல் நிலையமைப்புகளைவிடவும் மேலும் உறுதியானது.
(1) கூற்று 1 பொய், கூற்று 2 உண்மை (2) இரண்டும் பொய் (3) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது (4) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தராது (5) கூற்று 1 உண்மை, கூற்று 2 பொய்
விடை: (3). கூற்று 1 உண்மை — பௌலிங் மின்னெதிர்த்தன்மை பெறுமானங்கள்: Cr=1.66, Mn=1.55, Fe=1.83 — Mn இன் மின்னெதிர்த்தன்மை Cr உம் Fe உம் ஆகிய இரண்டையும் விடக் குறைவே. கூற்று 2 உண்மை — Mn இன் நிலையமைப்பு [Ar]3d⁵4s² ஆகும், இது பாதி-நிரப்பப்பட்ட 3d உபகூடு ஐ (எவ்வித இலத்திரன் பாய்ச்சல் தேவையின்றி இயல்பாகவே) கொண்டுள்ளது — கூடுதல் பரிமாற்றச் சக்தி நிலைப்பாட்டைத் தருகின்றது; Cr ([Ar]3d⁵4s¹) தன் பாதி-நிரப்பிய நிலையை ஒரு பாய்ச்சல் மூலம் அடைகின்றது, Fe ([Ar]3d⁶4s²) பாதி-நிரப்பலுக்கு மேலே ஒரு இலத்திரன் கூடுதலாகக் கொண்டுள்ளது (குறிப்பிடத்தக்க உறுதியற்றது). இது Mn இன் முதலாம் அயனியேற்றச் சக்தி (717 kJ/mol) Cr இன் (653 kJ/mol) விட அசாதாரணமாக அதிகமாக இருப்பதன் மூலம் உறுதிசெய்யப்படுகின்றது — 3d⁵ பாதி-நிரப்பலின் கூடுதல் நிலைப்பாட்டின் நேரடிச் சான்று. கூற்று 2 ஆனது கூற்று 1 ஐ நேரடியாக விளக்குகின்றது — மிகவும் உறுதியான பாதி-நிரப்பிய நிலையமைப்பு, கூடுதல் இலத்திரன் அடர்த்தியை ஏற்பதில் Mn க்கு தயக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றது (அது அந்த சாதகமான ஏற்பாட்டைக் குலைக்கும்) — இதுவே அண்டை மூலகங்களை விட Mn இன் குறைந்த மின்னெதிர்த்தன்மைக்கான நேரடிக் காரணமாகும். எனவே இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது = (1).
44. 🟢 2024/P1/Q34 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (உத்தியோகபூர்வ புள்ளியிடும் திட்டத்துடன் உறுதிசெய்யப்பட்டது)
s, p தொகுப்பு மூலகங்களையும் அவற்றின் சேர்வைகளையும் பற்றிப் பின்வரும் கூற்றுகளில் எது/எவை உண்மையானது/உண்மையானவை?
(a) Be ஆனது ஐதரசன் வாயுவுடன் தாக்கம் புரிந்து ஓர் அயன உலோக ஐதரைட்டை உண்டாக்குகின்றது.
(b) s-தொகுப்பு மூலகங்களிடையே Mg மிக உயர் மின்னெதிர்த்தன்மையை உடையது.
(c) NH₃, SO₂, H₂S ஆகியன ஓட்யேற்றும் கருவிகள் போன்று தாழ்த்தும் கருவிகளாகவும் நடந்துகொள்ளலாம்.
(d) வெப்பமாக்கும்போது Na உம் Ba உம் மிகையான ஒட்சிசன் வாயுவுடன் தாக்கம் புரிந்து முறையே Na₂O₂ ஐயும் BaO₂ ஐயும் தருகின்றன.
விடை: (3) — (c),(d) சரி. நான்கு கூற்றுகளையும் தனித்தனியே பகுப்பாய்வு செய்தல்:
(a) தவறு — Be கூட்டம் 2 இல் ஒரு விதிவிலக்கு (சிறிய அளவு, அதிக முனைவேற்றும் ஆற்றல்) — BeH₂ ஓர் அயனச் சேர்வை அல்ல, மாறாக ஒரு பங்கீட்டு (பலபடியாக்கப்பட்ட, இலத்திரன்-குறைபாடுள்ள) ஐதரைட்டு ஆகும், பொரான் ஐதரைட்டுகளுக்கு ஒப்பானது — Ca, Sr, Ba போன்ற பாரமான கூட்டம் 2 உலோகங்கள் தருவது போன்ற ஓர் எளிய அயனச் சேர்வை அல்ல.
(b) தவறு — s-தொகுப்பு மூலகங்களிடையே Be ஆகும் (பௌலிங் EN≈1.57) மிக உயர் மின்னெதிர்த்தன்மையை உடையது, Mg அல்ல (EN≈1.31) — கூட்டம் 2 இல் மின்னெதிர்த்தன்மை மேலிருந்து கீழாகக் குறையும் போக்கின்படி, Be யே தலைப்பில் அதிக மதிப்புடையது.
(c) சரி — NH₃, SO₂, H₂S ஆகிய மூவும் தனித்த இலத்திரன் சோடிகளைக் கொண்டுள்ளன, நீர்/பனிக்கட்டி போன்றே தானம் மூலக்கூறுகளாக (donor ligands) உலோக மையங்களுடன் ஒருங்கிணைக்கலாம்.
(d) சரி — மிகையான O₂ உடன் வெப்பப்படுத்தும்போது Na பரவொட்சைட்டைத் (Na₂O₂) தரும் (இக்குழுவின் பொதுவான தொகுப்புப் போக்கு); Ba போன்ற பாரமான கூட்டம் 2 உலோகங்களும் இதேபோன்று பரவொட்சைட்டை (BaO₂) மிகையான O₂ உடன் தரும் (Brin செயன்முறையின் அடிப்படை இதுவே).
சரியானவை (c),(d) — இது அட்டவணையில் (3) உடன் பொருந்துகின்றது.
45. 🟢 2024/P1/Q39 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (உத்தியோகபூர்வ புள்ளியிடும் திட்டத்துடன் உறுதிசெய்யப்பட்டது)
3d-தொகுப்பு மூலகங்களையும் அவற்றின் சேர்வைகளையும் பற்றிய பின்வரும் கூற்றுகளில் எது/எவை சரியானது/சரியானவை?
(a) [Cr(NH₃)₆]Br₃ இன் சரியான IUPAC பெயர் hexaamminechromium(III) tribromide ஆகும்.
(b) 3d-தொகுப்பு உலோகங்களின் இலத்திரன் நிலையமைப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு Zn இற்கு மிகத் தாழ்ந்த உருகுநிலை இருக்குமென எதிர்பார்க்கலாம்.
(c) 3d-தொகுப்பு மூலகங்களிடையே Cu மிகத் தாழ்ந்த, உறுதியான ஒட்சியேற்ற நிலையைக் காட்டுகின்றது.
(d) CrO₃ ஆனது நீர் NaOH இற் கரைந்து Cr₂O₇²⁻ அயனைத் தருகின்றது.
விடை: (2) — (b),(c) சரி.
(a) தவறு — IUPAC பெயரிடலில், மையக் கற்றயனின் ஒட்சியேற்ற நிலையை "(III)" எனக் குறிப்பதே கருவுலோகத்தின் ஏற்றத்தையும் அதன் மூலம் எத்தனை Br⁻ எதிரயன்கள் தேவை என்பதையும் உள்ளடக்கியிருப்பதால், "tri-" எனும் முற்சேர்க்கை எதிரயனுக்குத் தேவையில்லை — சரியான பெயர் வெறுமனே hexaamminechromium(III) bromide ஆகும்.
(b) சரி — Zn இன் நிலையமைப்பு [Ar]3d¹⁰4s² — முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட 3d உபகூடு, கூடுதல் உலோகப் பிணைப்பிற்குப் பங்களிக்கும் ஜோடிசெய்யப்படாத d-இலத்திரன்கள் ஏதுமில்லை (கூட்டம் 2 உலோகங்களைப் போன்றே 4s² இலத்திரன்கள் மாத்திரமே இடப்பெயர்வுறும்) — எனவே Zn ஐ 3d-தொகுப்பு உலோகங்களிடையே மிகத் தாழ்ந்த உருகுநிலை கொண்டதாக எதிர்பார்க்கலாம் (உண்மையிலும் இதுவே காணப்படுகிறது).
(c) சரி — 3d-தொகுப்பில் பெரும்பாலான மூலகங்கள் +2 ஐத் தமது குறைந்தபட்ச பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலையாகக் கொண்டிருக்க, Cu மாத்திரம் +1 எனும் இன்னும் தாழ்ந்த, ஆயினும் உறுதியான ஒட்சியேற்ற நிலையை (Cu₂O, CuCl போன்ற சேர்வைகளில்) வெளிக்காட்டுகின்றது — இது Cu இற்கே உரிய ஒரு தனித்துவமான பண்பாகும்.
(d) தவறு — CrO₃ (ஓர் அமிலத் தன்மையுள்ள ஒட்சைட்டு) காரக் கரைசலில் (NaOH) கரையும்போது குரோமேட்டு அயனைத் (CrO₄²⁻) தரும், டைகுரோமேட்டை (Cr₂O₇²⁻) அல்ல — டைகுரோமேட்டு உருவாவது அமிலச் சூழலிலேயே (2CrO₄²⁻+2H⁺⇌Cr₂O₇²⁻+H₂O); NaOH ஓர் காரமாதலால் இத்தலைகீழ் திசையே சரியானது.
சரியானவை (b),(c) — இது அட்டவணையில் (2) உடன் பொருந்துகின்றது.
46. 🟢 2024/P1/Q41 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (கூற்று-காரண வடிவம்)
கூற்று 1: கூட்டம் 1 இன் மூலகங்களின் (Li–Cs) உலோகப் பிணைப்புகள் கூட்டம் 2 இன் மூலகங்களின் (Be–Ba) உலோகப் பிணைப்புகளிலும் நலிவானவை.
கூற்று 2: உலோகப் பிணைப்புகளில் கூட்டம் 1 இன் மூலகங்களில் ஒரு வலுவளவு இலத்திரன் மாத்திரம் சம்பந்தப்படுகின்ற போதிலும் கூட்டம் 2 இன் மூலகங்களில் இரு இலத்திரன்கள் சம்பந்தப்படுகின்றன.
(1) கூற்று 1 உண்மை, கூற்று 2 பொய் (2) கூற்று 1 பொய், கூற்று 2 உண்மை (3) இரண்டும் பொய் (4) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது (5) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தராது
விடை: (4). கூற்று 1 உண்மை — கூட்டம் 1 உலோகங்களின் உலோகப் பிணைப்புகள் கூட்டம் 2 உலோகங்களை விட நலிவானவையே (கூட்டம் 2 உலோகங்கள் ஒப்பீட்டளவில் அதிக உருகுநிலைகளும் கடினத்தன்மையும் கொண்டவை என்பதே இதற்குச் சான்று). கூற்று 2 உண்மை — கூட்டம் 1 மூலகங்கள் (ns¹) ஒரு வலுவளவு இலத்திரனையே "இலத்திரன் கடலுக்கு" வழங்குகின்றன, கூட்டம் 2 மூலகங்கள் (ns²) இரண்டு இலத்திரன்களை வழங்குகின்றன. கூற்று 2 ஆனது கூற்று 1 ஐ நேரடியாக விளக்குகின்றது — கூடுதல் வழங்கப்படும் இலத்திரன்களும், கூட்டம் 2 இன் சிறிய அயனி ஆரையும் அதிக பயனுறு அணுக்கருச் சுமையும் இணைந்து, உலோக கற்றயன்களுக்கும் இடப்பெயர்வுற்ற இலத்திரன் "கடலுக்கும்" இடையிலான நிலைமின் ஈர்ப்பை வலுப்படுத்தி, வலிமையான உலோகப் பிணைப்பைத் தருகின்றன. எனவே இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது = (1).
47. 🟢 2024/P1/Q44 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (கூற்று-காரண வடிவம்)
கூற்று 1: Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ ஆகியவற்றின் நீர்க் கரைசல்கள் மிகையான NH₄OH(aq) உடன் தனித்தனியாகப் பரிகரிக்கப்படும்போது நிலையான வீழ்படிவுகளைத் தருவதில்லை.
கூற்று 2: Ni²⁺(aq), Cu²⁺(aq), Zn²⁺(aq) ஆகிய மூன்று அயன்களும் மிகையான NH₄OH(aq) உடன் தனித்தனியாகப் பரிகரிக்கப்படும்போது அம்மையின் சிக்கல்களைத் தருகின்றன.
(1) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தராது (2) கூற்று 1 உண்மை, கூற்று 2 பொய் (3) கூற்று 1 பொய், கூற்று 2 உண்மை (4) இரண்டும் பொய் (5) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது
விடை: (5). கூற்று 1 உண்மை — வரையறுக்கப்பட்ட NH₄OH உடன் மூன்று அயன்களுமே ஆரம்பத்தில் ஐதரொட்சைட்டு வீழ்படிவுகளைத் (M(OH)₂) தருமெனினும், மிகையான NH₄OH இல் இவ்வீழ்படிவுகள் மீள் கரைந்து, நிலையான வீழ்படிவு எஞ்சாது. கூற்று 2 உண்மை — Ni(OH)₂+6NH₃→[Ni(NH₃)₆]²⁺ (கரையக்கூடியது); Cu(OH)₂+4NH₃→[Cu(NH₃)₄]²⁺ (ஆழ்நீல நிறம், கரையக்கூடியது); Zn(OH)₂+4NH₃→[Zn(NH₃)₄]²⁺ (கரையக்கூடியது) — மூன்றுமே கரையக்கூடிய அம்மையின் சிக்கல்களை உருவாக்குகின்றன. கூற்று 2 ஆனது கூற்று 1 ஐ நேரடியாக விளக்குகின்றது — நிலையான வீழ்படிவு எஞ்சாமைக்குக் காரணமே, மிகையான NH₄OH இல் இவ் ஐதரொட்சைட்டுகள் கரையக்கூடிய அம்மையின் சிக்கல்களாக மறுகரைதல் அடைவதேயாகும். எனவே இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது = (1).
48. 🟢 2024/P1/Q47 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (கூற்று-காரண வடிவம்)
கூற்று 1: N₂(g) ஓர் ஒட்சியேற்றும் கருவியாக நடந்துகொள்ள முடியாது.
கூற்று 2: வெப்பமாக்கப்படும்போது N₂(g) ஆனது Li உடன் தாக்கம் புரிந்து கிடைக்கும் அயன விளைபொருள் நீருடன் தாக்கம் புரிந்து NH₃(g) ஐ விடுவிக்கின்றது.
(1) கூற்று 1 பொய், கூற்று 2 உண்மை (2) இரண்டும் பொய் (3) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது (4) இரண்டும் உண்மை, கூற்று 2 கூற்று 1 இற்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தராது (5) கூற்று 1 உண்மை, கூற்று 2 பொய்
விடை: (1). கூற்று 1 பொய் — N₂ சில சூழல்களில் ஓர் ஒட்சியேற்றும் கருவியாகவே நடந்துகொள்ளக்கூடும் — எ.கா. 6Li+N₂→2Li₃N தாக்கத்தில், N (ஒட்சியேற்ற நிலை 0→−3) தாழ்த்தப்படுகின்றது, அதாவது N₂ ஆனது Li ஐ ஒட்சியேற்றும் கருவியாகச் செயற்படுகின்றது. கூற்று 2 உண்மை — வெப்பமாக்கப்படும்போது 6Li+N₂→2Li₃N (அயன இலிதியம் நைத்திரைட்டு உருவாகின்றது); Li₃N+3H₂O→3LiOH+NH₃(g) (நீராற்பகுப்பு NH₃ வாயுவை விடுவிக்கின்றது) — இது நன்கறியப்பட்ட, சரியான இரசாயனவியல். இங்கு கூற்று 2 ஆனது உண்மையில் கூற்று 1 இற்கு எதிரான ஓர் எடுத்துக்காட்டையே வழங்குகின்றது (N₂ இன் ஒட்சியேற்றும் தன்மையை நிரூபிக்கும் ஓர் உண்மையான தாக்கத்தைக் காட்டி). எனவே கூற்று 1 பொய், கூற்று 2 உண்மை = (4).
49. 🟢 2025/P1/Q19 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
d-தொகுப்பு மூலகங்கள் பற்றிய பின்வரும் எக்கூற்று பிழையானது?
(1) Fe³⁺, Co²⁺ ஆகியன அடங்கியுள்ள ஒரு நீர்க் கரைசலுக்கு NH₄Cl/NH₄OH சேர்க்கப்படும்போது Fe³⁺ மாத்திரம் வீழ்படிவாகும்.
(2) ZnCl₂(aq) இற்கு ஈதான NaOH சேர்ப்பதால் உண்டாகும் வெள்ளை வீழ்படிவு ஈதான HCl இல் கரையமாட்டாது.
(3) 3d தாண்டல் தொடரில் முதல் ஐந்து மூலகங்களும் அவற்றின் உயர்ந்தபட்ச ஒட்சியேற்ற நிலைகளை அனைத்து 4s, 3d இலத்திரன்களையும் இழப்பதன் மூலம் பெற்றுக்கொள்ளும். (4) V₂O₅ ஓர் அமில ஒட்சைட்டாகும், அதேவேளை VO ஒரு மூல ஒட்சைட்டாகும்.
(5) Mn₃O₄ இல் மங்கனீசானது Mn(II), Mn(III) ஆகியவற்றின் கலவையாகக் காணப்படும்.
விடை: (2). (1) சரி — உயர் ஒட்சியேற்ற நிலையிலுள்ள மாறுதிறன் மூல ஒட்சைட்டுகள் (V⁵⁺, V₂O₅) அமிலத்தன்மையும், தாழ் ஒட்சியேற்ற நிலையிலுள்ளவை (V²⁺, VO) மூலத்தன்மையும் காட்டும் என்பது ஒரு நிலைநிறுத்தப்பட்ட போக்கு.
(2) சரி — Mn₃O₄ ஆனது MnO·Mn₂O₃ எனக் கருதத்தக்கது (Fe₃O₄ இற்கு ஒப்பானது) — Mn(II), Mn(III) இரண்டின் கலவையைக் கொண்டது.
(3) சரி — NH₄Cl/NH₄OH தாங்கல் கரைசல் (buffer) [OH⁻] ஐக் குறைவாக வைத்திருக்கும் அளவிற்குக் கட்டுப்படுத்துகின்றது — Fe(OH)₃ மிகக் குறைந்த Ksp கொண்டதால் வீழ்படிவாகும், ஆனால் Co²⁺ மிகையான NH₃ உடன் ஒரு கரையக்கூடிய அம்மோனியக் கூட்டுச் சேர்வையாக ([Co(NH₃)₆]²⁺) கரைசலிலேயே தங்கும் — இது தரமான தரப்படுத்தல் பகுப்பாய்வு (qualitative analysis) பிரிப்பு முறையே.
(4) பிழையானது — Zn(OH)₂ ஓர் ஈரியல்பு (amphoteric) ஐதராக்சைட்டு ஆகும்: இது HCl உடன் தாக்கம் புரிந்து மீண்டும் கரையும் (Zn(OH)₂+2HCl→ZnCl₂+2H₂O) — எந்தவொரு சாதாரண உலோக ஐதராக்சைட்டு வீழ்படிவும் ஒரு வலு அமிலத்தில் கரையும், ஈரியல்பாக இருந்தாலும் இல்லாவிட்டாலும். "HCl இல் கரையமாட்டாது" என்பது தவறு.
(5) சரி — Sc(+3), Ti(+4), V(+5), Cr(+6), Mn(+7) — 3d தாண்டல் தொடரின் முதல் ஐந்து மூலகங்களும் (தொகுதி எண்ணுக்குச் சமமான) தமது அனைத்து இணைதிறன் (4s+3d) இலத்திரன்களையும் இழந்தே உயர்ந்தபட்ச ஒட்சியேற்ற நிலையை அடைகின்றன — இது Fe முதல் மேலும் காணப்படாத ஒரு தனிச்சிறப்பு.
எனவே (4) பிழையான கூற்றாகும்.
50. 🟢 2020/P1/Q22 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
பின்வருவனவற்றில் பிழையான கூற்றை இனங்காண்க.
(1) BiCl₃(aq) கரைசலை நீருடன் ஐதாக்கும்போது ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு கிடைக்கின்றது. (2) H₂S வாயுவானது ஓர் ஒட்சியேற்றுங் கருவியாகவும் ஒரு தாழ்த்தும் கருவியாகவும் தொழிற்படலாம். (3) He இன் ஒரு வலுவளவு இலத்திரனினால் உணரப்படும் பயன்படு கருஏற்றம் (Z*) ஆனது 2 இலும் குறைவானது. (4) அலுமினியம் ஓர் உயர் வெப்பநிலைக்கு வெப்பமாக்கப்படும்போதும் N₂ வாயுவை நோக்கிச் சடத்துவமானது. (5) நைதரசன் [N(g)] இன் இலத்திரன் பெறும் சக்தி நேரானது.
விடை: (3) அல்லது (5) (அதிகாரப்பூர்வ திட்டம் இரண்டையும் ஏற்றுக்கொள்கின்றது).
(1) சரி — N (2p³, பாதி-நிரம்பிய நிலைப்புத்தன்மை) ஓர் இலத்திரனைப் பெறுவது சக்தியியல் ரீதியாகச் சாதகமற்றது (அகவெப்பமானது, நேர்) — N இற்குரிய சிறப்பியல்பு விதிவிலக்கு.
(2) சரி — BiCl₃ நீரில் நீராற்பகுப்படைந்து வெண்ணிற BiOCl (பிசுமத் ஒட்சிகுளோரைட்டு) வீழ்படிவைத் தருகின்றது: BiCl₃+H₂O→BiOCl↓+2HCl.
(3) சரி — H₂S இரு வழிகளிலும் தொழிற்படலாம்: தாழ்த்தும் கருவியாக S²⁻ ஒட்சியேற்றப்படும்போது (எ.கா. →S,SO₂,SO₄²⁻), ஒட்சியேற்றுங் கருவியாக அதன் அமிலத்தன்மையுள்ள H⁺ ஆனது வலுவான தாழ்த்தும் உலோகங்களுடன் தாக்கும்போது H₂ ஆகத் தாழ்த்தப்படும் (எ.கா. 2Na+H₂S→Na₂S+H₂ — இங்கு H⁺(+1)→H₂(0) தாழ்த்தப்படுகின்றது, HCl/H₂O போன்ற பிற பிரோன்சுட் அமிலங்களைப் போலவே) — எனவே இக்கூற்று சரியானது.
(4) ஸ்லேற்றரின் விதிகளின்படி He (1s²) இற்கு Z*=2−0.30=1.70 (2 இலும் குறைவு) — இது தரப்பட்ட மதிப்பீட்டு முறைப்படி சரியெனத் தோன்றினாலும், சில பாடத்திட்ட/மூலவளங்களில் வேறுபட்ட மரபுகள்/மதிப்புகள் பயன்படுத்தப்படுவதால் அதிகாரப்பூர்வ திட்டம் இதையும் பிழையானதாக ஏற்றுக்கொள்கின்றது.
(5) பிழையானது — அலுமினியம் உயர் வெப்பநிலையில் (≈800°C+) N₂ உடன் நேரடியாகத் தாக்கம் புரிந்து அலுமினியம் நைத்திரைட்டைத் (AlN) தருகின்றது: 2Al+N₂→2AlN — எனவே "சடத்துவமானது" எனும் கூற்று தவறு.
எனவே பிழையான கூற்று தெளிவாக (5), மேலும் அதிகாரப்பூர்வ திட்டத்தின்படி (4) உம் ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகின்றது.
51. 🟡 2020/P1/Q31 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (⚠ அதிகாரப்பூர்வ திட்டம் (1) அல்லது (5) இரண்டையும் ஏற்றுக்கொள்கின்றது)
3d-தொகுப்பு மூலகங்களையும் அவற்றின் சேர்வைகளையும் பற்றிப் பின்வரும் கூற்றுகளில் எது/எவை சரியானது/சரியானவை?
(a) 3d-தொகுப்பு மூலகங்களில் Sc ஒரு தாண்டல் மூலகமாகக் கருதப்படுவதில்லை.
(b) அணுக்களின் (Sc தொடக்கம் Cu வரையிலும்) ஆரைகள் இடமிருந்து வலமாகக் குறைகின்றன.
(c) [Ni(NH₃)₆]²⁺ நீல நிறமாக இருக்கும் அதே வேளை [Zn(NH₃)₄]²⁺ நிறமற்றதாகும்.
(d) K₂NiCl₄ இன் IUPAC பெயர் dipotassium tetrachloronickelate (II) ஆகும்.
(a),(b) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (1) இன் மீதும்; (b),(c) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (2) இன் மீதும்; (c),(d) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (3) இன் மீதும்; (d),(a) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (4) இன் மீதும் — வேறு தெரிவுகளின் எண்ணோ சேர்மானங்களோ திருத்தமானவையெனில் (5) இன் மீதும் குறிக்குக.
விடை: (1) அல்லது (5) (அதிகாரப்பூர்வ திட்டம் இரண்டையும் ஏற்றுக்கொள்கின்றது).
(a) சரி — Sc இன் ஒரே பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலை (+3) இல், Sc³⁺ இன் இலத்திரன் நிலையமைப்பு [Ar] (3d⁰, முழுமையாக வெறுமையான d-துணைச்செறிவு) — IUPAC வரையறையின்படி (குறைந்தது ஒரு பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலையில் பகுதி-நிரம்பிய d-துணைச்செறிவு) Sc தாண்டல் மூலகமாகக் கருதப்படுவதில்லை.
(b) பொதுவாகச் சரி — Sc(162pm) தொடக்கம் Ni(124pm) வரை ஆரைகள் பொதுவாகக் குறைகின்றன (அதிகரிக்கும் பயன்படு கருஏற்றம் காரணமாக); எனினும் Cu (128pm) இல் ஓர் விதிவிலக்கான சிறு அதிகரிப்பு காணப்படுகின்றது (முழுமையாக நிரம்பிய 3d¹⁰ காரணமாக இலத்திரன்-இலத்திரன் விரட்டல் அதிகரித்தல்) — இதனாலேயே இக்கூற்றின் "தொடர்ச்சியான குறைவு" எனும் வலியுறுத்தல் முழுமையாகச் சரியல்ல எனக் கருதப்படலாம்.
(c) சுயாதீனமாகவும் சரி — Ni²⁺ (d⁸, பகுதி-நிரம்பிய) d-d இடமாற்றங்கள் காரணமாக நிறமுடையது (நீலம்/ஊதா); Zn²⁺ (d¹⁰, முழுமையாக நிரம்பிய) d-d இடமாற்றங்கள் சாத்தியமற்றதால் நிறமற்றது.
(d) சுயாதீனமாகவும் சரி — K₂NiCl₄ = 2K⁺+[NiCl₄]²⁻; Ni ஒட்சியேற்ற நிலை +2 (2K(+1)+Ni(x)+4Cl(−1)=0→x=+2); IUPAC பெயர் "dipotassium tetrachloronickelate(II)" சரியானது.
⚠ குறிப்பு: (a),(b) மாத்திரமே சரி எனக் கருதின் விருப்பம் (1); எனினும் (c),(d) ஆகியனவும் சுயாதீனமாகச் சரியானவை என்பதால் "நான்கு கூற்றுகளும் சரி" எனும் நிலைமை நான்கு-தெரிவுகளின் ஒப்பீட்டு அமைப்பில் (adjacent-pair) பொருந்தாததால், அதிகாரப்பூர்வ திட்டம் (5) ஐயும் ஏற்றுக்கொண்டிருக்கலாம்.
52. 🟡 2020/P1/Q37 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (⚠ அதிகாரப்பூர்வ திட்டம் (3) அல்லது (5) இரண்டையும் ஏற்றுக்கொள்கின்றது)
அலசன்கள், விழுமிய வாயுக்கள், அவற்றின் சேர்வைகள் என்பன பற்றிப் பின்வரும் கூற்றுகளில் எது/எவை சரியானது/சரியானவை?
(a) ஐப்போகுளோரசு அயன் அமிலக் கரைசல்களில் விரைவாக இருவழி விகாரமடைகின்றது.
(b) Xe ஆனது F₂ வாயுவுடன் ஒரு தொடர் சேர்வைகளை உண்டாக்கும் அதே வேளை XeF₄ இற்கு ஒரு சதுரத் தளக் கேத்திரகணிதம் உண்டு.
(c) ஐதரசன் ஹேலைட்டுகளில் HF ஆனது மூலிற்கு அதியுயர் பிணைப்புக் கூட்டப்பிரிகைச் சக்தியைக் கொண்டுள்ளது.
(d) இலண்டன் விசைகளின் வலிமை அதிகரிப்பதன் விளைவாக அலசன்களின் கொதிநிலைகள் கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கி அதிகரிக்கின்றன.
(a),(b) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (1) இன் மீதும்; (b),(c) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (2) இன் மீதும்; (c),(d) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (3) இன் மீதும்; (d),(a) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (4) இன் மீதும் — வேறு தெரிவுகளின் எண்ணோ சேர்மானங்களோ திருத்தமானவையெனில் (5) இன் மீதும் குறிக்குக.
விடை: (3) அல்லது (5) (அதிகாரப்பூர்வ திட்டம் இரண்டையும் ஏற்றுக்கொள்கின்றது).
(a) நிச்சயமற்றது — ஐப்போகுளோரைட்டு/HOCl இன் அமிலக் கரைசலில் விகாரமடைதலின் துல்லியமான வீதமும் ("விரைவாக") துல்லியமான பாதைகளின் எண்ணிக்கையும் ("இருவழி") நிபந்தனைகளைப் பொறுத்து மாறுபடும் — இக்கூற்றின் துல்லியமான சரிநிலையை உறுதியாக மதிப்பிடுவது கடினம்.
(b) சரி — Xe ஆனது F₂ உடன் XeF₂,XeF₄,XeF₆ எனும் தொடர் சேர்வைகளை உண்டாக்குகின்றது; XeF₄ இல் Xe ஆறு இலத்திரன் குழுக்களைக் (4 பிணைப்பு F + 2 தனிச்சோடி) கொண்டு, தனிச்சோடிகள் எதிரெதிர் நிலையில் அமைந்து சதுரத் தளக் கேத்திரகணிதத்தைத் தருகின்றன.
(c) சரி — HF ஆனது ஐதரசன் ஹேலைட்டுகளிலேயே (HF>HCl>HBr>HI) மிக உயர்ந்த பிணைப்புக் கூட்டப்பிரிகைச் சக்தியைக் கொண்டுள்ளது (குறுகிய, வலிமையான H-F பிணைப்பு காரணமாக).
(d) சரி — நியம போக்கு: F₂<Cl₂<Br₂<I₂ கொதிநிலைகள் அதிகரிக்கும் வரிசை, கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லச் செல்ல அணு/மூலக்கூற்றுப் பருமனும் முனைவாகுதகவும் அதிகரிப்பதால் இலண்டன் விசைகள் வலுவடைதல் காரணமாக.
⚠ குறிப்பு: (c),(d) மாத்திரம் நோக்கமாகக் கொள்ளப்பட்டிருந்தால் விருப்பம் (3); எனினும் (b) உம் தெளிவாகச் சரியெனக் காணப்படுவதால், (a) இன் நிலையைப் பொறுத்து (b),(c),(d) (அல்லது நான்கும்) சரியெனும் நிலைமை நான்கு-தெரிவு அமைப்பில் பொருந்தாமல் போகக்கூடும் — இதனாலேயே அதிகாரப்பூர்வ திட்டம் (5) ஐயும் ஏற்றுக்கொண்டிருக்கலாம்.
53. 🟢 2020/P1/Q41 — உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: Cr, Mn ஆகியவற்றின் ஒட்சைட்டுகளில் CrO, MnO ஆகியன அமில ஒட்சைட்டுகளும் CrO₃, Mn₂O₇ ஆகியன மூல ஒட்சைட்டுகளுமாகும்.
இரண்டாம் கூற்று: Cr, Mn ஆகியவற்றின் ஒட்சைட்டுகளின் அமில/மூல இயல்பு உலோகத்தின் ஒட்சியேற்ற எண்ணைச் சார்ந்துள்ளது.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (4) — முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி.
முதலாம் கூற்று தவறு — உண்மையில் நிலைமை தலைகீழானது: குறைந்த ஒட்சியேற்ற எண்ணுள்ள ஒட்சைட்டுகள் (CrO, MnO — Cr²⁺, Mn²⁺) மூல ஒட்சைட்டுகள் (அதிக அயனியியல் தன்மை, தளர்வான கட்டமைப்பு), அதிக ஒட்சியேற்ற எண்ணுள்ள ஒட்சைட்டுகள் (CrO₃, Mn₂O₇ — Cr⁶⁺, Mn⁷⁺) அமில ஒட்சைட்டுகள் (அதிக இணைதிறன்/பங்கீட்டுத் தன்மை) ஆகும் — இக்கூற்று அமிலம்/மூலத்தை மாற்றியமைத்துள்ளது.
இரண்டாம் கூற்று சரி — படிமாற்று உலோகங்களின் பொதுவான தத்துவம்: ஒட்சியேற்ற எண் அதிகரிக்கும்போது, உலோகம்-ஒட்சிசன் பிணைப்பின் பங்கீட்டுத் தன்மை அதிகரிக்கின்றது (உலோக அயனியின் அதிக மின்னேற்ற அடர்த்தி ஒட்சைட் அயனியை பங்கீட்டுவகையில் திரிக்கின்றது) — இது ஒட்சைட்டை மேலும் அமிலத்தன்மையுடையதாக ஆக்குகின்றது. எனவே அமில/மூல இயல்பு உண்மையிலேயே ஒட்சியேற்ற எண்ணைச் சார்ந்துள்ளது.
எனவே (4).
54. 🟢 2018/P1/Q8 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
பின்வரும் கூற்றுகளில் பிழையானது எது?
(1) Na, Mg ஆகியவற்றின் ஒட்சைட்டுகளும் ஐதரொட்சைட்டுகளும் கார இயல்புகளைக் காட்டுகின்ற அதேவேளை Al இன் ஒட்சைட்டும் ஐதரொட்சைட்டும் ஈரியல்பான இயல்புகளைக் காட்டுகின்றன.
(2) Si, S ஆகியவற்றின் குளோரைட்டுகள் மென்மில இயல்புகளைக் காட்டுகின்றன. (3) ஆவர்த்தன அட்டவணையில் கூட்டம் இரண்டின் எல்லா உலோகங்களினதும் காபனேற்றுகள் நீரில் கரையாதபோதும், அவற்றின் இருகாபனேற்றுகள் கரைகின்றன.
(4) ஆவர்த்தன அட்டவணையில் கூட்டம் இரண்டின் எல்லா உலோகங்களினதும் ஐதரொட்சைட்டுகள் நீரில் கரைகின்றன.
(5) ஆவர்த்தன அட்டவணையில் கூட்டம் இரண்டின் எல்லா உலோகங்களினதும் நைத்திரேற்றுகள் நீரில் கரைகின்றன.
விடை: (4) -- பிழையானது.
(1) சரி -- கூட்டம் 2 உலோக காபனேற்றுகள் (MCO₃) பொதுவாக நீரில் கரையாதவை, ஆனால் அவற்றின் இருகாபனேற்றுகள் (M(HCO₃)₂) கரைகின்றன -- கடின நீர்/சுண்ணாம்புக்கல் குகைகளின் இரசாயனவியலுக்கு அடிப்படையான உண்மை.
(2) தவறு -- இதுவே பிழையான கூற்று: கூட்டம் 2 ஐதரொட்சைட்டுகளின் கரைதிறன் குழுவில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது அதிகரிக்கிறது -- Be(OH)₂, Mg(OH)₂ ஆகியன கணிசமாகக் கரையா நிலையில் உள்ளன (Mg(OH)₂ = "மில்க் ஒவ் மக்னீசியா" -- ஒரு பாரம் நீர்-கரையா சஸ்பென்ஷன்); Ca(OH)₂ ஓரளவு கரையும்; Sr(OH)₂, Ba(OH)₂ கணிசமாகக் கரையும். எனவே "எல்லா" ஐதரொட்சைட்டுகளும் கரைகின்றன எனல் தவறு.
(3) சரி -- பொதுவான கரைதிறன் விதி: அனைத்து நைத்திரேற்றுகளும் நீரில் கரையக்கூடியவை (உலோகம் எதுவாயினும்).
(4) சரி -- Na, Mg ஒட்சைட்டு/ஐதரொட்சைட்டுகள் கார இயல்புடையவை (அயனியியல் தன்மை மிக்கவை); Al ஒட்சைட்டு/ஐதரொட்சைட்டு ஈரியல்பானவை (amphoteric) -- ஆவர்த்தனம் 3 இன் நன்கறியப்பட்ட போக்கு.
(5) சரி -- SiCl₄, S₂Cl₂ போன்ற Si, S குளோரைட்டுகள் மூலக்கூற்று/மென்மில இயல்புடையவை -- ஆவர்த்தனம் 3 இன் இணைதிறன் போக்கிற்கு இசைவானது.
எனவே (2).
55. 🟢 2018/P1/Q20 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
ஆவர்த்தன அட்டவணையில் s-தொகுப்பு மூலகங்கள் தொடர்பான பின்வரும் கூற்றுகளில் எது பொய்யானது?
(1) கூட்டம் II இன் எல்லா மூலகங்களும் N₂ வாயுவுடன் தாக்கம்புரிகின்றன.
(2) Na ஆனது மிகை O₂ உடன் தாக்கம்புரிந்து Na₂O₂ ஐக் கொடுக்கும் அதேவேளை K ஆனது KO₂ ஐக் கொடுக்கிறது.
(3) s-தொகுப்பில் உள்ள எல்லா மூலகங்களும் சிறந்த தாழ்த்தும் கருவிகளாகும். (4) கூட்டம் I இல் உள்ள எல்லா மூலகங்களும் நீருடன் தாக்கம்புரிந்து H₂ வாயுவை வெளிவிடுகின்றன.
(5) Li தவிர்ந்த கூட்டம் I இன் ஏனைய எல்லா மூலகங்களும் N₂ வாயுவுடன் தாக்கம்புரிகின்றன.
விடை: (5) -- பொய்யானது.
(1) சரி -- அனைத்துக் கூட்டம் 1 உலோகங்களும் நீருடன் தாக்கி H₂ ஐத் தருகின்றன (நன்கறியப்பட்டது).
(2) தவறு -- இது தலைகீழானது: N₂ உடன் நேரடியாக அறை வெப்பநிலையில் தாக்கக்கூடிய கூட்டம் 1 மூலகம் Li மாத்திரமே (Li₃N தருகிறது) -- ஏனைய கூட்டம் 1 மூலகங்கள் (Na,K,Rb,Cs) N₂ உடன் எளிதில் தாக்கமடையா -- இது Li இன் "மூலைவிட்டத் தொடர்பு"/அசாதாரணத் தன்மையின் ஒரு நன்கறியப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு.
(3) சரி -- கூட்டம் 2 உலோகங்கள் (Mg உட்பட) N₂ உடன் தாக்கி நைத்திரைட்டுகளைத் (Mg₃N₂ etc.) தருகின்றன.
(4) சரி -- Na மிகை O₂ உடன் பெராக்சைட்டு (Na₂O₂) தரும், அதேவேளை K (பெரிய, குறைந்த மின்னேற்றத் தூண்டல் அடர்த்தி) சூப்பர் ஒக்சைட்டு (KO₂) தரும் -- ஒரு நியம கூட்டம் 1 போக்கு.
(5) சரி -- s-தொகுப்பு உலோகங்கள் குறைந்த அயனாக்கற் சக்தி கொண்டவை, எளிதாக ஒட்சியேற்றமடையக்கூடியவை, எனவே சிறந்த தாழ்த்தும் கருவிகள்.
எனவே (2).
56. 🟢 2018/P1/Q22 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
ஆவர்த்தன அட்டவணையில் 3d-மூலகங்கள் தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளில் பொய்யானது எது?
(1) முதலாம் அயனாக்கற் சக்திகள் அதே ஆவர்த்தனத்தில் உள்ள s-தொகுப்பு மூலகங்களின் முதலாம் அயனாக்கற் சக்திகளை விடக் குறைவானவை.
(2) கோபால்ற்றுச் சேர்வைகளில் கோபால்ற்றின் மிகவும் பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலைகள் +2, +3 ஆகும். (3) அணு ஆரைகள் அதே ஆவர்த்தனத்தில் உள்ள s-தொகுப்பு மூலகங்களின் அணு ஆரைகளை விடச் சிறியவை.
(4) அடர்த்திகள் அதே ஆவர்த்தனத்தில் உள்ள s-தொகுப்பு மூலகங்களின் அடர்த்திகளை விட உயர்வானவை.
(5) V₂O₅, CrO₃, Mn₂O₇ ஆகியன அமில ஒட்சைட்டுகள் ஆகும்.
விடை: (1) -- பொய்யானது.
(1) சரி -- 3d மூலகங்களின் அணு ஆரைகள் K போன்ற முந்திய s-தொகுப்பு மூலகங்களை விடச் சிறியவை (d-இலத்திரன்கள் மையக்கருவை முழுமையாகத் திரையிடாததால் அணுக்கருக் கவர்ச்சி அதிகரிக்கிறது).
(2) சரி -- படிமாற்று உலோகங்கள் K, Ca போன்ற s-தொகுப்பு உலோகங்களை விட கணிசமாக அடர்த்தி கூடியவை (எ.கா. Fe, Cu, Ni).
(3) சரி -- உயர் ஒட்சியேற்ற நிலையிலுள்ள படிமாற்ற உலோக ஒட்சைட்டுகள் (V⁵⁺, Cr⁶⁺, Mn⁷⁺) அமிலத்தன்மையுடையவை -- நியமமான A/L உண்மை.
(4) தவறு -- உண்மையில் நிலைமை தலைகீழானது: 3d மூலகங்களின் முதலாம் அயனாக்கற் சக்திகள் K போன்ற s-தொகுப்பு மூலகங்களை விட அதிகமானவை (அதிக அணுக்கருச் சுமை காரணமாக) -- குறைவானவை அல்ல.
(5) சரி -- Co²⁺, Co³⁺ ஆகியன கோபால்ற்றின் நன்கறியப்பட்ட பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலைகள்.
எனவே (4).
57. 🟢 2018/P1/Q26 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
(NH₄)₂CO₃(s), (NH₄)₂Cr₂O₇(s), NH₄NO₃(s) ஆகியவற்றை வெப்பமாக்கும்போது கிடைக்கும் நைதரசனைக் கொண்டுள்ள சேர்வைகள் முறையே எது?
(1) N₂O, N₂, NH₃ (2) NH₃, N₂, N₂O (3) N₂, N₂O, NH₃ (4) N₂, NH₃, N₂O (5) NH₃, N₂, NO₂
விடை: (2) NH₃, N₂, N₂O.
(NH₄)₂CO₃(s) →வெப்பம்→ 2NH₃(g) + CO₂(g) + H₂O(g) (அமோனியம் காபனேற்றின் நியம சிதைவு).
(NH₄)₂Cr₂O₇(s) →வெப்பம்→ N₂(g) + Cr₂O₃(s) + 4H₂O(g) (நன்கறியப்பட்ட "எரிமலை" சோதனை -- N₂ வாயுவைத் தருகின்றது, NH₃ அல்ல, ஏனெனில் Cr₂O₇²⁻ ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றி, NH₄⁺ இலுள்ள N ஐ N₂ ஆக ஒட்சியேற்றுகின்றது).
NH₄NO₃(s) →வெப்பம் (மிதமான)→ N₂O(g) + 2H₂O(g) (நைத்திரசு ஒட்சைட்டு).
எனவே வரிசை NH₃, N₂, N₂O -- தெரிவு (3).
58. 🟢 2018/P1/Q36 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
அலசன்கள் தொடர்பாகப் பின்வருவனவற்றுள் உண்மையான கூற்று/கூற்றுகள் எது/எவை?
(a) கூட்டத்தின் வழியே கீழ்நோக்கி அலசன்களின் கொதிநிலைகள் அதிகரிக்கின்றன.
(b) மற்றைய அலசன்களைப் போலன்றி, புளோரினிற்கு F₂ இல் தவிர ஏனைய எல்லா சந்தர்ப்பங்களிலும் (−1) ஒட்சியேற்ற நிலை உள்ளது.
(c) எல்லா அலசன்களும் சிறந்த தாழ்த்தும் கருவிகள் ஆகும்.
(d) ஆவர்த்தன அட்டவணையில் உள்ள எல்லா மூலகங்களிலும் புளோரின் அதி கூடிய தாக்குதிறனுடைய போதிலும், இது சடத்துவ வாயுக்களுடன் தாக்கம்புரிவதில்லை.
(a),(b) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (1) இன் மீதும்; (b),(c) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (2) இன் மீதும்; (c),(d) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (3) இன் மீதும்; (d),(a) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (4) இன் மீதும் -- வேறு தெரிவுகளின் எண்ணோ சேர்மானங்களோ திருத்தமானவையெனில் (5) இன் மீதும் குறிக்குக.
விடை: (1) -- (a),(b) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவை.
(a) சரி -- நன்கறியப்பட்ட போக்கு: F₂<Cl₂<Br₂<I₂ கொதிநிலைகள் அதிகரிக்கும் (லண்டன் சிதறல் விசைகள் மூலரத் திணிவுடன் அதிகரிப்பதால்).
(b) சரி -- F மிக அதிக மின்னெதிர்த்தன்மையுடையது, எப்போதும் சேர்வைகளில் (−1) ஒட்சியேற்ற நிலையையே காட்டும் (நேர்மறை ஒட்சியேற்ற நிலைகளை ஒருபோதும் காட்டாது, Cl,Br,I ஓ போன்ற உலோகற்றல் ஒட்சிஅமிலங்கள்/இடைஅலசன் சேர்வைகளில் நேர் ஒட்சியேற்ற நிலைகளைக் காட்டுவதற்கு மாறாக).
(c) தவறு -- அலசன்கள் (F₂,Cl₂ குறிப்பாக) சிறந்த ஒட்சியேற்றும் கருவிகள், தாழ்த்தும் கருவிகள் அல்ல.
(d) தவறு -- F₂ உண்மையில் XeF₂, XeF₄, XeF₆ போன்ற சடத்துவ வாயு சேர்வைகளை உருவாக்குகின்றது (Xe உடன், சில நிபந்தனைகளில் Kr உடனும்) -- "தாக்கம்புரிவதில்லை" எனல் தவறு.
சரியான கூற்றுகள் (a),(b) -- விருப்பம் (1).
59. 🟢 2018/P1/Q41 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: MgCO₃ இலும் பார்க்க BaCO₃ வெப்பமாகும் வெப்பநிலை கூடியது.
இரண்டாம் கூற்று: கூட்டம் இரண்டின் கற்றியன்களின் முனைவாக்கும் வலு, கூட்டத்தின் வழியே கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது குறைகிறது.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (2) -- இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று.
முதலாம் கூற்று சரி -- கூட்டம் 2 காபனேற்றுகளின் வெப்ப நிலைப்புத்தன்மை குழுவில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது அதிகரிக்கின்றது (MgCO₃ ≈350°C இல் சிதைவடையும், BaCO₃ க்கு அதிக வெப்பநிலை தேவை).
இரண்டாம் கூற்று சரி -- குழுவில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது கற்றியன் ஆரை அதிகரிக்கின்றது, முனைவாக்கும் வலு (charge density) குறைகின்றது.
ஆனால் இது சரியான விளக்கமன்று -- வெப்ப நிலைப்புத்தன்மையின் நேரடிக் காரணம் கற்றியனின் முனைவாக்கும் வலு காபனேற்று அயனியை எவ்வளவு சிதைக்கிறது என்பதே (குறைந்த முனைவாக்கல் = குறைந்த சிதைவு = அதிக வெப்ப நிலைப்புத்தன்மை) -- "கற்றியன்களின் கட்டக (lattice) வெப்பவுள்ளுறை" என்பது ஒரு தொடர்புடைய ஆனால் நேரடியாக விளக்காத வேறுபட்ட கருத்தாகும்.
எனவே (2).
60. 🟢 2021(2022)/P1/Q37 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
கார்பனின் இரு பிறவேற்றுருக்களான கிரபைற்று, வைரம் தொடர்பாக பின்வருவனவற்றுள் சரியான கூற்று/கூற்றுகள் எவை/எது?
(a) வைரத்தில் கார்பன் அணுக்கள் நான்முகியமாக மற்றைய நான்கு கார்பன் அணுக்களால் சூழப்பட்டு, முப்பரிமாண சட்டகம் ஒன்றைத் தருகின்றன.
(b) கிரபைற்று பலவீனமான வான்டர்வால் விசைகளால் (இரண்டாம்நிலைத் தாக்கங்களால்) இணைக்கப்பட்ட ஈரவீட்டு அடுக்குகளால் ஆனது என்பதால், அது ஒரு நல்ல உயவூட்டியாகச் (lubricant) செயற்படுகின்றது.
(c) வைரம் வெப்பத்தையும் மின்சாரத்தையும் நன்கு கடத்தும் ஒரு பொருளாகும்.
(d) கிரபைற்றின் உருகுநிலை வைரத்தினுடையதை விடக் கணிசமாக அதிகமாகும்.
(1) வேறு எண்/சேர்மானம் சரி (2) (a),(b) மாத்திரம் சரி (3) (b),(c) மாத்திரம் சரி (4) (c),(d) மாத்திரம் சரி (5) (d),(a) மாத்திரம் சரி
விடை: (2). (a) சரி -- வைரத்தின் sp³ கார்பன் ஒவ்வொன்றும் நான்கு பிற கார்பன் அணுக்களுடன் நான்முகியமாக இணைந்து, ஒரு தொடர்ச்சியான 3D கூட்டுப் பிணைப்பு வலையமைப்பைத் தருகின்றது. (b) சரி -- கிரபைற்றின் இரு-பரிமாண அடுக்குகள் (sp²) பலவீனமான வான்டர்வால் விசைகளால் மாத்திரம் ஒன்றோடொன்று பிணைக்கப்பட்டுள்ளதால், அடுக்குகள் எளிதாக ஒன்றின்மேல் ஒன்று சறுக்க முடிகின்றது -- இதுவே கிரபைற்றை ஒரு நல்ல உயவூட்டியாக்குகின்றது. (c) தவறு -- வைரம் ஒரு சிறந்த வெப்பக் கடத்தி என்பது உண்மையே (ஒவ்வொரு கார்பனும் பிணைக்கப்பட்ட 3D வலையமைப்பு அதிர்வுகளை (phonons) திறமையாகக் கடத்துகிறது), ஆனால் வைரத்தில் எல்லா இலத்திரன்களும் σ பிணைப்புகளில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளதால் (சுதந்திர இலத்திரன்கள் இல்லை) அது ஒரு மின்கடத்தா -- எனவே "வெப்பத்தையும் மின்சாரத்தையும் நன்கு கடத்தும்" எனும் ஒருங்கிணைந்த கூற்று தவறு. (d) தவறு -- கிரபைற்றும் வைரமும் இரண்டுமே வெப்பமூட்டப்படும்போது கரையாமல் (~3500-4000°C இல்) நேரடியாக பதங்கமாகும்/சிதைவடையும்; கிரபைற்று வைரத்தை விடக் "கணிசமாக" அதிக உருகுநிலை உடையது என்பது நிறுவப்படாத கூற்று. எனவே (a),(b) சரி = (1).
61. 🟢 2021(2022)/P1/Q22 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
ஒரு பரிசோதனையில், Mg உலோகம் மிகையான N₂ வாயுவுடன் தாக்கம் புரியச் செய்யப்பட்டு, கிடைத்த விளைபொருள் H₂O உடன் தாக்கம் புரியச் செய்யப்பட்டது. நியம வெப்பநிலையிலும் (273K) அமுக்கத்திலும் (1.0 atm) விடுவிக்கப்பட்ட வாயுவின் கனவளவு 672 cm³ ஆகும். பரிசோதனையில் பயன்படுத்தப்பட்ட Mg இன் திணிவு யாது? (273K, 1.0 atm இல் 1.0 mol வாயு 22.4 dm³ கனவளவைப் பெறும் என்பதைக் கருதுக. Mg=24)
(1) 0.48 g (2) 0.72 g (3) 1.08 g (4) 1.50 g (5) 0.24 g
விடை: (3) 1.08 g. Mg+N₂ மிகையானதுடன் தாக்கி Mg₃N₂ (மக்னீசியம் நைத்திரைட்டு) தரும்; Mg₃N₂+6H₂O→3Mg(OH)₂+2NH₃(g) (விடுவிக்கப்படும் வாயு NH₃).
மோல் NH₃ = 672 cm³ ÷ 22400 cm³ mol⁻¹ = 0.030 mol.
Mg₃N₂ இன் மோல்படி விகிதம் 3Mg : 2NH₃ என்பதால், மோல் Mg = (3/2)×0.030 = 0.045 mol.
திணிவு Mg = 0.045×24 = 1.08 g.
62. 🟢 2021(2022)/P1/Q26 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
லித்தியம் (Li) மூலகம் மற்றும் அதன் சேர்வைகள் தொடர்பாக பின்வருவனவற்றுள் பிழையான கூற்று எது?
(1) Li முதல் Cs வரையுள்ள கூட்டம் I மூலகங்களிடையே, Li இலத்திரன் பெறுகைச் சக்திக்கு மிக மறையான பெறுமானத்தை உடையது.
(2) வளியில் வெப்பமூட்டப்படும்போது Li இரண்டு விளைபொருட்களைத் தருகின்றது.
(3) வெளிவரும் வாயுக்களைக் கருத்தில் கொள்கையில், LiNO₃(s) வெப்பமூட்டப்படும்போது இரு வாயுக்களைத் தரும், Li₂CO₃(s) ஒரு வாயுவை மாத்திரம் தரும்.
(4) கூட்டம் I மூலகங்களிடையே, லித்தியம் மிகப் பலவீனமான உலோகப் பிணைப்பை உடையது.
(5) சுவாலைச் சோதனையில் லித்தியம் ஒரு சிவப்பு நிறமுள்ள சுவாலையைத் தருகின்றது.
விடை: (4) பிழையானது. (1) சரி -- Li இன் இலத்திரன் பெறுகைச் சக்தி (≈−60 kJ/mol) கூட்டம் I இல் மிக மறையானது (Na≈−53, K≈−48...குழுவில் கீழ் நோக்கிக் குறைந்துகொண்டே செல்கிறது). (2) சரி -- Li வளியில் எரியும்போது Li₂O உம் Li₃N உம் என இரண்டு விளைபொருட்களைத் தரும் (Li மாத்திரமே N₂ உடன் நேரடியாகத் தாக்கும் கூட்டம் I மூலகம்). (3) சரி -- LiNO₃ சிதைவு: 4LiNO₃→2Li₂O+4NO₂+O₂ (NO₂, O₂ எனும் இரு வாயுக்கள்); Li₂CO₃→Li₂O+CO₂ (CO₂ மாத்திரம், ஒரு வாயு). (4) பிழையானது -- உண்மையில் Li கூட்டம் I இல் மிக வலிமையான உலோகப் பிணைப்பை உடையது (உருகுநிலை: Li=180°C, Na=98°C, K=64°C, Rb=39°C, Cs=28°C -- குழுவில் கீழ்நோக்கிக் குறைகிறது, சிறிய அணு ஆரையே Li இற்கு வலிமையான பிணைப்பைத் தருகிறது). (5) சரி -- Li சுவாலைச் சோதனையில் கிரிம்சன்/சிவப்பு நிறம் தரும்.
63. 🟢 2021(2022)/P1/Q27 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
அமிலச் சூழலில், Fe(NO₂)₂ இன் ஒரு மோலுடன் முழுமையாகத் தாக்கம் புரிவதற்குத் தேவையான KMnO₄ இன் மோல்களின் எண்ணிக்கை யாது? (குறிப்பு: அமிலச் சூழல் காரணமாக NO₂⁻ இழப்பைப் புறக்கணிக்க.)
(1) 5/4 (2) 5/3 (3) 3/5 (4) 4/5 (5) 1
விடை: (5) 1. Fe(NO₂)₂ இல் Fe²⁺ (1 mol) உம் NO₂⁻ (2 mol) உம் -- இரண்டுமே அமிலச் சூழலில் KMnO₄ ஆல் ஒட்சியேற்றப்படும்:
Fe²⁺→Fe³⁺+e⁻ (1 e⁻/Fe²⁺); NO₂⁻+H₂O→NO₃⁻+2H⁺+2e⁻ (2 e⁻/NO₂⁻, N: +3→+5).
மொத்த இழக்கப்படும் e⁻ = 1(Fe²⁺)+2×2(2NO₂⁻) = 1+4 = 5 e⁻.
MnO₄⁻+8H⁺+5e⁻→Mn²⁺+4H₂O (5 e⁻/KMnO₄).
மோல் KMnO₄ = 5÷5 = 1.
64. 🟢 2021(2022)/P1/Q29 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி (உத்தியோகபூர்வமாக (3) அல்லது (4) இரண்டும் ஏற்கப்பட்டன)
குரோமியம் (Cr), அதன் சேர்வைகள் தொடர்பாக சரியான கூற்றைத் தெரிவுசெய்க.
(1) K₂CrO₄ இன் நீர்க்கரைசல் நீர்த்த H₂SO₄ உடன் பரிகரிக்கப்படும்போது நிற மாற்றம் அவதானிக்கப்படாது.
(2) Cr இன் மின்னெதிர்த்தன்மை Co இனுடையதை விட அதிகமாகும்.
(3) Cr(H₂O)₆²⁺ இன் நீர்க்கரைசலுடன் மிகையான NaOH சேர்த்து, தொடர்ந்து H₂O₂ சேர்க்கும்போது ஒரு மஞ்சள் நிறமுள்ள கரைசல் கிடைக்கும்.
(4) Cr₂O₃ காரப் பண்புகளைக் காட்டுகின்றது.
(5) அமிலமாக்கப்பட்ட K₂Cr₂O₇ கரைசலினுள் H₂S வாயு செலுத்தப்படும்போது ஒரு தெளிவான பச்சை நிறமுள்ள கரைசல் அவதானிக்கப்படும்.
விடை: உத்தியோகபூர்வமாக (3) அல்லது (4) இரண்டும் ஏற்கப்பட்டன. (1) தவறு -- CrO₄²⁻(மஞ்சள்)+H⁺⇌Cr₂O₇²⁻(செம்மஞ்சள்) என்னும் தெளிவான, கிளாசிக் நிற மாற்றம் நடைபெறும். (2) தவறு -- Pauling மின்னெதிர்த்தன்மை Cr≈1.66, Co≈1.88 -- Cr < Co. (5) தவறு -- Cr₂O₇²⁻+H₂S தாக்கம் Cr³⁺(பச்சை) தருமெனினும், அதே நேரம் S(s) வீழ்படிவும் உருவாகி கரைசலைக் கலங்கலாக்கும் (தெளிவற்றது). (3), (4) இரண்டும் சர்ச்சைக்குரியவை -- Cr²⁺ (அசாதாரண, நிலையற்ற ஒட்சியேற்ற நிலை) இன் ஐதரொக்சைட்டு Cr³⁺ இன் ஈரியல்பு Cr(OH)₃ போலன்றி முழுமையாக ஈரியல்புத்தன்மை காட்டாது எனக் கருதப்படுகிறது, மேலும் Cr₂O₃ பொதுவாக ஈரியல்புத் தன்மை உடையது (காரம் மாத்திரமல்ல) எனப் பாடநூல்கள் விவரிக்கின்றன -- இதனாலேயே பரீட்சை இணைப்புக்குழு இரு விடைகளையும் ஏற்றுக்கொண்டிருக்கலாம்.
65. 🟢 2021(2022)/P1/Q41 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: MnO₄⁻ இன் அமிலக் கரைசல் H₂O₂ உடன் பரிகரிக்கப்படும்போது, O₂ வெளிவிடப்பட்டு நிறமற்றதாகின்றது; ஆனால் Fe²⁺ இன் அமிலக் கரைசல் H₂O₂ உடன் பரிகரிக்கப்படும்போது மஞ்சள்-கபில நிறமாகின்றது.
இரண்டாம் கூற்று: அமிலச் சூழலில் H₂O₂ ஒட்சியேற்றியாகவும் ஒடுக்கியாகவும் இரண்டிற்கும் செயற்பட முடியும்.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம். முதலாம் கூற்று சரி -- MnO₄⁻+H₂O₂ இல் H₂O₂ ஒரு ஒடுக்கியாகச் செயற்பட்டு Mn²⁺(நிறமற்றது)+O₂ தரும்; Fe²⁺+H₂O₂ இல் H₂O₂ ஒரு ஒட்சியேற்றியாகச் செயற்பட்டு Fe³⁺(மஞ்சள்-கபில) தரும். இரண்டாம் கூற்று சரி, மற்றும் சரியான விளக்கம் -- இவ்விரு அவதானிப்புகளும் துல்லியமாக H₂O₂ இன் இரட்டை ஒட்சியேற்ற/ஒடுக்க இயல்பை (இடைநிலை -1 ஒட்சியேற்ற எண் காரணமாக) எடுத்துக்காட்டுகின்றன.
66. 🟢 2021(2022)/P1/Q43 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: Cl₂ வாயு நீருடன் தாக்கும்போது HOCl(aq), HCl(aq) தந்து விகிதவீனமடைகின்றது (disproportionation).
இரண்டாம் கூற்று: குளோரினின் ஒட்சிஅமிலங்களிடையே HOCl மிக அதிக ஒட்சியேற்றும் தன்மையை உடையது.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று. முதலாம் கூற்று சரி -- Cl₂+H₂O⇌HOCl+HCl (Cl: 0→+1 ஒரு பகுதியிலும், 0→−1 மற்றொரு பகுதியிலும், உண்மையான விகிதவீனமாதல்). இரண்டாம் கூற்று சரி -- நடைமுறை/இயக்கவியல் அடிப்படையில், HOCl (+1) குளோரினின் ஒட்சிஅமிலங்களுள் மிக அதிக ஒட்சியேற்றும் திறனைக் கொண்டது (உயர் ஒட்சியேற்ற நிலைத் தனிமங்கள் பெரும்பாலும் இயக்கவியல் அசைவற்றவை). ஆனால் இது சரியான விளக்கமன்று -- HOCl இன் ஒட்சியேற்றும் திறன் ஒரு தனித்துவமான, தொடர்பற்ற பண்பாகும்; இது Cl₂-நீர் விகிதவீனமாதலுக்கான காரணத்தை நேரடியாக விளக்காது.
67. 🟢 2021(2022)/P1/Q47 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: Solvay செயன்முறையால் Na₂CO₃ உற்பத்தியில் முதன்மையான உபவிளைபொருள் CaCl₂ ஆகும்.
இரண்டாம் கூற்று: Solvay செயன்முறையில் NH₃ ஐ மீளுருவாக்குவதற்கு CaO பயன்படுத்தப்படுகின்றது.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம். முதலாம் கூற்று சரி -- Solvay செயன்முறையின் முக்கிய உபவிளைபொருள் உண்மையிலேயே CaCl₂ ஆகும். இரண்டாம் கூற்று சரி, மற்றும் சரியான விளக்கம் -- CaO உருகிய Ca(OH)₂ ஆக்கப்பட்டு, NH₄Cl கரைசலுடன் தாக்கி NH₃ ஐ மீளுருவாக்குகிறது: 2NH₄Cl+Ca(OH)₂→CaCl₂+2NH₃+2H₂O -- இதுவே CaCl₂ உபவிளைபொருளின் நேரடி மூலமே.
69. 🟢 2025/P1/Q39 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
ஐதரசன் ஆலைடுகள் தொடர்பாக பின்வருவனவற்றுள் சரியானது/சரியானவை எவை/எது?
(a) ஐதரசன் ஆலைடுகள் நீரில் அமிலத்தன்மையுடையவை.
(b) ஐதரசன் ஆலைடுகளின் பிணைப்புப் பிரிகை வெப்பவுள்ளுறைகள் கூட்டத்தில் இறங்கும்போது குறையும்.
(c) ஐதரசன் ஆலைடுகளின் அமிலத்தன்மை வலிமை கூட்டத்தில் இறங்கும்போது குறையும்.
(d) ஐதரசன் ஆலைடுகளின் பிணைப்பு நீளம் கூட்டத்தில் இறங்கும்போது குறையும்.
(1) (a),(b) மாத்திரம் சரி (2) (b),(c) மாத்திரம் சரி (3) (c),(d) மாத்திரம் சரி (4) (d),(a) மாத்திரம் சரி (5) வேறு எண்/சேர்மானம் சரி
விடை: (1) (a),(b) மாத்திரம் சரி.
(a) சரி -- எல்லா HX உம் நீரில் கரைந்து அமிலத் தன்மை காட்டும் (HF பலவீன அமிலம், HCl/HBr/HI வலிமையான அமிலங்கள்).
(b) சரி -- பிணைப்புப் பிரிகை வெப்பவுள்ளுறை HF>HCl>HBr>HI (~565,431,366,299 kJ/mol) -- கூட்டத்தில் இறங்கும்போது பிணைப்பு நீளம் அதிகரித்து, ஓபிற்றல் மேற்பொருந்தல் குறைந்து, பிணைப்பு பலவீனமாகும்.
(c) தவறு -- அமிலத்தன்மை வலிமை உண்மையில் கூட்டத்தில் இறங்கும்போது அதிகரிக்கும் (HF பலவீனம், HI மிக வலிமையானது) -- பலவீனமான H-X பிணைப்பு எளிதாக அயனாக்கத்திற்கு உட்படுவதே இதற்குக் காரணம்.
(d) தவறு -- பிணைப்பு நீளம் உண்மையில் கூட்டத்தில் இறங்கும்போது அதிகரிக்கும் (பெரிய அலசன் அணு ஆரை: HF<HCl<HBr<HI).
எனவே (a),(b) சரி → (1).
70. 🟢 2017/P1/Q8 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
கார உலோகங்கள் (alkali metals) மற்றும் காரக்கல் உலோகங்கள் (alkaline earth metals) தொடர்பாக பின்வருவனவற்றுள் தவறான கூற்று எது?
(1) காரக்கல் உலோகங்களால் உருவாக்கப்படும் எல்லா ஐதராக்சைட்டுகளும் வலிமையான காரங்கள்.
(2) கார உலோக ஐதராக்சைட்டுகளின் கரைதிறன் கூட்டத்தில் இறங்கும்போது அதிகரிக்கும். (3) எல்லா காரக்கல் உலோகங்களும் அதிக வெப்பநிலையில் N₂ வாயுவுடன் வினைபுரியும்.
(4) அதே ஆவர்த்தனத்தில் காரக்கல் உலோகங்களின் உருகுநிலைகள் கார உலோகங்களை விட அதிகம்.
(5) அதே ஆவர்த்தனத்தில் கார உலோகங்களின் இரண்டாம் அயனாக்கற் சக்திகள் காரக்கல் உலோகங்களை விட மிக அதிகம்.
விடை: (1).
(1) சரி -- Be உட்பட எல்லா காரக்கல் உலோகங்களும் அதிக வெப்பநிலையில் நைத்திரைடு (M₃N₂) உருவாக்கும்.
(2) சரி -- காரக்கல் உலோகங்களில் 2 இணைதிறன் இலத்திரன்கள் (Na mp≈98°C vs Mg mp≈650°C) -- வலிமையான உலோகப் பிணைப்பு.
(3) சரி -- கார உலோகத்தின் 2ஆம் இலத்திரனை நீக்குவது நிலைப்பான உன்னத வாயு அமைப்பை உடைப்பதால் மிக அதிக சக்தி தேவை.
(4) தவறு -- Be(OH)₂ ஓர் ஈரியல்பு (amphoteric) ஐதராக்சைட்டு, வலிமையான காரம் அல்ல -- "எல்லாம்" எனல் தவறு.
(5) சரி -- LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH கரைதிறனில்.
எனவே (4).
71. 🟢 2017/P1/Q20 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
கந்தகமும் அதன் சேர்வைகளும் தொடர்பாக பின்வருவனவற்றுள் தவறான கூற்று எது?
(1) S ஒரு அலோகம், ஒட்சியேற்ற எண் −2 முதல் +6 வரை.
(2) S செறிந்த H₂SO₄ உடன் வினைபுரிந்து SO₃ ஒன்றை விளைபொருளாகத் தரும்.
(3) SO₂ ஒட்சியேற்றியாகவும் ஒடுக்கியாகவும் செயல்படும்.
(4) அதிக அளவு S எரிப்பது அமில மழைக்குப் பங்களிக்கும்.
(5) செறிந்த H₂SO₄ வலிமையான அமிலமாகவும், ஒட்சியேற்றியாகவும், நீரகற்றியாகவும் செயல்படும்.
விடை: (2).
S + 2H₂SO₄(செறிந்த) → 3SO₂ + 2H₂O -- இவ்வினையில் S ஆனது SO₂ ஆகவே ஒட்சியேற்றமடைகிறது, SO₃ அல்ல; H₂SO₄ ஒடுக்கப்பட்டு SO₂ ஆகின்றது.
மற்றவை அனைத்தும் (1),(3),(4),(5) சரியான, நன்கறியப்பட்ட உண்மைகள்.
எனவே தவறான கூற்று (2).
72. 🟢 2017/P1/Q22 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
3d-தொகுதி மூலகங்கள் தொடர்பாக பின்வருவனவற்றுள் தவறான கூற்று எது?
(1) எல்லா 3d-தொகுதி மூலகங்களிலும் Zn இன் உருகுநிலை மிகக் குறைவு.
(2) V இன் நேர் ஒட்சியேற்ற நிலைகள் +2 முதல் +5 வரை பரவியுள்ளன. (3) Sc, Ti, Zn மாறு இணைதிறனைக் காட்டாதவை.
(4) 3d-தொகுதி மூலகங்கள் நல்ல தொழிற்சாலை வினையூக்கிகள்.
(5) Mn அமிலத்தன்மை, ஈரியல்பு, காரத்தன்மையுடைய ஒட்சைட்டுகளை உருவாக்கும்.
விடை: (3).
(1) தவறு -- Sc (+3 மாத்திரம்) மற்றும் Zn (+2 மாத்திரம்) மாறா இணைதிறன் காட்டினாலும், Ti மாறு இணைதிறன் காட்டும் (Ti²⁺, Ti³⁺, Ti⁴⁺ அனைத்தும் அறியப்பட்டவை) -- "மூன்றும் காட்டாது" எனல் தவறு.
(2)-(5) அனைத்தும் சரி -- நன்கறியப்பட்ட 3d-தொகுதிப் பண்புகள்.
எனவே (1).
73. 🟢 2017/P1/Q44 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: குரூப் II சல்பேட்டுகளினதும் கார்பனேட்டுகளினதும் கரைதிறன் கூட்டத்தில் இறங்கும்போது குறையும், ஆனால் ஐதராக்சைட்டுகளுக்கு இதற்கு நேர்மாறு காணப்படும்.
இரண்டாம் கூற்று: ஓர் அயனிச் சேர்வையின் கரைதிறன் அதன் நீரேற்றச் சக்தியை மாத்திரம் பொறுத்தது.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (3) -- முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு.
முதலாம் கூற்று சரி -- BeSO₄>MgSO₄>CaSO₄>SrSO₄>BaSO₄ (சல்பேட்/கார்பனேட் கரைதிறன் இறங்கும்), ஆனால் Be(OH)₂<Mg(OH)₂<Ca(OH)₂<Sr(OH)₂<Ba(OH)₂ (ஐதராக்சைட் கரைதிறன் அதிகரிக்கும்) -- நன்கறியப்பட்ட நேர்மாறு போக்கு.
இரண்டாம் கூற்று தவறு -- கரைதிறன் நீரேற்றச் சக்தி மற்றும் லேட்டிஸ் சக்தி ஆகிய இரண்டையும் பொறுத்தது (ΔH_கரைதல் ≈ லேட்டிஸ் சக்தி − நீரேற்றச் சக்தி); "மாத்திரம் நீரேற்றச் சக்தி" எனல் லேட்டிஸ் சக்தியின் பங்கைப் புறக்கணிக்கும் தவறான கூற்று.
எனவே (3).
74. 🟢 2017/P1/Q50 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: d-தொகுதி மூலகங்களின் உருகுநிலைகள் s-தொகுதி மூலகங்களை விட அதிகம்.
இரண்டாம் கூற்று: d-தொகுதி மூலகங்களில் உலோகப் பிணைப்பு உருவாவதில் d மற்றும் s இலத்திரன்கள் இரண்டும் இடப்பெயர்வுறுதலில் (delocalization) பங்குபற்றும்.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (1) -- இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று சரியான விளக்கம் -- ஆனால் உத்தியோகபூர்வ திட்டத்தில் Zn/Cd/Hg போன்ற விதிவிலக்குகள் காரணமாக அனைத்து தெரிவுகளும் ஏற்கப்பட்டன.
முதலாம் கூற்று பொதுவாகச் சரி -- Fe, W போன்ற d-தொகுதி உலோகங்களின் உருகுநிலை Na, Ca போன்ற s-தொகுதி உலோகங்களை விட மிக அதிகம் (எ.கா. W mp≈3422°C vs Ca mp≈842°C).
இரண்டாம் கூற்று சரி, சரியான விளக்கம் -- d-தொகுதியில் s மற்றும் d இலத்திரன்கள் இரண்டும் "இலத்திரன் கடல்" இடப்பெயர்வில் பங்குபற்றி வலிமையான உலோகப் பிணைப்பைத் தருகின்றன; s-தொகுதியில் s இலத்திரன்கள் மாத்திரமே பங்குபற்றும்.
விதிவிலக்கு குறிப்பு: Zn, Cd, Hg (நிரம்பிய d¹⁰) குறைந்த உருகுநிலை கொண்டவை, சில s-தொகுதி உலோகங்களை விடக் குறைவு -- இக்காரணத்தால் "எல்லா d-தொகுதி" எனும் முழுமுற்றான கூற்றில் உள்ள சிக்கலை உணர்ந்து உத்தியோகபூர்வ திட்டம் அனைத்துத் தெரிவுகளையும் ஏற்றுக்கொண்டது.
எனவே (1) (அல்லது உத்தியோகபூர்வமாக, அனைத்தும்).
பகுதி II — கட்டமைப்பு வினாக்கள்
அனைத்துப் படிகளையும் காட்டி, மாதிரி விடையுடன் ஒப்பிடுக.
(அ) கூட்டம் 1 மூலகங்களின் தாக்கத்திறன் கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கி அதிகரிப்பதற்குக் காரணம் தருக. (ஆ) கூட்டம் 1 உலோகங்கள் ஒட்சிசனுடன் எரியும்போது தரும் மூன்று வகை ஒட்சைட்டுகளை, உரிய மூலகங்களுடன் கூறுக. (இ) கூட்டம் 2 இன் காபனேற்றுகளின் வெப்பவுறுதி கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கி அதிகரிப்பதை விளக்குக.
(ஆ) லிதியம் சாதாரண ஒட்சைட்டை (Li₂O, O இன் ஒட்சியேற்ற நிலை −2) தருகின்றது; சோடியம் பரவொட்சைட்டை (Na₂O₂, O இன் ஒட்சியேற்ற நிலை −1) தருகின்றது; பொட்டாசியம், ருபீடியம், சீசியம் சுப்பர் ஒட்சைட்டை (MO₂) தருகின்றன.
(இ) கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது கற்றயனின் பருமன் அதிகரிப்பதால் அதன் ஏற்ற அடர்த்தியும் முனைவாக்கும் வலுவும் குறைகின்றன. குறைவாக முனைவாக்கப்பட்ட காபனேற்று அயன் இலகுவாகப் பிரிகையடைவதில்லை; எனவே வெப்பவுறுதி அதிகரிக்கின்றது (BeCO₃ குறைந்த உறுதி, BaCO₃ கூடிய உறுதி).
(அ) ஈரியல்புப் பதார்த்தம் (amphoteric substance) என்றால் என்ன? (ஆ) அலுமினியம் ஐதான ஐதரோகுளோரிக் அமிலத்துடனும் சோடியம் ஐதரொட்சைட்டுக் கரைசலுடனும் தாக்கமடையும் தாக்கங்களுக்கான ஈடுசெய்யப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தருக. (இ) அலுமினியத்தின் மேற்பரப்பில் உருவாகும் Al₂O₃ படையின் பணியைக் கூறுக.
(ஆ) அமிலப் பாதை : 2Al(s) + 6HCl(aq) → 2AlCl₃(aq) + 3H₂(g)
காரப் பாதை : 2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H₂O(l) → 2Na[Al(OH)₄](aq) + 3H₂(g)
(இ) அலுமினியத்தின் வெளிக்காட்டப்படும் மேற்பரப்பில் உருவாகும் மெல்லிய Al₂O₃ படை ஊடுபுகவிடாததாகும்; அது உள்ளே உள்ள உலோகம் மேலும் ஒட்சிசனுடன் தாக்கமடைவதைத் தடுக்கின்றது. பாதுகாப்புப் படையால் உலோகம் இவ்வாறு தடைபடுதல் இடைநிறுத்தம் (passivation) எனப்படுகின்றது; இதனாலேயே அலுமினியம் வளியில் தாக்கமற்ற மூலகமாகத் தோன்றுகின்றது.
(அ) ஈர்நைதரசன் (N₂) அறை வெப்பநிலையில் மிகக் குறைந்த தாக்கத்திறன் கொண்டிருப்பதற்குக் காரணம் தருக. (ஆ) ஐதான மற்றும் செறிந்த நைத்திரிக் அமிலம் செம்புடன் தாக்கமடையும் தாக்கங்களுக்கான ஈடுசெய்யப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தந்து, வெளிவரும் வாயுக்கள் வேறுபடுவதற்குக் காரணம் கூறுக. (இ) நைதரசு அமிலத்தின் (HNO₂) இருவழிவிகாரத் தாக்கத்தை எழுதுக.
(ஆ) ஐதான HNO₃ : 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
செறிந்த HNO₃ : Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
நைத்திரிக் அமிலம் ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் அமிலமாதலால் ஐதரசன் வாயு வெளிவருவதில்லை. ஐதான அமிலம் குறைவாக ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு NO ஐயும், செறிந்த அமிலம் அதிகமாக ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு NO₂ ஐயும் தருகின்றது.
(இ) 3HNO₂(aq) → HNO₃(aq) + 2NO(g) + H₂O(l) — இங்கு +3 நிலையில் உள்ள நைதரசன் ஒரு பகுதி +5 க்கு (HNO₃) ஒட்சியேற்றமும், மறுபகுதி +2 க்கு (NO) ஒட்சிஇறக்கமும் அடைகின்றது.
(அ) இருவழிவிகாரம் (disproportionation) என்றால் என்ன? (ஆ) குளிர், ஐதான NaOH உடனும் சூடான, செறிந்த NaOH உடனும் குளோரின் தாக்கமடையும் தாக்கங்களுக்கான ஈடுசெய்யப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தந்து, ஒவ்வொன்றிலும் குளோரினின் ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றத்தைக் காட்டுக. (இ) குளோரின் நீருடன் தாக்கமடையும் தாக்கத்தை எழுதி, அது ஏன் ஒரு மீளும் தாக்கம் என்பதைக் கூறுக.
(ஆ) குளிர், ஐதான : Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaOCl + H₂O (Cl : 0 → −1 மற்றும் 0 → +1)
சூடான, செறிந்த : 3Cl₂ + 6NaOH → 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O (Cl : 0 → −1 மற்றும் 0 → +5)
(இ) Cl₂(g) + H₂O(l) ⇌ HCl(aq) + HOCl(aq). இது ஒரு மீளும் தாக்கம்; விளைவுகள் மீண்டும் தாக்கிகளாக மாறக்கூடியதால் சமநிலை அம்புக்குறி (⇌) பயன்படுத்தப்படுகின்றது. உருவாகும் HOCl ஒளியின் முன்னிலையில் சிதைவடைந்து ஒட்சிசனை விடுவிப்பதால் குளோரின் நீர் நிறம் நீக்கும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.
(அ) மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தின் குறுக்காக இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும்போது உலோக இயல்பு குறைவதற்குக் காரணம் தருக. (ஆ) Na₂O, Al₂O₃, SO₃ ஆகிய ஒட்சைட்டுகளின் அமில-மூல இயல்பை வரிசையாகக் கூறி, ஒவ்வொன்றுக்கும் ஒரு தாக்கச் சமன்பாட்டைத் தருக. (இ) NaH நீருடன் தாக்கமடையும் தாக்கத்தில் ஐதரசனின் ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றத்தைக் குறிப்பிடுக.
(ஆ) Na₂O மூல ஒட்சைட்டு : Na₂O + 2HCl → 2NaCl + H₂O.
Al₂O₃ ஈரியல்பு ஒட்சைட்டு : Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O (மூலமாக); Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄] (அமிலமாக).
SO₃ அமில ஒட்சைட்டு : SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O.
(இ) NaH(s) + H₂O(l) → NaOH(aq) + H₂(g). NaH இல் ஐதரசனின் ஒட்சியேற்ற எண் −1; H₂ இல் அது 0. எனவே ஐதரசன் −1 இலிருந்து 0 க்கு ஒட்சியேற்றமடைகின்றது.
(அ) தாண்டல் மூலகத்தின் வரைவிலக்கணத்தைத் தந்து, Zn ஏன் தாண்டல் மூலகமாகக் கருதப்படுவதில்லை என்பதை விளக்குக. (ஆ) தாண்டல் மூலகங்கள் பல ஒட்சியேற்ற நிலைகளைக் காட்டுவதற்குக் காரணம் கூறுக. (இ) [Cu(NH₃)₄]²⁺ எனும் சிக்கல் அயனின் பெயரை விதிகளுடன் தருக.
(ஆ) தாண்டல் மூலகங்களில் 4s, 3d ஓபிற்றல்களின் சக்தி மட்டங்கள் நெருக்கமாக இருப்பதால், பிணைப்பில் வேறுபட்ட எண்ணிக்கையான இலத்திரன்கள் பங்கேற்க முடிகின்றது; எனவே அவை பல ஒட்சியேற்ற நிலைகளில் உறுதியான கற்றயன்களை உருவாக்குகின்றன.
(இ) நான்கு NH₃ இணையிகள் → tetraammine; சிக்கல் கற்றயனாதலால் உலோகத்தின் ஆங்கிலப் பெயரே பயன்படுகின்றது → copper; NH₃ நடுநிலை இணையி, சிக்கல் ஏற்றம் +2 ஆதலால் Cu இன் ஒட்சியேற்ற எண் +2. பெயர்: tetraamminecopper(II) ion.
பின்வரும் ஒவ்வொரு சேர்வையும் H₂O உடன் தாக்கம் புரியும்போது பெறப்படும் விளைபொருட்களுக்கு சமப்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக: (i) CaC₂ (ii) Mg₃N₂ (iii) BiCl₃ (iv) AlH₃
(ii) Mg₃N₂(s) + 6H₂O(l) → 3Mg(OH)₂(s) + 2NH₃(g) (மக்னீசியம் நைத்திரைட்டு → அமோனியா வாயு)
(iii) BiCl₃(s) + H₂O(l) → BiOCl(s)↓ + 2HCl(aq) (பிஸ்மத் ஆக்சிகுளோரைட்டு வெண்மையான படிவு — பிஸ்மத்(III) குளோரைட்டின் தனித்துவ நீராற்பகுப்பு)
(iv) AlH₃(s) + 3H₂O(l) → Al(OH)₃(s) + 3H₂(g) (அலுமினியம் ஐதரைட்டு → ஐதரசன் வாயு)
A, B, C, D, E ஆகியன இணைப்புச் சேர்வைகளாகும். அவற்றுக்கு ஓர் எண்முகக்
கேத்திரகணிதம் (octahedral geometry, 6-ஒருங்கிணைவு எண்) உண்டு. Na⁺,
Cu⁺, Cu²⁺, Br⁻, NH₃ எனும் பட்டியலிலிருந்து உகந்த இனங்களைத்
தெரிந்தெடுத்து, இந்த இணைப்புச் சேர்வைகளின் கட்டமைப்புச் சூத்திரங்களைத்
தருக (குறிப்பு: ஒரு சிக்கலயனில் ஓர் உலோக அயனுடன் பல வகை இணையிகள்
இணைக்கப்பட்டிருக்கலாம்):
A: உலோக அயனுடன் இரு வகையான இணையிகளின் சம எண்ணிக்கைகள்
இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அதன் சிக்கலயனுக்கு −1 ஏற்றம் உள்ளது.
B: உலோக அயனுடன் இணையிகளின் இரு வகைகள் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.
B இன் ஒரு நீர்க் கரைசலுடன் AgNO₃(aq) சேர்க்கப்படும்போது, செறிந்த
NH₄OH இக் கரைசலுக்குக் கூட்டப்படும்போது ஓர் இளம் மஞ்சள் வீழ்படிவு
உண்டாகின்றது.
C, D: C உம் D உம் ஒரே மூலகங்களைக் கொண்டுள்ளன. எனினும் C இன்
சிக்கலயனிற்கு −2 ஏற்றம் இருக்கும் அதேவேளை, D இன் அந்த அயனிற்கு
−3 ஏற்றம் உள்ளது.
E: உலோக அயனுடன் ஓர் இணையி வகை மாத்திரம் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
நீர்க் கரைசலில் E இரு அயன்களைத் தருகின்றது.
பின்னர், E இன் IUPAC பெயரைத் தருக.
B = [CuBr(NH₃)₅]Br. சிக்கலயனுக்குள் 1 Br⁻ (உள்ளிணைந்தது) + 5 NH₃ — Cu²⁺+(−1)+5(0)=+1 ஏற்றம்; நடுநிலைத் தன்மைக்கு ஒரு சுதந்திர Br⁻ (சிக்கலயனுக்கு வெளியே) தேவை. இந்தச் சுதந்திர Br⁻ மட்டுமே AgNO₃ உடன் உடனடியாகத் தாக்கமுற்று AgBr இன் இளம் மஞ்சள் வீழ்படிவைத் தரும் (உள்ளிணைந்த Br⁻ சுதந்திரமற்றது, நேரடியாகத் தாக்காது) — இதுவே B இல் இரு வேறுபட்ட வகை Br⁻ இருப்பதற்கான சோதனைச் சான்று.
C = Na₂[CuBr₄(NH₃)₂] (Cu²⁺+4(−1)+2(0)=−2) அல்லது Na₂[CuBr₃(NH₃)₃] (Cu⁺+3(−1)+3(0)=−2) — இரண்டுமே −2 ஏற்றத்தை நிறைவு செய்கின்றன.
D = Na₃[CuBr₄(NH₃)₂] (Cu⁺+4(−1)+2(0)=−3) அல்லது Na₃[CuBr₅(NH₃)] (Cu²⁺+5(−1)+1(0)=−3) — இரண்டுமே −3 ஏற்றத்தை நிறைவு செய்கின்றன.
E = [Cu(NH₃)₆]Br. ஒரே ஒரு இணையி வகை (NH₃ மட்டும், 6 ஒருங்கிணைவு) — Cu⁺+6(0)=+1 சிக்கலயன் ஏற்றம், நடுநிலைத் தன்மைக்கு ஒரு சுதந்திர Br⁻ தேவை. நீரில் [Cu(NH₃)₆]⁺ உம் Br⁻ உம் எனும் இரு அயன்களாகப் பிரிகின்றது.
E இன் IUPAC பெயர்: Cu இன் ஏற்றம் +1 என்பதால் — hexaamminecopper(I) bromide.
(இக் கேள்வியின் முந்தைய பகுதிகளில் தொடர்ச்சியான குறிப்புகளிலிருந்து X = NH₃ என இனங்காணப்பட்டுள்ளது; அத் தொடக்க இனங்காணல் தொடர் இங்கு மீள்உருவாக்கப்படவில்லை — இப் பகுதி X = NH₃ எனக் கொண்டு தொடர்கின்றது.) I. மிகையான Cl₂(g) உடன் X ஐத் தாக்கம் புரியச் செய்யும்போது ஒரு விளைபொருளாகச் சேர்வை Y உண்டாகின்றது. இத்தாக்கத்திற்குரிய சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக. II. Y ஐ நீருடன் தாக்கம் புரியச் செய்யும்போது நீரைத் தொற்றுநீக்குவதற்குப் (disinfect) பயன்படுத்தத்தக்க ஒரு சேர்வை உண்டாகின்றது. நீருடன் Y இன் தாக்கத்திற்குரிய சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக. III. X ஐ இனங்காண்பதற்குரிய ஓர் இரசாயனச் சோதனையை அதன் அவதானிப்புடன் தருக.
3Cl₂(g) + NH₃(g) → 3HCl(g) + NCl₃(l).
II. NCl₃ நீருடன் நீராற்பகுப்புற்று, தொற்றுநீக்கத்திற்குப் பயன்படும் ஐப்போகுளோரசு அமிலத்தையும் (HOCl) NH₃ ஐயும் மீளத் தருகின்றது:
NCl₃(l) + 3H₂O(l) → NH₃(g) + 3HOCl(aq).
III. சோதனை: செறிந்த HCl உடன் X ஐத் தாக்கம் புரியச் செய்தல். அவதானிப்பு: வெண்தூமம் (வெண்மையான புகை) உருவாகும் (NH₃(g)+HCl(g)→NH₄Cl(s), வெண்மையான திண்ம NH₄Cl நுண்துகள்கள் காற்றில் புகையாகத் தோன்றும்).
மாற்றுச் சோதனை: நெஸ்லரின் சோதனைப் பொருளினூடு X ஐக் குமிழ்த்தல். அவதானிப்பு: கபில நிற வீழ்படிவு/நிறமாற்றம் உருவாகும்.
(அ) A ஆனது நீரிற் கரையத்தக்க வெண்ணிறமுள்ள ஒரு சேர்வையாகும். அது விகிதம் 4:2:3 இல் உள்ள மூன்று மூலகங்களைக் (அணுத் திணிவுகள் அதிகரிக்கும் வரிசையில்) கொண்டுள்ளது; ஒவ்வொரு மூலகத்தினதும் அணுவெண் 20 இலும் குறைந்தது; இவற்றில் இரு மூலகங்கள் p-தொகுப்புக்கு உரியவை. A ஐ வெப்பமாக்கும்போது நிறமற்ற, நச்சியல்பற்ற, நடுநிலையான, நேர்கோட்டுக் கட்டமைப்புள்ள ஒரு மூவணு வாயு வெளிவரும்; A ஒரு வளமாக்கியாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது. A ஐ இனங்காண்க. (ஆ) B உம் நீரிற் கரையத்தக்க வெண்ணிறமுள்ள ஒரு சேர்வையாகும் — A இன் அதே மூன்று மூலகங்களை 4:2:2 விகிதத்தில் கொண்டுள்ளது. B ஐ வெப்பமாக்கும்போது உயர் பிணைப்புக் கூட்டப்பிரிகைச் சக்தி உள்ள ஓர் ஒரின ஈரணு வாயு வெளிவரும் — இவ்வாயு திரவமாக்கிய வளியைப் பகுதிடக் காய்ச்சி வடித்தல் மூலம் கைத்தொழில்ரீதியில் பெறப்படுகின்றது. B ஐ இனங்காண்க. (இ) C ஆனது வெண்ணிறமுள்ள ஓர் அயன் சேர்வையாகும் — நான்கு மூலகங்களை (A,B இன் மூன்றும் + ஒன்று புதியது) 8:2:4:1 விகிதத்தில் கொண்டுள்ளது. C ஐ வெப்பமாக்கும்போது வலிமையான மணமுள்ள நிறமற்ற மூல வாயு X உம் ஒரு வன்மையிலமும் உண்டாகின்றன; C இன் நீர்க் கரைசலுடன் BaCl₂(aq) சேர்க்கும்போது, ஐதான HCl இற் கரையாத வெண்மையான வீழ்படிவு கிடைக்கின்றது. C ஐ இனங்காண்க. (ஈ) D உம் வெண்ணிறமுள்ள ஓர் அயன் சேர்வையாகும் — A,B,C இன் மூன்றும் + ஒன்று புதிய மூலகத்தை 8:1:2:3 விகிதத்தில் கொண்டுள்ளது. D ஐ வெப்பமாக்கும்போது X உம் சுண்ணாம்பு நீரைப் பால்நிறமாக மாற்றும் ஒரு வாயுவும் கிடைக்கின்றன. D ஐ இனங்காண்க. (உ) E ஒரு வன்னமிலமாகும் — A,B இன் அதே மூலகங்களை 3:1:1 விகிதத்தில் கொண்டுள்ளது; ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் காரணி; X ஐப் பயன்படுத்தி (ஓஸ்வால்ட் முறையால்) உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றது. E ஐ இனங்காண்க. (ஊ) A,B,C,D ஆகியவற்றை வெப்பமாக்கும்போது நடைபெறும் தாக்கங்களுக்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக.
A = NH₄NO₃ (H:N:O = 8H:2N:3O = 4:2:3 ✓; வெப்பச் சிதைவில் நேர்கோட்டு மூவணு N₂O வாயு வெளியேறும்; உரமாகப் பயன்படும்).
B = NH₄NO₂ (H:N:O = 4:2:2 ✓; வெப்பச் சிதைவில் N₂ வாயு (உயர் பிணைப்புச் சக்தி, N≡N ≈945 kJ/mol) வெளியேறும் — காற்றின் பகுதிடக் காய்ச்சி வடிப்பிலும் N₂ பெறப்படுகின்றது).
C = (NH₄)₂SO₄ (H:N:O:S = 8:2:4:1 ✓; வெப்பமாக்கும்போது NH₃(g) (=X) உம் H₂SO₄(g) உம் தருகின்றது).
D = (NH₄)₂CO₃ (H:C:N:O = 8:1:2:3 ✓; வெப்பமாக்கும்போது NH₃(g) (=X), CO₂(g) (சுண்ணாம்பு நீரைப் பால்நிறமாக்கும்), H₂O(g) தருகின்றது).
E = HNO₃ (O:N:H = 3:1:1 — அணுத்திணிவு அதிகரிக்கும் வரிசையில் அல்லாத ஒழுங்கு; NH₃ இலிருந்து ஓஸ்வால்ட் முறையால் தயாரிக்கப்படும் வலிமையான ஒட்சியேற்றும் அமிலம்).
(ஊ) வெப்பச் சிதைவுச் சமன்பாடுகள்:
A: NH₄NO₃(s) → N₂O(g) + 2H₂O(g)
B: NH₄NO₂(s) → N₂(g) + 2H₂O(g)
C: (NH₄)₂SO₄(s) → 2NH₃(g) + H₂SO₄(g)
D: (NH₄)₂CO₃(s) → 2NH₃(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)
X என்பது ஆவர்த்தன அட்டவணையில் உள்ள ஓர் s-தொகுப்பு மூலகமாகும். X இன்
முதலாம், இரண்டாம், மூன்றாம் அயனாக்கச் சக்திகள் kJ mol⁻¹ இல் முறையே
738, 1451, 7733 ஆகும். X ஆனது வெந்நீருடன் மெதுவாகத் தாக்கம் புரிந்து
H₂(g) ஐ விடுவித்து அதன் ஐதரொட்சைட்டையும் உண்டாக்குகிறது (அந்த
ஐதரொட்சைட்டு ஒரு மூலமாகும்). X ஆனது ஐதான அமிலங்களுடன் தாக்கம்
புரியும்போதும் H₂(g) ஐ விடுவிக்கின்றது. X ஆனது வளியில் ஒரு
பிரகாசமான வெள்ளொளியுடன் எரிகின்றது. நீரின் வன்மைக்கு X இன் கற்றயன்
பங்களிப்புச் செய்கின்றது.
(i) X ஐ இனங்காண்க. (ii) X இன் தரை நிலை இலத்திரன்
நிலையமைப்பை எழுதுக. (iii) X ஆனது வளியில் எரியும்போது
உண்டாகும் இரண்டு சேர்வைகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக.
(iv) X அடங்கும் கூட்டத்தில் உள்ள மூலகங்களின் தரப்பட்ட
சேர்வைகளைக் கருதி, கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்கையில் பின்வரும்
இயல்புகள் அதிகரிக்கின்றதா அல்லது குறைகின்றதா எனக் கூறுக (III க்கு
காரணமும் தருக): I. நீரில் சல்பேற்றுகளின் கரைதிறன்.
II. நீரில் ஐதரொட்சைட்டுகளின் கரைதிறன். III. உலோகக்
காபனேற்றுகளின் வெப்ப உறுதிநிலை. (v) H₂(g), O₂(g), N₂(g)
ஆகியவற்றுடன் X ஐ ஒத்த ஒரு விதத்தில் தாக்கம் புரியும், ஆனால் X
அடங்கும் கூட்டத்திற்கு உரியதாக அமையாத ஆவர்த்தன அட்டவணையின்
s-தொகுப்பின் மூலகத்தை இனங்காண்க. (vi) நீரின் வன்மைக்குப்
பங்களிப்புச் செய்யும் வேறோர் உலோக அயனை இனங்காண்க. (vii)
நீரின் வன்மையை அகற்றுவதற்குப் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படும்
சேர்வையை இனங்காண்க. (viii) சேதன இரசாயனவியலில் நன்றாக
அறியப்பட்ட ஒரு சோதனைப் பொருளின் ஒரு கூறு X ஆகும். இச்சோதனைப்
பொருளின் பெயரைத் தருக.
(ii) Mg (Z=12): 1s²2s²2p⁶3s².
(iii) வளி ≈78% N₂ + 21% O₂; Mg இரண்டுடனும் நேரடியாகத் தாக்கம் புரிகிறது (சில உலோகங்களே N₂ உடன் நேரடியாகத் தாக்கும்): MgO (O₂ உடன்), Mg₃N₂ (N₂ உடன்).
(iv-I) குறையும். கூட்டம் 2 இல் (Be, Mg, Ca, Sr, Ba) சல்பேற்றுகளின் நீர்க்கரைதிறன் கீழ்நோக்கிச் செல்லக் குறையும் — MgSO₄ கரையக்கூடியது, BaSO₄ கிட்டத்தட்ட கரையாதது.
(iv-II) அதிகரிக்கும். ஐதரொட்சைட்டுகளின் நீர்க்கரைதிறன் கீழ்நோக்கிச் செல்லக் கூடும் — Mg(OH)₂ மிகக் குறைவாகக் கரையும், Ba(OH)₂ கணிசமாகக் கரையும்.
(iv-III) அதிகரிக்கும். காரணம்: ஏற்றம் கூட்டம் முழுவதும் சமமானது (+2), ஆனால் கூட்டம் வழியே கீழ்நோக்கிக் கற்றயனின் பருமன் கூடும் (அல்லது ஏற்ற அடர்த்தி குறையும்) — ஆகவே கீழ்நோக்கி முனைவாக்க வலு (polarising power) குறையும். சிறிய, அதிக முனைவாக்க வலு கொண்ட கற்றயன்கள் (Mg²⁺ போன்றவை) கார்பனேற்று அயனின் C–O பிணைப்புகளை அதிகமாகச் சிதைத்து, குறைந்த வெப்பநிலையிலேயே சிதைவை எளிதாக்குகின்றன; பெரிய கற்றயன்கள் (Ba²⁺ போன்றவை) குறைவாக முனைவாக்குவதால், அவற்றின் காபனேற்றுகள் சிதைவதற்கு அதிக வெப்பநிலை தேவைப்படும் — எனவே கீழ்நோக்கி வெப்ப உறுதிநிலை அதிகரிக்கின்றது.
(v) இலித்தியம் (Li). கூட்டம் 1 இல் Li மட்டுமே N₂ உடன் நேரடியாகத் தாக்கம் புரிந்து Li₃N ஐத் தருகின்றது (ஏனைய கார உலோகங்கள் இவ்வாறு தாக்குவதில்லை); Li ஆனது H₂, O₂ உடனும் Mg ஐ ஒத்த முறையில் தாக்கம் புரிகிறது (Li₂O முதன்மையாகத் தருகிறது, பெரொக்சைட்டு/ சூப்பர்பெரொக்சைட்டு அல்ல) — இது Li–Mg மூலைவிட்டத் தொடர்பின் (diagonal relationship) நன்கறியப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு.
(vi) Ca²⁺. Mg²⁺ உடன் சேர்ந்து, நீர் வன்மைக்கு முதன்மையாகப் பங்களிக்கும் இரண்டாவது கற்றயன்.
(vii) Na₂CO₃. சலவைச் சோடா — Ca²⁺/Mg²⁺ ஐக் கரையாத காபனேற்றுகளாக வீழ்படியச் செய்து நீரை மென்மையாக்கும் பொதுவான முறை.
(viii) கிரிநாட்டின் சோதனைப் பொருள் (Grignard's reagent). சேதன இரசாயனவியலில் மிகவும் நன்கறியப்பட்ட Mg-கொண்ட சோதனைப் பொருள் R–MgX ஆகும்.
A தொடக்கம் E வரைக்கும் பெயரிடப்பட்டுள்ள சோதனைக் குழாய்களில்
Na₂S₂O₃, Na₂CO₃, KNO₂, KBr, Na₂S ஆகியவற்றின் (இதே வரிசையிலன்றி)
நீர்க் கரைசல்கள் உள்ளன. ஒவ்வொரு குழாயிலும் நீர்த்த HCl ஐச்
சேர்க்கும்போது (தேவையெனின் இளஞ்சூடாக்குவதன் மூலம்) கிடைக்கும்
அவதானிப்புகள்:
A: கரைசல் நிறமற்றது; வாயு நிறமும் மணமும் இல்லை.
B: கரைசல் நிறமற்றது; வாயு செங்கபில நிறமும் காரமான மணமும்
உண்டு.
C: கரைசல் நிறமற்றது; வாயு நிறமற்றது, கூழ்முட்டையின் மணம்
உள்ளது.
D: கரைசலில் கலங்கற்றன்மை உள்ளது; வாயு நிறமற்றது, காரமான
மணம் உண்டு.
E: கரைசல் நிறமற்றது; வாயு எதுவும் வெளிவருவதில்லை.
A தொடக்கம் E வரையுள்ள ஒவ்வொரு சோதனைக் குழாயிலும் உள்ள கரைசல்களை
இனங்காண்க. (ii) A,B,C,D சோதனைக் குழாய்களில் நடைபெறும்
தாக்கங்களுக்குரிய சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக.
(iii) A, C, D இலிருந்து வெளிவரும் வாயுக்கள் ஒவ்வொன்றையும்
இனங்காண்பதற்கு ஓர் இரசாயனச் சோதனை வீதம் எழுதுக (அவதானிப்புகளும்
தேவை).
B = KNO₂. KNO₂ + HCl → KCl + HNO₂; நிலையற்ற HNO₂ சிதைந்து NO₂ (செங்கபில நிறமும் காரமான மணமும் கொண்ட வாயு) ஐ வெளியிடுகின்றது — நைத்திரைட்டுகளுக்கான ஒரு செம்மையான சோதனை.
C = Na₂S. Na₂S + 2HCl → 2NaCl + H₂S (கூழ்முட்டை மணமுள்ள, நிறமற்ற வாயு).
D = Na₂S₂O₃. Na₂S₂O₃ + 2HCl → 2NaCl + S(s) (கரைசலில் கலங்கற்றன்மையை உண்டாக்கும் மென்நிற வீழ்படிவு) + SO₂(g) (காரமான மணமுள்ள வாயு) + H₂O — தையோசல்பேற்றுகளுக்கான செம்மையான சோதனை.
E = KBr. நீர்த்த HCl உடன் KBr தாக்கம் புரியாது (HCl ஒரு போதுமான ஒட்சியேற்றியல்ல Br⁻ ஐ வாயுவாக இடமாற்ற) — எனவே எவ்வித வாயுவும் வெளிவராது, மாற்றமும் இல்லை.
(iii) A இல் (CO₂): Ca(OH)₂ கரைசலினூடாகச் செலுத்துதல் — கரைசல் பால்நிறமாகும் (CaCO₃ வீழ்படிவு), தொடர்ந்து செலுத்தினால் பால்நிறம் அற்றுப்போகும் (Ca(HCO₃)₂ கரையும் இருகார்பனேற்று உருவாதல்).
C இல் (H₂S): ஈய அசறேற்றுக் கரைசலில் (lead acetate) நனைக்கப்பட்ட வடிதாளுடன் சோதிக்கப்பட்டது — வடிதாள் கறுப்பு நிறமாக மாறும் (PbS உருவாதல்). அல்லது: அமில KMnO₄ கரைசலினூடாகச் செலுத்துதல் — செம்மஞ்சள் நிறக்கரைசல் நிறமற்றுப் போகும், ஆனால் கரைசல் தெளிவற்றதாக (S வீழ்படிவு காரணமாக) மாறும்.
D இல் (SO₂): அமில KMnO₄ கரைசலினூடாகச் செலுத்துதல் — செம்மஞ்சள் நிறக்கரைசல் நிறமற்றுப் போகும் (தெளிவாகவே). அல்லது: அமில K₂Cr₂O₇ கரைசலினூடாகச் செலுத்துதல் — செம்மஞ்சள் நிறம் பச்சை நிறமாகும். அல்லது: Ca(OH)₂ கரைசலினூடாகச் செலுத்துதல் — கரைசல் பால்நிறமாகும், தொடர்ந்து செலுத்தினால் பால்நிறம் அற்றுப்போகும்.
(i) A, B, C ஆகியன இணைப்புச் சேர்வைகளாகும். அவற்றுக்கு ஓர்
எண்முகக் கேத்திர கணிதம் உண்டு. ஒவ்வொரு சேர்வையிலும் இணையிகளின்
இரண்டு வகைகள் உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன. சேர்வைகளின் மூலக்கூற்றுச்
சூத்திரங்கள் (வரிசையிலன்றி): NiCl₂H₁₂N₄, NiI₂H₁₆N₄O₂,
NiCl₂H₁₅N₃O₃. சேர்வைகளின் நீர்க் கரைசல்கள் Pb(CH₃COO)₂(aq) உடன்
பரிகரிக்கப்பட்டபோது கிடைத்த அவதானிப்புகள்: A — வெந்நீரில்
கரையும் ஒரு வெண்நிற வீழ்படிவு; B — வீழ்படிவு இல்லை;
C — வெந்நீரில் கரையும் ஒரு மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு.
I. A, B, C ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புகளைத் தருக. II.
Pb(CH₃COO)₂(aq) உடன் பரிகரிக்கப்பட்டபோது கிடைத்த வீழ்படிவுகளின்
இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக. III. மேலே தரப்பட்ட
சேர்வைகளில் உலோக அயனுடன் இணையாத அனயன்/அனயன்கள் இருந்தால்,
அவற்றை இனங்காண்பதற்கான இரசாயனச் சோதனை வீதம் தருக (நீர் தரும்
சோதனைகள் தவிர்த்து).
(ii) ஒரு தாண்டல் உலோகம் M ஆனது நீர் ஊடகத்தில் ஒரு நிறச்
சிக்கலயன் P ஐ உண்டாக்குகின்றது; அதற்குப் பொதுச் சூத்திரம்
[M(H₂O)ₙ]ᵐ⁺ உண்டு. இது பின்வரும் தாக்கங்களுக்கு உட்படுகின்றது:
P + நீர்த்த NH₃ → Q (பச்சை நிற வீழ்படிவு); P + செறிந்த HCl → R
(மஞ்சள் நிறமுள்ள கரைசல்); Q + மிகையான NH₃ → S (கடும் நீல
நிறமுள்ள கரைசல். I. உலோகம் M ஐ இனங்காண்க; P இல் உள்ள M
இன் ஒட்சியேற்ற நிலையைத் தருக. II. P இல் உள்ள M இன்
இலத்திரன் நிலையமைப்பைத் தருக. III. n, m ஆகியவற்றின்
பெறுமானங்களைத் தருக. IV. P இன் கேத்திர கணிதத்தைத் தருக.
V. Q, R, S ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புகளைத் தருக. VI. P,
R, S ஆகிய சிக்கலயன்களின் IUPAC பெயர்களைத் தருக.
A (வெண்நிற PbCl₂ வீழ்படிவு ⟹ Cl⁻ இரண்டும் வெளியே): [Ni(NH₃)₃(H₂O)₃]Cl₂ (3NH₃+3H₂O=N₃H₁₅O₃+Cl₂ ⟹ NiCl₂H₁₅N₃O₃ உடன் பொருந்துகிறது).
B (வீழ்படிவு இல்லை ⟹ Cl⁻ இரண்டும் உள்ளே, சிக்கலயனுள்): [NiCl₂(NH₃)₄] (4NH₃+Cl₂=N₄H₁₂Cl₂ ⟹ NiCl₂H₁₂N₄ உடன் பொருந்துகிறது).
C (மஞ்சள்நிற PbI₂ வீழ்படிவு ⟹ I⁻ இரண்டும் வெளியே): [Ni(NH₃)₄(H₂O)₂]I₂ (4NH₃+2H₂O=N₄H₁₆O₂+I₂ ⟹ NiI₂H₁₆N₄O₂ உடன் பொருந்துகிறது).
II. A உடன்: PbCl₂↓. C உடன்: PbI₂↓. (B வீழ்படிவு தராது, ஏனெனில் அதன் Cl⁻ இரண்டும் சிக்கலயனுள் இணைந்துள்ளன, ஈயன்களாக இல்லை.)
III. Cl⁻ (A இல்): AgNO₃(aq) கரைசல் சேர்க்க — ஒரு வெண்நிற வீழ்படிவு தோன்றும்; இவ்வீழ்படிவு நீர்த்த NH₄OH இல் கரையும் (AgCl+2NH₃→[Ag(NH₃)₂]⁺+Cl⁻).
I⁻ (C இல்): AgNO₃(aq) கரைசல் சேர்க்க — ஒரு மஞ்சள்நிற வீழ்படிவு தோன்றும்; இவ்வீழ்படிவு செறிந்த NH₄OH இலும் கரையாது (AgI இன் மிகக் குறைந்த கரைதிறன் காரணமாக). அல்லது: சில துளி CHCl₃ சேர்த்தபின் சிறிதளவு Cl₂ நீர் சேர்த்துக் குலுக்க — CHCl₃ படையானது ஊதா நிறமாக மாறும் (Cl₂ இனால் I⁻ ஒட்சியேற்றப்பட்டு உண்டாகும் I₂, CHCl₃ இல் அதிகமாகக் கரைவதால்).
(ii) I. M = Ni (நிக்கல்); P இல் M இன் ஒட்சியேற்ற நிலை = +2.
II. Ni²⁺ இன் இலத்திரன் நிலையமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸ (Ni, Z=28: [Ar]3d⁸4s²; நேர்மின்னேற்றமான தாண்டல் உலோக அயன்கள் முதலில் 4s இலத்திரன்களை இழக்கும், எனவே Ni²⁺=[Ar]3d⁸).
III. n=6 (எண்முக ஒருங்கிணைவு எண்); m=+2.
IV. P=[Ni(H₂O)₆]²⁺ இன் கேத்திர கணிதம் = எண்முகி (octahedral) (ஒருங்கிணைவு எண் 6 என்பதால்).
V. இது Ni²⁺ இன் ஒரு செம்மையான பாடநூல் தாக்கத் தொடர்:
Q = Ni(OH)₂ (பச்சை வீழ்படிவு — நீர்த்த NH₃ ஒரு காரமாகச் செயற்பட்டு ஹைதரொக்சைட்டை வீழ்படிவாக்குகிறது).
R = [NiCl₄]²⁻ (மஞ்சள் நிறக் கரைசல் — செறிந்த HCl இன் அதிக Cl⁻ செறிவு நான்முக சிக்கலயனை உருவாக்க நீர் ஈனியிகளை இடமாற்றுகிறது).
S = [Ni(NH₃)₆]²⁺ (கடும் நீல நிறக் கரைசல் — மிகையான NH₃ Ni(OH)₂ ஐக் கரைத்து ஆறு NH₃ ஈனியிகளுடன் ஓர் எண்முகச் சிக்கலயனை உருவாக்குகிறது).
VI. P = hexaaquanickel(II) ion. R = tetrachloridonickelate(II) ion. S = hexaamminenickel(II) ion. (R இல் "-ate" இறுதி சேர்க்கப்படுகிறது, ஏனெனில் அச்சிக்கலயன் எதிர்மின்னேற்றம் கொண்டது — anionic complex ion IUPAC பெயரிடல் விதி.)
கரைசல் X இல் நான்கு உலோகக் கற்றயன்கள் அடங்கியுள்ளன (Cu²⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, Ca²⁺ ஆகியவற்றுள்). இக்கற்றயன்களை இனங்காண்பதற்குப் பின்வரும் சோதனைகள் நிறைவேற்றப்பட்டன: ① X இன் ஒரு சிறு பகுதிக்கு நீர்த்த HCl சேர்க்கப்பட்டது — வீழ்படிவு இல்லை. ② கிடைக்கும் கரைசலினூடாக H₂S குமிழிகளாகச் செலுத்தப்பட்டது — ஒரு கருமை நிற வீழ்படிவு (P₁). ③ P₁ வடிகட்டி வேறாக்கப்பட்டு, H₂S ஐ நீக்குவதற்காக வடிதிரவம் கொதிக்க வைக்கப்பட்டு, குளிர்ச்சியாக்கப்பட்டு, NH₄Cl/NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது — ஒரு பச்சை நிற வீழ்படிவு (P₂). ④ P₂ வடிகட்டி வேறாக்கப்பட்டு, வடிதிரவத்தினூடாக H₂S குமிழிகளாகச் செலுத்தப்பட்டது — ஒரு வெண்நிற வீழ்படிவு (P₃). ⑤ P₃ வடிகட்டி வேறாக்கப்பட்டு, H₂S ஐ நீக்குவதற்காக கொதிக்க வைக்கப்பட்டு, குளிர்ச்சியாக்கப்பட்டு, (NH₄)₂CO₃ சேர்க்கப்பட்டது — ஒரு வெண்நிற வீழ்படிவு (P₄). பின்னர் P₁, P₂, P₃, P₄ மேல் உறுதிச் சோதனைகள் செய்யப்பட்டன: P₁ சூடான நீர்த்த HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டு, செறிந்த NH₄OH மிகையாகச் சேர்க்கப்பட்டு கடும் நீல நிறக் கரைசல் (கரைசல் 1) கிடைத்தது. P₂ க்கு நீர்த்த NaOH மிகையாகச் சேர்த்தபின் H₂O₂ சேர்க்கப்பட மஞ்சள் நிறக் கரைசல் (கரைசல் 2) கிடைத்தது; கரைசல் 2 க்கு நீர்த்த H₂SO₄ சேர்க்கப்பட செம்மஞ்சள் நிறக் கரைசல் (கரைசல் 3) கிடைத்தது. P₃ நீர்த்த HCl இல் கரைக்கப்பட்டு, NaOH படிப்படியாகச் சேர்க்கப்பட வெண்நிற வீழ்படிவு (P₅) கிடைத்தது; தொடர்ந்து மிகையான NaOH சேர்க்க P₅ கரைந்து நிறமற்ற கரைசல் (கரைசல் 4) கிடைத்தது. P₄ நீர்த்த HCl இல் கரைக்கப்பட்டு சுவாலைச் சோதனைக்கு உட்படுத்தப்பட்டு ஒரு செங்கல்-சிவப்பு சுவாலை நிறம் கண்டறியப்பட்டது. (i) X இல் உள்ள நான்கு உலோகக் கற்றயன்களையும் இனங்காண்க (காரணங்கள் அவசியமல்ல). (ii) P₁-P₅ வீழ்படிவுகளையும், கரைசல்கள் 1-4 இன் நிறங்களுக்குக் காரணமான இரசாயன இனங்களையும் இனங்காண்க (இரசாயனச் சூத்திரங்களை மாத்திரம் எழுதுக).
(i) X இல் உள்ள நான்கு கற்றயன்கள்: Cu²⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, Ca²⁺.
(ii) I. P₁ = CuS (அமிலக் கரைசலில் H₂S உடன் கருமை நிற வீழ்படிவு — classic Group II சல்பைட்டு). P₂ = Cr(OH)₃ (NH₄Cl/NH₄OH இடையக நிலையில் pH உயர்ந்து Group III ஐதரொக்சைட்டு வீழ்படிவு — Cr(OH)₃ இன் பச்சை நிறமே இனங்காணி). P₃ = ZnS (இடையக நிலையிலான H₂S உடன் வெண்நிற Group IV சல்பைட்டு). P₄ = CaCO₃ ((NH₄)₂CO₃ உடன் வெண்நிற Group V கார்பனேற்று). P₅ = Zn(OH)₂ (P₃ இலிருந்து HCl கரைப்பின், NaOH படிப்படியாகச் சேர்க்கும்போது கிடைக்கும் வெண்நிற ஐதரொக்சைட்டு இடைநிலை).
II. கரைசல் 1 = [Cu(NH₃)₄]²⁺ (Cu²⁺ இற்கான classic கடும்நீல டெற்றா-அம்மீன் சிக்கலயன் — CuS HNO₃ இனால் ஒட்சியேற்றப்பட்டு Cu²⁺(aq) ஆகி, மிகையான NH₃ உடன் இச்சிக்கலயனை உருவாக்குகிறது).
கரைசல் 2 = CrO₄²⁻ (Na₂CrO₄) (Cr(OH)₃ மிகையான NaOH இல் கரைந்து குரோமைட்டாகி (amphoteric), H₂O₂ அதை Cr(III) இலிருந்து Cr(VI) ஆக ஒட்சியேற்றி மஞ்சள் நிற குரோமேற்று அயனை உருவாக்குகிறது).
கரைசல் 3 = Cr₂O₇²⁻ (Na₂Cr₂O₇) (அமிலச் சூழலில் மஞ்சள் குரோமேற்று செம்மஞ்சள் டைகுரோமேற்றாக மாறும் classic pH-சார் சமநிலை: 2CrO₄²⁻ + 2H⁺ ⇌ Cr₂O₇²⁻ + H₂O).
கரைசல் 4 = ZnO₂²⁻ / [Zn(OH)₄]²⁻ (Na₂ZnO₂ / Na₂Zn(OH)₄) (Zn(OH)₂ ஒரு amphoteric ஐதரொக்சைட்டு — மிகையான NaOH இல் கரைந்து நிறமற்ற ஸிங்கேற்று அயனை உருவாக்குகிறது — Zn²⁺ இற்கு classic உறுதிச் சோதனை).
(P₄/கரைசல் தொடர்பான செங்கல்-சிவப்பு சுவாலை நிறம் Ca²⁺ இற்கான classic சுவாலைச் சோதனை.)
A, B, C, D ஆகியன p-தொகுப்பு மூலகங்களின் குளோரைட்டுகளாகும் (இம்மூலகங்களின் அணுவெண்கள் 20 இலும் குறைந்தவை). A ஆனது ஒரு வரையறுத்த அளவு நீருடன் தாக்கம் புரியும்போதும், B, C, D ஆகியன மிகையான நீருடன் தாக்கம் புரியும்போதும் உண்டாகும் விளைபொருள்களின் (P₁-P₉) விவரணம்: A→P₁ (பங்கீட்டுவலை வலையமைப்புக் கட்டமைப்பு உள்ள சேர்வை), P₂ (ஒரு வலிமையான ஒருமூல அமிலம்); B→P₃ (செம்பாசிச்சாயத்தை நீலமாக மாற்றும் ஒரு வாயு), P₄ (வெளிற்றும் இயல்புகள் உள்ள சேர்வை); C→P₅ (ஒரு மும்மூல அமிலம்), P₆ (ஒரு வலிமையான ஒருமூல அமிலம்); D→P₇ (அமில KMnO₄ கரைசலை நிறமற்றதாக மாற்றும் ஒரு வாயு), P₈ (ஒரு கூழ்த் திண்மம்), P₉ (ஒரு வலிமையான ஒருமூல அமிலம்). (i) A, B, C, D ஆகியவற்றை இனங்காண்க (இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக). (ii) P₁ தொடக்கம் P₉ வரையுள்ள விளைபொருள்களைத் தருவதற்கு நிறையான நடைபெறும் A, B, C, D ஆகியவற்றின் தாக்கங்களுக்குரிய இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக. (iii) பின்வரும் தாக்கங்களுக்குரிய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக: I. P₁ உடன் NaOH(aq). II. P₃ உடன் Mg. III. P₇ உடன் அமில K₂Cr₂O₇.
(ii) SiCl₄ + 2H₂O → SiO₂(P₁) + 4HCl(P₂) (Si:1=1, Cl:4=4, H:4=4, O:2=2 — சமன்படுத்தப்பட்டது).
NCl₃ + 3H₂O → NH₃(P₃) + 3HOCl(P₄) (N:1=1, Cl:3=3, H:6=6, O:3=3 — சமன்படுத்தப்பட்டது).
PCl₅ + 4H₂O → H₃PO₄(P₅) + 5HCl(P₆) (P:1=1, Cl:5=5, H:8=8, O:4=4 — சமன்படுத்தப்பட்டது).
2SCl₂ + 2H₂O → SO₂(P₇) + S(P₈) + 4HCl(P₉) (S:2=2, Cl:4=4, H:4=4, O:2=2 — சமன்படுத்தப்பட்டது; SCl₂ இல் S இன் +2 நிலை SO₂ இல் +4 ஆகவும் தனிமச் S இல் 0 ஆகவும் ஒரே நேரத்தில் மாறுவது ஓர் சமவிகிதமாற்றத் தாக்கம் — disproportionation).
(iii) I. P₁ (SiO₂) ஒரு அமிலத்தன்மையுள்ள ஒட்சைட்டு — வலிமையான காரத்துடன் (NaOH) தாக்கமுறும்: SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O (Si:1=1, Na:2=2, O:4=4, H:2=2 — சமன்படுத்தப்பட்டது).
II. P₃ (NH₃) உடன் Mg (Mg, நேரடியாக N உடன் தாக்கும் அரிய உலோகங்களில் ஒன்று): 3Mg + 2NH₃ → Mg₃N₂ + 3H₂ (Mg:3=3, N:2=2, H:6=6 — சமன்படுத்தப்பட்டது).
III. P₇ (SO₂) ஒரு ஒடுக்கியாகச் செயற்பட்டு அமில Cr₂O₇²⁻ ஐ ஒடுக்குகிறது (செம்மஞ்சள் நிறம் பச்சையாக மாறும் — classic SO₂ சோதனை): அரைத்தாக்கங்கள் — ஒடுக்கம்: Cr₂O₇²⁻+14H⁺+6e⁻ →2Cr³⁺+7H₂O; ஒட்சியேற்றம் (×3): 3(SO₂+2H₂O→SO₄²⁻+4H⁺+2e⁻); மொத்தம்: 3SO₂ + Cr₂O₇²⁻ + 2H⁺ → 2Cr³⁺ + 3SO₄²⁻ + H₂O (Cr:2=2, O:13=13, S:3=3, H:2=2, ஏற்றம்: 0=0 — சமன்படுத்தப்பட்டது).
Al₂(SO₄)₃, H₂SO₄, Na₂S₂O₃, BaCl₂, Pb(Ac)₂, KOH ஆகியவற்றின் நீர்க் கரைசல்களைக் கொண்ட போத்தல்கள் P, Q, R, S, T, U (இதே ஒழுங்கிலன்றி) எனப் பெயரிடப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு தடவைக்கும் இரு கரைசல்கள் வீதம் கலக்கும்போது கிடைக்கும் அவதானிப்புகள்: I. T+R → ஒரு தெளிவான நிறமற்ற கரைசல். II. P+R → ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு. III. T+S → செலுற்றின் போன்ற ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு. IV. U+R → ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு. V. P+Q → ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு, வெப்பமாக்கப்படும்போது கறுப்பாக மாறுகின்றது. VI. P+U → ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு, வெப்பமாக்கப்படும்போது கரைகின்றது. (i) P தொடக்கம் U வரைக்கும் இனங்காண்க. (ii) மேலே I தொடக்கம் VI வரையுள்ள தாக்கங்கள் ஒவ்வொன்றுக்கும் சமன்பாடுகளைத் தருக.
(ii) I. T+R (KOH+H₂SO₄ சமநிலைப்படுத்தல், அல்லது Al₂(SO₄)₃+H₂SO₄ தாக்கம் இல்லை — இரண்டுமே தெளிவான நிறமற்ற கரைசலைத் தரும்): 2KOH+H₂SO₄→K₂SO₄+2H₂O அல்லது Al₂(SO₄)₃+H₂SO₄ → தாக்கம் இல்லை.
II. P+R (Pb²⁺ + SO₄²⁻ → வெண்நிற PbSO₄, ஒரு classic insoluble sulfate): Pb(Ac)₂+H₂SO₄→PbSO₄↓+2HAc.
III. T+S (Al₂(SO₄)₃+KOH → வெண்நிற Al(OH)₃, செலுற்றின் தோற்றம் கொண்ட ஜெலட்டின் வீழ்படிவு): 6KOH+Al₂(SO₄)₃→2Al(OH)₃↓ +3K₂SO₄.
IV. U+R (Ba²⁺+SO₄²⁻ → வெண்நிற BaSO₄, classic insoluble sulfate): BaCl₂+H₂SO₄→BaSO₄↓+2HCl.
V. P+Q (Pb²⁺+S₂O₃²⁻ → வெண்நிற PbS₂O₃; இது வெப்பநிலையில் நிலையற்றது — சிதைந்து மிகக் கரையாத கருமை நிற PbS ஐத் தரும், ஒரு classic qualitative-analysis தாக்கச் சங்கிலி): Pb(Ac)₂+ Na₂S₂O₃→PbS₂O₃↓+2NaAc; வெப்பமாக்கும்போது கறுப்பாக மாறுதல்: PbS₂O₃+H₂O→PbS↓+H₂SO₄.
VI. P+U (Pb²⁺+Cl⁻ → வெண்நிற PbCl₂; PbCl₂ இன் கரைதிறன் வெப்பநிலையுடன் குறிப்பிடத்தக்க அளவு அதிகரிக்கும் — AgCl, Hg₂Cl₂ போலன்றி வெப்பமாக்கும்போது கரைவது PbCl₂ ஐ இனங்காணும் classic சோதனை): Pb(Ac)₂+BaCl₂→PbCl₂↓+Ba(Ac)₂.
வினா: A ஆனது விகிதம் 1:4:1 இல் உள்ள (இரசாயனச் சூத்திரத்தின் வரிசையிலன்று) மூன்று மூலகங்களைக் கொண்ட ஓர் அயன் சேர்வையாகும். இவற்றில் ஒன்று ஆவர்த்தன அட்டவணையின் நான்காம் ஆவர்த்தனத்திற்குரிய ஒரு d-தொகுப்பு மூலகமாகும். A ஐச் சுவாலைச் சோதனைக்கு உட்படுத்தும்போது ஓர் செவ்வூதா (lilac) நிறச் சுவாலை அவதானிக்கப்படுகின்றது. A ஐ நீரிற் கரைக்கும்போது ஒரு செவ்வூதா நிறக் கரைசல் பெறப்படுகின்றது.
B உம் A இல் உள்ள மூன்று மூலகங்களையும் கொண்ட ஓர் அயன் சேர்வையாகும். B ஆனது நீரிற் கரைந்து பச்சை நிறமுள்ள ஒரு கரைசலைத் தருகின்றது.
C ஆனது இரு மூலகங்களைக் கொண்ட ஒரு நிறமற்ற பிசுக்குத் திரவமாகும். அது இருவழிவிகாரமடைந்து ஒரு விளைபொருளாக வேறொரு நிறமற்ற திரவமாகிய D ஐத் தருகின்றது. C ஓர் ஒட்சியேற்றுங் கருவியாகவும் ஒரு தாழ்த்தும் கருவியாகவும் தொழிற்படக்கூடியது. B இன் ஒரு கரைசலுடன் C ஐச் சேர்க்கும்போது கபில நிற வீழ்படிவு E கிடைக்கின்றது.
F ஆனது மூன்று மூலகங்களைக் கொண்ட ஒரு சேர்வையாகும். இவற்றில் ஒன்று ஹேமன்றையற்றில் அடங்கும் ஒரு 3d மூலகமாகும். F இன் ஒரு நீர்க் கரைசலுடன் BaCl₂(aq) ஐச் சேர்க்கும்போது ஐதான H₂SO₄ இற் கரையாத வெண்ணிற வீழ்படிவு G உண்டாகின்றது.
H ஆனது மூன்று மூலகங்களைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு சோதனைக் குழாயில் இருக்கும் H இன் ஒரு நீர்க் கரைசலை F இன் ஒரு நிரம்பிய கரைசலுடன் பரிகரித்து, அதன் பின்னர் செறிந்த H₂SO₄ இன் ஒரு சிறிய கனவளவைச் சோதனைக் குழாயின் சுவர் வழியே மெதுவாகச் சேர்க்கும்போது, திரவங்கள் சந்திக்கும் மேற்பரப்பு மீது ஒரு கபில நிறம் அவதானிக்கப்படுகிறது. கபில நிறத்திற்குக் காரணமான இனம் I ஆகும். H உடன் ஐதான H₂SO₄ ஐச் சேர்க்கும்போது கபில நிறத் தூமங்கள் வெளிவருவதில்லை. H ஐச் சுவாலைச் சோதனைக்கு உட்படுத்தும்போது ஒரு மஞ்சள் நிறச் சுவாலை அவதானிக்கப்படுகின்றது.
J ஆனது ஒரு மென் இருமூல அமிலத்தின் சோடியம் உப்பாகும். J இன் ஒரு கரைசலை CaCl₂(aq) உடன் பரிகரிக்கும்போது ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு K உண்டாகின்றது. K ஆனது ஐதான H₂SO₄ உடன் தாக்கம் புரிந்து ஒரு விளைபொருளாக மென் இருமூல அமிலம் L ஐத் தருகின்றது. ஐதான H₂SO₄ உடன் அமிலமாக்கியபோது J இன் ஓர் இளஞ்சூடான கரைசல் A இன் நீர்க் கரைசலை நிறம் நீக்குகின்றது.
(i) விடை: (48 புள்ளிகள்) A=KMnO₄ (K:Mn:O மூல்கள் {1,1,4} — "1:4:1" உடன் பொருந்தும்; K இன் செவ்வூதா சுவாலைச் சோதனை + MnO₄⁻ இன் தீவிர ஊதா-சிவப்பு நிறக் கரைசல் இரண்டையும் விளக்குகின்றது). B=K₂MnO₄ (பொட்டாசியம் மங்கனேற்று, Mn+6, பச்சை நிறக் கரைசல் — MnO₄²⁻ இன் சிறப்பியல்பு நிறம்). C=H₂O₂ (இருவழிவிகாரம் அடையக்கூடிய, ஒட்சியேற்றி/தாழ்த்தி இரண்டாகவும் தொழிற்படும் நிறமற்ற திரவம்). D=H₂O. E=MnO₂ (கபில நிற வீழ்படிவு, K₂MnO₄ + H₂O₂ இடையேயான ஒட்சியேற்ற-தாழ்த்தல் தாக்கத்தால் உண்டானது). F=FeSO₄ (Fe ஹேமன்றையற்றில் அடங்கும் 3d மூலகம்; SO₄²⁻ BaCl₂ உடன் அமிலத்தில் கரையாத வெண்ணிற BaSO₄ தருகின்றது). G=BaSO₄. H=NaNO₃ (Na இன் மஞ்சள் சுவாலைச் சோதனை; NO₃⁻ ஐதான அமிலத்துடன் நேரடித் தூமம் தராது [NO₂⁻ போலன்றி]; Fe²⁺ உடன் இணைந்து "கபில வளையச் சோதனை" தருகின்றது). I=[Fe(NO)]²⁺ (அல்லது [Fe(NO)]SO₄, முழுமையாக [Fe(H₂O)₅(NO)]²⁺ எனவும் எழுதலாம் — கபில வளையச் சோதனையின் சிறப்பியல்பு நைத்திரோசைல் சிக்கல் அயன்). J=Na₂C₂O₄ (சோடியம் ஒக்சலேற்று — ஒக்சாலிக் அமிலத்தின் [மென் இருமூல அமிலம்] சோடியம் உப்பு; ஒக்சலேற்று அயன் அமில ஊடகத்தில் KMnO₄ ஐத் தாழ்த்தி அதன் ஊதா நிறத்தை நீக்கும் நன்கறியப்பட்ட நியமிப்புத் தாக்கம்). K=CaC₂O₄ (கல்சியம் ஒக்சலேற்று, வெண்ணிற வீழ்படிவு). L=H₂C₂O₄ (ஒக்சாலிக் அமிலம், ஒரு மென் இருமூல அமிலம்).
(ii) விடை: (14 புள்ளிகள்) I. C→D: 2H₂O₂ → O₂ + 2H₂O (04 புள்ளிகள்). II. I உண்டாதல்: NO₃⁻+2H₂SO₄+3Fe²⁺→3Fe³⁺+NO+2SO₄²⁻+2H₂O (அல்லது NO₃⁻+3Fe²⁺+4H⁺→3Fe³⁺+NO+2H₂O, அல்லது தனித்தனி அரைத் தாக்கங்கள்: NO₃⁻+4H⁺+3e→NO+2H₂O உம் 3(Fe²⁺→Fe³⁺+e) உம், 04 புள்ளிகள்), அதைத் தொடர்ந்து Fe²⁺+NO→[Fe(NO)]²⁺ (அல்லது FeSO₄+NO→[Fe(NO)]SO₄, 01 புள்ளி). III. K உண்டாதல்: Na₂C₂O₄+CaCl₂→CaC₂O₄↓+2NaCl (05 புள்ளிகள்).
(iii) விடை: (18 புள்ளிகள்) A (KMnO₄) ஐப் பின்வரும் கரைசல்களுடன் சேர்க்கும்போது நடைபெறும் அயன் சமன்பாடுகள் (ஒவ்வொன்றும் அரைத் தாக்க வடிவில், 06 புள்ளிகள்): I. C (H₂O₂) இன் அமிலக் கரைசல்: 2(MnO₄⁻+8H⁺+5e→Mn²⁺+4H₂O) உம் 5(H₂O₂→2H⁺+O₂+2e) உம் கூட்டி — 2MnO₄⁻+5H₂O₂+6H⁺→2Mn²⁺+5O₂+8H₂O. II. அமிலமாக்கிய F (FeSO₄) இன் நீர்க் கரைசல்: 2(MnO₄⁻+8H⁺+5e→Mn²⁺+4H₂O) உம் 5(Fe²⁺→Fe³⁺+e) உம் கூட்டி — 2MnO₄⁻+5Fe²⁺+8H⁺→2Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O. III. அமிலமாக்கிய J (Na₂C₂O₄) இன் கரைசல்: 2(MnO₄⁻+8H⁺+5e→Mn²⁺+4H₂O) உம் 5(C₂O₄²⁻→2CO₂+2e) உம் கூட்டி — 2MnO₄⁻+5C₂O₄²⁻+16H⁺→2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O.
வினா: பின்வருவனவற்றுக்கிடையே நடைபெறும் தாக்கங்களுக்குச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக (பௌதிக நிலைகள் அவசியமில்லை). தாக்கங்கள் (i)–(iii) இல் H₂S இனதும் SO₂ இனதும் தொழிலை (ஒட்சியேற்றுங்கருவி/தாழ்த்துங்கருவி) குறிப்பிடுக. (i) Mg(s) உம் H₂S(g) உம். (ii) Mg(s) உம் SO₂(g) உம். (iii) H₂S(g) உம் SO₂(g) உம். (iv) S(s) உம் செறிந்த HNO₃(aq) உம்.
- (i) (05 புள்ளிகள்) Mg(s)+H₂S(g)→MgS(s)+H₂(g) (04). H₂S = ஒட்சியேற்றுங் கருவி (01) — H இன் ஒட்சியேற்ற எண் +1→0 ஆகத் தாழ்கின்றது (H₂ ஆக ஒட்சிஇறக்கமடைகின்றது), S மாறாமலேயே −2 ஆக இருக்கின்றது; Mg 0→+2 ஆக ஒட்சியேற்றமடைகின்றது.
- (ii) (05 புள்ளிகள்) 2Mg(s)+SO₂(g)→2MgO(s)+S(s) (அல்லது 3Mg(s)+SO₂(g)→2MgO(s)+MgS(s)) (04). SO₂ = ஒட்சியேற்றுங் கருவி (01) — S இன் ஒட்சியேற்ற எண் +4→0 (அல்லது −2) ஆகத் தாழ்கின்றது; Mg ஒட்சியேற்றமடைகின்றது (0→+2 ஆக, MgO/MgS உருவாக).
- (iii) (05 புள்ளிகள்) 2H₂S(g)+SO₂(g)→3S(s)+2H₂O(l) (03). H₂S = தாழ்த்தும் கருவி (S: −2→0, ஒட்சியேற்றமடைகின்றது) (01); SO₂ = ஒட்சியேற்றுங் கருவி (S: +4→0, ஒட்சிஇறக்கமடைகின்றது) (01) — ஒரு நிலைநிறுத்தப்பட்ட ஒப்பு-விகிதவேறு (comproportionation) தாக்கம்.
- (iv) (05 புள்ளிகள்) S(s)+6HNO₃(aq)→H₂SO₄(aq)+6NO₂(g)+2H₂O(l) — S (0→+6, ஒட்சியேற்றமடைகின்றது, 6 இலத்திரன்கள் இழக்கின்றது) செறிந்த HNO₃ ஆல் (N: +5→+4 ஒவ்வொரு N இற்கும், ஒட்சிஇறக்கமடைகின்றது) H₂SO₄ ஆக ஒட்சியேற்றப்படுகின்றது; 6 N அணுக்கள் தேவை (ஒவ்வொன்றும் 1 இலத்திரன்) S இன் 6 இலத்திரன் இழப்பைச் சமன்செய்ய.
(b)(i) வினா — 37 புள்ளிகள்: X ஆனது ஆவர்த்தன அட்டவணையின் நான்காம் ஆவர்த்தனத்திற்குரிய ஒரு d-தொகுப்பு மூலகமாகும். நீரான HCl உடன் X ஐத் தாக்கம் புரியச் செய்யும்போது நிறமற்ற கரைசல் X₁ உம் வாயு X₂ உம் கிடைக்கின்றன. X₁ ஆனது நீரான NH₄OH/NH₄Cl உடன் பரிகரிக்கப்பட்டு, அதன் பின்னர் கரைசலினூடாக H₂S ஐக் குமிழிக்கச் செய்யும்போது வெண்ணிற வீழ்படிவு X₃ பெறப்படுகின்றது. நீரான HCl இல் X₃ கரைகின்றது; X₁ உடன் நீரான NaOH ஐச் சேர்க்கும்போது செலுற்றின் போன்ற ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு X₄ உண்டாகின்றது. X₄ ஆனது மிகையான நீரான NaOH இலும் மிகையான நீரான NH₄OH இலும் கரைந்து முறையே X₅ ஐயும் X₆ ஐயும் தருகின்றது (இரண்டும் நிறமற்றன).
I. X ஐயும் X₁ தொடக்கம் X₆ வரையுள்ள இனங்களையும் இனங்காண்க. (இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக; காரணங்களைத் தரவேண்டியதில்லை.)
II. X இன் இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக.
III. X₁ நிறமற்றது என்பதை விளக்குக.
IV. X₆ இன் IUPAC பெயரை எழுதுக.
(b)(ii) வினா — 38 புள்ளிகள்: Y உம் ஆவர்த்தன அட்டவணையில் X இன் அதே நிரையில் இருக்கும் ஒரு d-தொகுப்பு மூலகமாகும். Y க்கு n,m என்னும் இரு பொது ஒட்சியேற்ற எண்கள் உள்ளன (m ஆனது n இலும் பெரியது). நீர்க் கரைசலில் Yn+ ஆனது இளஞ்சிவப்பு நிற இனம் Y₁ ஐ உண்டாக்குகின்றது. Y₁ அடங்கும் கரைசலை நீரான NaOH உடன் பரிகரிக்கும்போது இளஞ்சிவப்பு நிற வீழ்படிவு Y₂ உண்டாகின்றது. Y₁ அடங்கும் சிறிதளவில் மூலமான ஒரு கரைசலினூடாக H₂S குமிழிக்கப்படும்போது கருமைநிற வீழ்படிவு Y₃ கிடைக்கின்றது. Y₁ அடங்கும் ஒரு கரைசலுடன் மிகையாகச் செறிந்த அமோனியாவைச் சேர்க்கும்போது மஞ்சட் கபில நிற இனம் Y₄ உண்டாகின்றது. Y₁ அடங்கும் ஒரு கரைசலுடன் செறிந்த HCl உடன் பரிகரிக்கும்போது நீல நிறமுள்ள இனம் Y₅ கிடைக்கின்றது. Y₄ ஆனது வளி பட்டுமாறு திறந்திருக்கும்போது செங்கபில் இனம் Y₆ உண்டாகின்றது.
I. n, m ஆகியவற்றின் பெறுமானங்களைத் தருக.
II. Y ஐயும் Y₁ தொடக்கம் Y₆ வரையுள்ள இனங்களையும் இனங்காண்க. (இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக; காரணங்களைத் தரவேண்டியதில்லை.)
III. Yn+, Ym+ ஆகியவற்றின் இலத்திரன் நிலையமைப்புகளை எழுதுக.
IV. Y₅ இன் IUPAC பெயரை எழுதுக.
- (b)(i)-I. (37 புள்ளிகள், ஒவ்வொன்றும் 04): X = Zn. X₁ = ZnCl₂ / Zn²⁺ / [Zn(H₂O)₆]²⁺. X₂ = H₂. X₃ = ZnS. X₄ = Zn(OH)₂. X₅ = Na₂ZnO₂ / Na₂[Zn(OH)₄] / [Zn(OH)₄]²⁻ / ZnO₂²⁻. X₆ = [Zn(NH₃)₄]²⁺ (Zn(s)+2HCl(aq)→ZnCl₂(aq)+H₂(g); Zn²⁺(aq)+H₂S(g)→ZnS(s)+2H⁺(aq); Zn²⁺(aq)+2OH⁻(aq)→Zn(OH)₂(s); Zn(OH)₂(s)+2OH⁻(aq)→[Zn(OH)₄]²⁻(aq); Zn(OH)₂(s)+4NH₄OH(aq)→[Zn(NH₃)₄]²⁺(aq)+2OH⁻(aq)+4H₂O(l)).
- (b)(i)-II. (02 புள்ளிகள்): X இன் (Zn, தொகுதி எண் 30) இலத்திரன் நிலையமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s².
- (b)(i)-III. (05 புள்ளிகள்): X₁ = Zn²⁺, இலத்திரன் நிலையமைப்பு 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰ — d-ஆற்றல்மட்டம் முழுமையாக நிரம்பியுள்ளது (பகுதியாக நிரம்பிய d-ஆற்றல்மட்டம் இல்லை); d-d மின்னணு இடமாற்றங்கள் நிகழாததால் Zn²⁺ நிறமற்றது.
- (b)(i)-IV. (02 புள்ளிகள்): X₆ = [Zn(NH₃)₄]²⁺ இன் IUPAC பெயர்: tetraamminezinc(II) ion.
- (b)(ii)-I. (04 புள்ளிகள்): n = 2, m = 3 (Y²⁺, Y³⁺ இரண்டும் ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கவை).
- (b)(ii)-II. (24 புள்ளிகள், ஒவ்வொன்றும் 04): Y = Co. Y₁ = [Co(H₂O)₆]²⁺. Y₂ = Co(OH)₂. Y₃ = CoS. Y₄ = [Co(NH₃)₆]²⁺. Y₅ = [CoCl₄]²⁻. Y₆ = [Co(NH₃)₆]³⁺ (Y₁=Co²⁺ இன் இளஞ்சிவப்பு நீர்மச்சேர்வு; Co²⁺+2OH⁻→Co(OH)₂(இளஞ்சிவப்பு); Co²⁺+H₂S→CoS(கருமை); மிகையான NH₃ இனால் அமீன்-சேர்வு Y₄ உருவாகி, வளியில் Co²⁺→Co³⁺ ஆக ஒட்சியேற்றமடைந்து செங்கபில Y₆ தருகின்றது; செறிந்த HCl உடன் குளோரைட்டோ-சேர்வு நீல Y₅ உருவாகின்றது).
- (b)(ii)-III. (04 புள்ளிகள்): Y²⁺ (Co²⁺): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷. Y³⁺ (Co³⁺): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶.
- (b)(ii)-IV. (02 புள்ளிகள்): Y₅ = [CoCl₄]²⁻ இன் IUPAC பெயர்: tetrachloridocobaltate(II) ion.
வினா: A, B ஆகியன நீரில் கரையத்தக்க அசேதனச் சேர்வைகளாகும். A நிறமுள்ளதாக இருக்கும் அதேவேளை B நிறமற்றதாகும். A, B ஆகியவற்றின் நீர்க் கரைசல்கள் ஒருமிக்கக் கலக்கப்படும்போது வெண்ணிற வீழ்படிவு C உம் நீரிற் கரையத்தக்க சேர்வை D உம் உண்டாகின்றன. C ஆனது நீதான HCl இற் கரைந்து, ஒரு விளைபொருளாகக் காரமான மணமுள்ள வாயு E ஐத் தருகின்றது. E ஆனது அமிலமாக்கிய K₂Cr₂O₇ கரைசலினூடாக அனுப்பப்படும்போது கரைசல் பச்சை நிறமாக மாறுகின்றது. A இன் ஒரு நீர்க் கரைசலுடன் அதிகான NH₄OH ஐச் சேர்க்கும்போது ஒரு பச்சை நிற வீழ்படிவு F கிடைக்கின்றது. F ஆனது மிகையான ஐதான NH₄OH இற் கரைந்து ஒரு கரும் நீலநிறக் கரைசல் G ஐத் தருகின்றது. A இன் ஒரு நீர்க் கரைசலுடன் NH₄OH/NH₄Cl ஐச் சேர்த்து H₂S இனை குமிழிக்கும்போது ஒரு கறுப்பு நிற வீழ்படிவு உண்டாகின்றது. B இன் ஒரு நீர்க் கரைசலுடன் AgNO₃(aq) ஐச் சேர்க்கும்போது ஐதான NH₄OH இற் கரையத்தக்க ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு H உண்டாகின்றது. B இன் ஒரு நீர்க் கரைசலுடன் Pb(NO₃)₂(aq) ஐச் சேர்க்கும்போது வெந்நீரிற் கரையத்தக்க ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு I கிடைக்கின்றது. B இன் ஒரு நீர்க் கரைசலுடன் ஐதான H₂SO₄ ஐச் சேர்க்கும்போது ஐதான HCl இற் கரையாத ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு J உண்டாகின்றது. சுவாலைச் சோதனையில் B ஒரு பச்சை நிறச் சுவாலையைத் தருகின்றது.
(i) A தொடக்கம் J வரையுள்ள இனங்களை இனங்காண்க. (இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக; காரணங்களைத் தரவேண்டியதில்லை.)
(ii) பின்வருவற்றுக்குச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக. I. C உம் D உம் உருவாதல். II. ஐதான HCl இல் C கரைதல்.
- (i) (60 புள்ளிகள், ஒவ்வொன்றும் 06): A = NiSO₃. B = BaCl₂. C = BaSO₃. D = NiCl₂ / [Ni(H₂O)₆]Cl₂. E = SO₂. F = Ni(OH)₂. G = [Ni(NH₃)₆]²⁺. H = AgCl. I = PbCl₂. J = BaSO₄ (குறிப்பு: C=BaSO₃ ஆனது ஐதான HCl இல் கரைந்து SO₂ வெளியிடும் ஒரு சல்பைட்டு; J=BaSO₄ ஆனது HCl இல் கரையாத ஒரு சல்பேட்டு — இவ்விரண்டும் வேறுபட்ட அயனிகளிலிருந்து உருவாகின்றன).
- (ii)-I. (07 புள்ளிகள்): BaCl₂ + NiSO₃ → BaSO₃ + NiCl₂.
- (ii)-II. (08 புள்ளிகள்): BaSO₃ + 2HCl → BaCl₂ + SO₂ + H₂O.
(a) A ஆனது ஆவர்த்தன அட்டவணையின் ஓர் s-தொகுப்பு மூலகமாகும். அதன் அணு எண் 20 இலும் குறைவாகும். A ஐ நைதரசனுடனும் ஒட்சிசனுடனும் வெவ்வேறாக வெப்பமாக்கும்போது முறையே B, C என்னும் இரு உறுதியான சேர்வைகள் உண்டாகின்றன. B ஆனது நீருடன் தாக்கம் புரிந்து மூலச் சேர்வை D ஐயும் காரமான மணம் உள்ள, செம் பாசிச்சாயத்தை நீலமாக மாற்றும் ஒரு நிறமற்ற வாயு E ஐயும் தருகின்றது. அறை வெப்பநிலையில் A ஆனது நீருடன் தாக்கம் புரியும்போதும் D ஐத் தருவிப்பதுடன் நிறமற்ற, மணமற்ற, ஒரினக்கரு எரியும் வாயு F ஐயும் விடுவிக்கின்றது. A ஆனது ஐதான H₂SO₄ உடன் தாக்கம் புரிந்து உப்பு G ஐயும் வாயு F ஐயும் தருகின்றது. D ஆனது CO₂ உடன் தாக்கம் புரிந்து சேர்வை H ஐ உண்டாக்குகின்றது. H வெப்பமேற்றப்படும்போது பிரிகையடைந்து சேர்வை C ஐயும் CO₂ ஐயும் தருகின்றது.
(i) A தொடக்கம் H வரையுள்ள இனங்களை இனங்காண்க. (ii) குறிப்பிட்ட நான்கு தாக்கங்களுக்குச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக. (iii) A இன் உப்புகள் சுவாலைச் சோதனையில் தரும் சுவாலையின் நிறத்தை எழுதுக. (65 புள்ளிகள்)
(b) P, Q, R, S ஆகியவற்றின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக: (i) P ஒரு நிறமற்ற கரைசல் — CO₂ இனால் பால்நிறமாகி, மிகையான CO₂ இனால் மீண்டும் தெளிவாகி, சுவாலைச் சோதனையில் செம்மஞ்சட் சிவப்பு நிறம் தருகின்றது. (ii) உலோகம் M மூன்றாம் காலத்தைச் சேர்ந்தது, ஐதான அமிலங்களுடனும் காரங்களுடனும் தாக்கமடைகின்றது; M ஒரு குறிப்பிட்ட ஐதான அமிலத்துடன் தாக்கி உப்பு Q ஐத் தருகின்றது, Q இன் கரைசலுடன் BaCl₂ சேர்க்க ஐதான அமிலங்களில் கரையாத வெண்படிவு உண்டாகின்றது. (iii) R ஓர் அயன் சேர்வை — ஐதான HCl உடன் தாக்கி நிறமற்ற, மணமற்ற, நேர்கோட்டு மூவணு வாயுவை விடுவிக்கின்றது; சுவாலைச் சோதனையில் மஞ்சள் நிறம்; உலோக அயன் வெண்காரத்தில் (Borax) உள்ளது. (iv) S ஓர் அயன் சேர்வை — வெப்பமாக்கும்போது சிவப்புக் கபில வாயு தருகின்றது; உலோகம் வளியில் பிரகாசமாக எரிகின்றது, வெந்நீருடன் மெதுவாகத் தாக்கி மூலச் சேர்வையும் H₂(g) ஐயும் தருகின்றது; உலோக அயன் நீர் வன்மைக்குப் பங்களிக்கின்றது. (v) P&Q, P&R, R&S இடையேயான தாக்கங்களுக்குச் சமன்படுத்திய சமன்பாடுகளைத் தந்து, வீழ்படிவுகளைக் குறியீடு ↓ இனால் காட்டுக. (35 புள்ளிகள்)
- (a)(i) இனங்காணல் (40 புள்ளிகள்): A = Li. B = Li₃N. C = Li₂O. D = LiOH. E = NH₃. F = H₂. G = Li₂SO₄. H = Li₂CO₃. Li ஒரு s-தொகுப்பு (கூட்டம் 1) மூலகம், அணு எண் 3 (<20) — Li தான் அல்கலி உலோகங்களுள் N₂ உடன் நேரடியாகத் தாக்கி நைத்திரைட்டு தரும் ஒரே மூலகம் (Li இன் தனித்துவமான "மூலைவிட்ட உறவு" பண்பு, Mg உடன் ஒப்பிடத்தக்கது): 6Li+N₂→2Li₃N (B); வளியில் எரியும்போது Li உடன் O₂ தாக்கி எளிய ஒட்சைட்டு Li₂O (C) தருதல் (Na போலன்றி பெராக்சைட்டு உருவாக்காமை Li இன் மற்றுமொரு தனித்துவம்); Li₃N+3H₂O→3LiOH+NH₃ (B→D+E, NH₃ செம் பாசிச்சாயத்தை நீலமாக்கும்); 2Li+2H₂O→2LiOH+H₂ (A→D+F, அறை வெப்பநிலையில்); Li₂CO₃→Li₂O+CO₂ (H வெப்பச் சிதைவு, C=Li₂O உடன் பொருந்துகின்றது).
- (a)(ii) சமன்பாடுகள் (24 புள்ளிகள்): I. 2Li(s) + 2H₂O(l) → 2LiOH(aq) + H₂(g). II. 2Li(s) + H₂SO₄(aq) → Li₂SO₄(aq) + H₂(g). III. Li₃N(s) + 3H₂O(l) → 3LiOH(aq) + NH₃(g). IV. Li₂CO₃(s) →(வெப்பம்)→ Li₂O(s) + CO₂(g).
- (a)(iii) சுவாலை நிறம் (05 புள்ளிகள்): Li உப்புகள் சுவாலைச் சோதனையில் கிரிம்சன் சிவப்பு (crimson red) நிறம் தருகின்றன — Ca (செம்மஞ்சட் சிவப்பு) இலிருந்து வேறுபடுத்தக்கூடிய, ஆனால் நிறத்தில் ஒத்திருக்கும் ஒரு தனித்துவமான Li அடையாளச் சோதனை. (உத்தியோகபூர்வ திட்டத்தில் "Li சரியாக அடையாளம் காணவிடின் 2(a) இற்கான புள்ளிகள் வழங்கவேண்டாம்" எனும் கடுமையான குறிப்பு உள்ளது — A இன் சரியான இனங்காணல் இப்பகுதி முழுவதற்குமான முன்நிபந்தனை.)
- (b)(i) P = Ca(OH)₂(aq) (சுண்ணாம்பு நீர்) — CO₂ ஆல் பால்நிறமாதல் (CaCO₃ வீழ்படிவு), மிகையான CO₂ ஆல் மீண்டும் தெளிவாதல் (கரையத்தக்க Ca(HCO₃)₂ உருவாதல்), செம்மஞ்சட் சிவப்பு சுவாலை (Ca இன் அடையாளச் சோதனை) — கிளாசிக் சுண்ணாம்பு நீர் சோதனை.
- (b)(ii) M = Al, Q = Al₂(SO₄)₃ — Al மூன்றாம் காலத்தின் கிளாசிக் ஈரியல்பு உலோகம் (ஐதான HCl உம் NaOH உம் இரண்டுடனும் தாக்கமடையும்). Q இன் கரைசலுடன் BaCl₂ சேர்க்க ஐதான அமிலங்களில் கரையாத வெண்படிவு (BaSO₄) உண்டாதல் சல்பேட்டு அயனை உறுதிப்படுத்துகின்றது — எனவே M ஆனது ஐதான H₂SO₄ உடன் தாக்கியிருக்க வேண்டும்: 2Al+3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+3H₂.
- (b)(iii) R = Na₂CO₃ (சோடியம் கார்பனேட்டு) — ஐதான HCl உடன் தாக்கி நிறமற்ற, மணமற்ற, நேர்கோட்டு மூவணு வாயு (CO₂, O=C=O) விடுவித்தல்; மஞ்சள் சுவாலை (Na இன் அடையாளச் சோதனை); வெண்காரத்தில் (Na₂B₄O₇·10H₂O) உள்ள உலோகம் Na ஆகும். (NaHCO₃ உம் தரப்பட்ட குறிப்புகளுடன் இரசாயன ரீதியில் பொருந்தக்கூடியதே.)
- (b)(iv) S = Mg(NO₃)₂ (மக்னீசியம் நைத்திரேட்டு) — வெப்பமாக்கும்போது சிவப்புக் கபில NO₂ வாயு தருதல் (நைத்திரேட்டு வெப்பச் சிதைவின் அடையாளம்); Mg வளியில் பிரகாசமான வெண்ணொளியுடன் எரிதல் (பிரபலமான Mg நாடா எரிசோதனை); Mg வெந்நீருடன் மெதுவாகத் தாக்கி Mg(OH)₂+H₂ தருதல்; Mg²⁺ நீர் வன்மைக்கான இரு பிரதான காரணிகளில் ஒன்று (Ca²⁺ உடன் சேர்ந்து).
- (b)(v) சமன்பாடுகள்: I. P+Q: 3Ca(OH)₂(aq) + Al₂(SO₄)₃(aq) → 3CaSO₄↓ + 2Al(OH)₃(s)↓ (05+02 புள்ளிகள்; உத்தியோகபூர்வ திட்டம் CaSO₄ அல்லது Al(OH)₃ ↓ குறியீட்டிற்கு எதேனும் ஒன்றுக்கே 02 புள்ளிகளை ஒதுக்குகிறது). II. P+R: Ca(OH)₂(aq) + Na₂CO₃(aq) → CaCO₃(s)↓ + 2NaOH(aq) (இரசாயன ரீதியில் உண்மையான தாக்கமே ஆயினும், உத்தியோகபூர்வ புள்ளியிடும் திட்டம் இதற்குப் புள்ளிகள் எதுவும் ஒதுக்கவில்லை — "புள்ளிகள் இல்லை" எனத் தெளிவாகக் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது). III. R+S: Na₂CO₃(aq) + Mg(NO₃)₂(aq) → MgCO₃(s)↓ + 2NaNO₃(aq) (மீண்டும், இரசாயன ரீதியில் உண்மையான தாக்கமே ஆயினும் உத்தியோகபூர்வ திட்டத்தில் புள்ளிகள் ஒதுக்கப்படவில்லை).
✅ (a) பகுதி 2026-08-19 அன்று உத்தியோகபூர்வ புள்ளியிடும் திட்டத்துடன் உறுதிசெய்யப்பட்டு திருத்தப்பட்டது (முன்னர் A=Mg என தவறாகக் கருதப்பட்டிருந்தது; சரியான விடை A=Li). (b) பகுதி ஏற்கனவே சுயேச்சையான பகுப்பாய்வுடன் பொருந்தியிருந்தது, இப்போதும் உத்தியோகபூர்வ திட்டத்தால் உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.
A, B, C, D ஆகியன எண்முகக் கேத்திரகணிதத்தைக் கொண்ட இரும்பின் இணைப்புச் சேர்வைகளாகும். இச்சேர்வைகளின் மூலக்கூற்றுச் சூத்திரங்கள் FeH₁₄N₂O₄Br₃, FeH₁₅N₅Br₂, FeKH₄O₂Br₄, FeH₁₅N₃O₃Br₂ (இதே ஒழுங்குமுறையிலன்றி) ஆகும். ஒவ்வொரு சேர்வையிலும் இணையியின் இரு வகைகள் உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன.
சேர்வை A: நீர்க் கரைசலில் மூன்று அயன்களைத் தருகின்றது; AgNO₃(aq) சேர்க்கும்போது ஒரு மோலுக்கு மஞ்சள் நிற வீழ்படிவின் இரு மோல்கள் உண்டாகின்றன.
சேர்வை B: நீர்க் கரைசலில் நான்கு அயன்களைத் தருகின்றது; AgNO₃(aq) சேர்க்கும்போது ஒரு மோலுக்கு மஞ்சள் நிற வீழ்படிவின் மூன்று மோல்கள் உண்டாகின்றன.
சேர்வை C: நீர்க் கரைசலில் இரு அயன்களைத் தருகின்றது; AgNO₃(aq) சேர்க்கும்போது ஒரு மோலுக்கு மஞ்சள் நிற வீழ்படிவின் ஒரு மோல் உண்டாகின்றது.
சேர்வை D: நீர்க் கரைசலில் இரு அயன்களைத் தருகின்றது; AgNO₃(aq) சேர்க்கும்போது மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு உண்டாவதில்லை.
(i) இரும்பின் (Fe) பொது ஒட்சியேற்ற நிலைகள் யாவை? (ii) மஞ்சள் நிற வீழ்படிவை இனங்காண்க (இரசாயனச் சூத்திரத்தைத் தருக); இவ்வீழ்படிவைக் கரையச் செய்யத்தக்க ஓர் இரசாயனச் சோதனைப் பொருளைப் பெயரிடுக. (iii) A, B, C, D ஆகிய சேர்வைகள் ஒவ்வொன்றிலும் உலோக அயனுடன் இணைந்த இணையிகளை இனங்காண்க. (iv) A, B, C, D ஆகிய சேர்வைகள் ஒவ்வொன்றிலும்: I. இரும்பின் ஒட்சியேற்ற நிலையை எழுதுக. II. இரும்பின் இலத்திரனியல் நிலையமைப்பை எழுதுக. (v) A, B, C, D ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புகளைத் தருக.
FeH₁₄N₂O₄Br₃ = 2NH₃(2N,6H)+4H₂O(8H,4O)+3Br (H:6+8=14✓) → [Fe(NH₃)₂(H₂O)₄]³⁺·3Br⁻ — 4 அயன்கள், 3 Br⁻ சுதந்திரம் (3 mol AgBr) → சேர்வை B.
FeH₁₅N₅Br₂ = 5NH₃(5N,15H)+2Br (H:15✓) — 5NH₃+1Br⁻ (6 சேர்மானம்) ஒருங்கிணைந்து, 1Br⁻ சுதந்திரம் → [Fe(NH₃)₅Br]⁺·Br⁻ — 2 அயன்கள், 1 mol AgBr → சேர்வை C.
FeKH₄O₂Br₄ = 2H₂O(4H,2O)+4Br+K (H:4✓,O:2✓) — 4Br⁻+2H₂O (6 சேர்மானம்) ஒருங்கிணைந்து, 0 Br⁻ சுதந்திரம் → K⁺·[FeBr₄(H₂O)₂]⁻ — 2 அயன்கள், 0 mol AgBr → சேர்வை D.
FeH₁₅N₃O₃Br₂ = 3NH₃(3N,9H)+3H₂O(6H,3O)+2Br (H:9+6=15✓) → [Fe(NH₃)₃(H₂O)₃]²⁺·2Br⁻ — 3 அயன்கள், 2 Br⁻ சுதந்திரம் (2 mol AgBr) → சேர்வை A.
(ஒவ்வொன்றும் மின்சுமைச் சமநிலைப்படுத்தலால் சரிபார்க்கப்பட்டது: A,C இல் Fe²⁺; B,D இல் Fe³⁺.)
(i) இரும்பின் பொது ஒட்சியேற்ற நிலைகள்: +2 மற்றும் +3.
(ii) மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு = AgBr (வெள்ளி புரோமைட்டு). கரையச் செய்யும் சோதனைப் பொருள்: சோடியம் தையோசல்பேட்டு கரைசல் (Na₂S₂O₃(aq)) — (செறிந்த அமோனியாவும் ஓரளவு ஏற்கத்தக்கது, ஆனால் AgBr க்கு அது AgCl இற்கு போலத் திடீரெனக் கரையாது; தையோசல்பேட்டே நம்பகமான பொது-நோக்கு சோதனைப் பொருள்).
(iii) A: NH₃ (அம்மைன்), H₂O (அக்குவா). B: NH₃ (அம்மைன்), H₂O (அக்குவா). C: NH₃ (அம்மைன்), Br⁻ (புரோமிடோ). D: Br⁻ (புரோமிடோ), H₂O (அக்குவா).
(iv) A: I. Fe²⁺. II. [Ar]3d⁶. B: I. Fe³⁺. II. [Ar]3d⁵. C: I. Fe²⁺. II. [Ar]3d⁶. D: I. Fe³⁺. II. [Ar]3d⁵.
(v) A = [Fe(NH₃)₃(H₂O)₃]Br₂. B = [Fe(NH₃)₂(H₂O)₄]Br₃. C = [Fe(NH₃)₅Br]Br. D = K[FeBr₄(H₂O)₂].
✅ 2026-08-19 அன்று உத்தியோகபூர்வ புள்ளியிடும் திட்டத்துடன் ஒப்பிடப்பட்டு முழுமையாக உறுதிசெய்யப்பட்டது — A,B,C,D இன் இணையிகள், ஒட்சியேற்ற நிலைகள், மற்றும் மஞ்சள் வீழ்படிவு (AgBr) அனைத்தும் திட்டத்துடன் சரியாகப் பொருந்துகின்றன.
(i) I. X ஆனது செம்மஞ்சள் நிறமுள்ள ஓர் அயன் சேர்வையாகும். அது 7:2:2 என்னும் விகிதத்தில் உள்ள மூன்று மூலகங்களைக் கொண்டுள்ளது (இரசாயனச் சூத்திரம் எழுதப்படும் ஒழுங்குமுறையிலன்று). இவற்றில் இரண்டு மூலகங்கள் ஆவர்த்தன அட்டவணையில் ஒரே ஆவர்த்தனத்திற்கு உரிய உலோகங்களாகும். இவ்விரு உலோகங்களில் ஒன்று s-தொகுப்பிற்கு உரியதாக இருக்கும் அதேவேளை மற்றையது d-தொகுப்பிற்கு உரியது. d-தொகுப்பு உலோகம் பெரும்பாலும் மின்முலாமிடலிற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது. X ஐ இனங்காண்க.
II. Y ஒரு கனிப்பொருள் அமிலமாகும். அது 1:2:4 என்னும் விகிதத்தில் உள்ள மூன்று மூலகங்களைக் கொண்டுள்ளது. Y இல் உள்ள மூலகங்களில் ஒன்று X இலும் அடங்கியுள்ளது. பொசுபேற்றுப் பசளையை உற்பத்தி செய்வதற்கு Y பயன்படுத்தப்படுகின்றது. Y ஐ இனங்காண்க.
III. Z ஆனது காரமான மணமுள்ள ஒரு மூவணு வாயுவாகும். அது V-வடிவமுள்ளது. அது Y இன் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படுகின்றது. Z ஐ இனங்காண்க.
(ii) X இல் உள்ள இரு உலோகங்களினதும் ஒட்சியேற்ற எண்களையும் இலத்திரன் நிலையமைப்புகளையும் எழுதுக.
(iii) I. Z ஐப் பயன்படுத்தி Y உற்பத்தி செய்யப்படும் செயன்முறையைப் பெயரிடுக.
II. O₂(g) உடன் Z தாக்கம் புரிந்து உண்டாக்கப்படும் வாயுவானது Y இன் ஒரு செறிந்த கரைசலில் கரையும்போது சேர்வை P உண்டாகும். சேர்வை P ஆனது நீருடன் தாக்கம் புரியும்போது Y மறுபடியும் பெறப்படுகின்றது. சேர்வை P இன் பெயரையும் இரசாயனச் சூத்திரத்தையும் எழுதுக.
(iv) X, Y, Z ஆகியன ஒன்றாகப் பங்குபற்றும் தாக்கத்திற்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக.
(i) X = K₂Cr₂O₇ (பொட்டாசியம் டைக்குரோமேற்று) — செம்மஞ்சள்/செம்மஞ்சள்-ஆரஞ்சு நிறமுள்ள படிகம், O:K:Cr = 7:2:2 விகிதம் சூத்திரத்துடன் பொருந்துகின்றது. K (தொகுதி 1, s-தொகுப்பு) உம் Cr (d-தொகுப்பு) உம் இரண்டும் காலம் 4 இற்கு உரியவை (ஒரே ஆவர்த்தனம்). Cr ஆனது குரோம் மின்முலாமிடலில் (chrome plating) பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.
Y = H₂SO₄ (சல்பூரிக் அமிலம்) — S:H:O = 1:2:4 விகிதம் பொருந்துகின்றது; X உடன் பொதுவான மூலகம் = O. "நீரீரல் முறை" (wet process) வழியாக பொசுபேற்றுப் பாறையுடன் தாக்கி பொசுபேற்றுப் பசளையை (சூப்பர்பொசுபேற்று) உற்பத்தி செய்வதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.
Z = SO₂ (சல்பர் டையொட்சைட்டு) — காரமான/உறுத்தும் மணமுள்ள, மூவணு (S+2O), V-வடிவ (வளைந்த) வாயு; தொடுகை முறையில் H₂SO₄ உற்பத்திக்கு (SO₂→SO₃→H₂SO₄) பயன்படுத்தப்படுகின்றது.
(ii) K: ஒட்சியேற்ற எண் +1; இலத்திரன் நிலையமைப்பு (K⁺): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ (அல்லது நடுநிலை K அணு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹). Cr: ஒட்சியேற்ற எண் +6; இலத்திரன் நிலையமைப்பு (Cr⁶⁺): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ (அல்லது நடுநிலை Cr அணு, விதிவிலக்கு நிலையமைப்புடன்: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹).
(iii) I. செயன்முறையின் பெயர்: தொடுகை முறை (Contact Process).
II. O₂ உடன் Z(SO₂) தாக்கி SO₃ ஐத் தரும்; SO₃ ஆனது செறிந்த H₂SO₄ இல் கரையும்போது P = ஓலியம் (Oleum) / பைரோசல்பூரிக் அமிலம் (Pyrosulfuric acid), சூத்திரம் H₂S₂O₇ உண்டாகும் (H₂SO₄+SO₃→H₂S₂O₇). P நீருடன் தாக்கும்போது: H₂S₂O₇+H₂O→2H₂SO₄ (Y மீண்டும் பெறப்படுகின்றது).
(iv) மூலக்கூற்றுச் சமன்பாடு: K₂Cr₂O₇(aq) + H₂SO₄(aq) + 3SO₂(g) → K₂SO₄(aq) + Cr₂(SO₄)₃(aq) + H₂O(l)
அல்லது அயனிச் சமன்பாடு: Cr₂O₇²⁻(aq) + 3SO₂(g) + 2H⁺(aq) → 2Cr³⁺(aq) + 3SO₄²⁻(aq) + H₂O(l)
(இது ஆரஞ்சு நிற டைக்குரோமேற்று கரைசல் SO₂ வாயுவுடன் தாக்கி பச்சை நிற Cr³⁺ ஆக மாறும் ஒரு கிளாசிக் ஒட்சியேற்ற-தாழ்த்தல் சோதனையாகும் — Cr ஆனது +6 இலிருந்து +3 ஆகத் தாழ்த்தப்படுகின்றது, S ஆனது +4 இலிருந்து +6 ஆக ஒட்சியேற்றப்படுகின்றது.)
(i) P, Q, R, S, T ஆகியன Co(III) இன் இணைப்புச் சேர்வைகளாகும். அவற்றுக்கு ஓர் எண்முகக் கேத்திரகணிதம் உண்டு. கீழே தரப்பட்டுள்ள பட்டியலிலிருந்து பொருத்தமான இனங்களைத் தெரிந்தெடுத்து இவ்விணைப்புச் சேர்வைகளின் கட்டமைப்புச் சூத்திரங்களைத் தருக அல்லது கட்டமைப்புகளை வரைக்: Co³⁺, K⁺, NH₃, SO₄²⁻, NO₂⁻, Cl⁻ (குறிப்பு: NO₂⁻ உலோக அயனுடன் இணையும்போது ஓர் அணு மூலம் பிணைக்கப்படும் இணையியாக நடந்துகொள்கின்றது).
P — நடுநிலை இணையிகள் மாத்திரம் உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன. P இன் ஒரு நீர்க் கரைசல் ஐதான HCl உடன் தாக்கம் புரியும்போது செங்கபிலத் தூமங்கள் வெளிவருகின்றன. நீர்க் கரைசலில் P நான்கு அயன்களைத் தருகின்றது.
Q — இணையிகளின் இரு வகைகள் (நடுநிலை + ஓரணு அயன்) உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன. Q இன் ஒரு நீர்க் கரைசலுடன் BaCl₂(aq) ஐச் சேர்க்கும்போது ஐதான அமிலத்தில் கரையாத ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உண்டாகின்றது. நீர்க் கரைசலில் Q இரு அயன்களைத் தருகின்றது.
R — இணையிகளின் இரு வகைகள் (நடுநிலை + பல்அணு அயன்) உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன. R கேத்திரகணிதச் சமபகுதிச் சேர்வைகளைக் காட்டுகின்றது. R இன் ஒரு நீர்க் கரைசல் AgNO₃(aq) உடன் தாக்கம் புரியும்போது ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உண்டாகின்றது; அவ்வீழ்படிவு ஐதான NH₄OH இற் கரைகின்றது. நீர்க் கரைசலில் R இரு அயன்களைத் தருகின்றது.
S — இது அயனல்லாத ஒரு சேர்வையாகும். நடுநிலை இணையிகளினதும் பல்அணு அனயன் இணையிகளினதும் சம எண்ணிக்கைகள் உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன.
T — ஓரணு அனயன் இணையிகள் மாத்திரம் உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன. நீர்க் கரைசலில் T நான்கு அயன்களைத் தருகின்றது.
(ii) I. T இன் IUPAC பெயரை எழுதுக. II. R இன் கேத்திரகணிதச் சமபகுதியங்களின் கட்டமைப்புகளை வரைக.
(iii) X ஆனது ஓர் எண்முகக் கேத்திரகணிதம் உள்ள Co(III) இன் ஓர் இணைப்புச் சேர்வையாகும். H₂O, CO₃²⁻ ஆகிய இணையிகள் உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன. X இன் ஒரு நீர்க் கரைசலை AgNO₃(aq) உடன் பரிகரிக்கும்போது செறிந்த NH₄OH இற் கரையும் ஓர் இளம் மஞ்சள் வீழ்படிவு உண்டாகின்றது. நீர்க் கரைசலில் X இரு அயன்களைத் தருகின்றது. X இன் கட்டமைப்புச் சூத்திரத்தைத் தருக அல்லது கட்டமைப்பை வரைக. (குறிப்பு: CO₃²⁻ ஆனது இரு ஒட்சிசன் அணுக்களினூடாக உலோக அயனுடன் இணைகின்றது.)
Q = [Co(NH₃)₅Cl]SO₄ — 5 NH₃(நடுநிலை)+1 Cl⁻(ஓரணு அயன்) உள்ளே இணைந்துள்ளன, SO₄²⁻ வெளியே சுதந்திரமாக: [Co(NH₃)₅Cl]²⁺+SO₄²⁻ = 2 அயன்கள் (✓). சுதந்திர SO₄²⁻ BaCl₂ உடன் BaSO₄ (ஐதான அமிலத்தில் கரையாத வெண்படிவு) தருகின்றது (✓).
R = [Co(NH₃)₄(NO₂)₂]Cl — 4 NH₃(நடுநிலை)+2 NO₂⁻(பல்அணு அயன்) உள்ளே, Cl⁻ வெளியே: 2 அயன்கள் (✓). இரு NO₂⁻ தொகுதிகளும் எண்முகத்தில் அடுத்தடுத்தோ (cis) அல்லது எதிரெதிராகவோ (trans) அமையக்கூடும் — கேத்திரகணிதச் சமபகுதித்தன்மை (✓). சுதந்திர Cl⁻ AgNO₃ உடன் AgCl (வெண்படிவு, ஐதான NH₄OH இற் கரையும் — AgCl இற்கேயுரிய தனித்துவ சோதனை) தருகின்றது (✓).
S = [Co(NH₃)₃(NO₂)₃] — 3 NH₃(நடுநிலை)+3 NO₂⁻(பல்அணு அயன்) சம எண்ணிக்கையில்: மொத்த மின்சுமை = 3+3(0)+3(−1) = 0 — அயனியமாகாத நடுநிலைச் சேர்வை (✓).
T = K₃[CoCl₆] — 6 Cl⁻ (ஓரணு அயன்கள்) மாத்திரம் Co³⁺ உடன் இணைந்து [CoCl₆]³⁻ ஐ உருவாக்குகின்றன, 3 K⁺ வெளியே: 4 அயன்கள் (✓).
(ii) I. T = K₃[CoCl₆] இன் IUPAC பெயர்: பொட்டாசியம் ஹெக்சாகுளோரிடோகோபல்ற்றேற்று(III) (potassium hexachloridocobaltate(III)).
II. R = [Co(NH₃)₄(NO₂)₂]⁺Cl⁻ இன் இரு கேத்திரகணிதச் சமபகுதிகள்:
cis-சமபகுதி: இரு NO₂⁻ தொகுதிகளும் ஒன்றுக்கொன்று அடுத்தடுத்து (90° கோணத்தில்), 4 NH₃ மீதமுள்ள நான்கு நிலைகளில்.
trans-சமபகுதி: இரு NO₂⁻ தொகுதிகளும் ஒன்றுக்கொன்று நேர் எதிராக (180° கோணத்தில், எண்முகத்தின் இரு முனைகளில்), 4 NH₃ மத்திய நான்கு நிலைகளில்.
(⚠ உத்தியோகபூர்வ திட்டத்தின் குறிப்பு: உயர்தரத்தில் கேத்திரகணிதச் சமபகுதியம் பொதுவாகக் கற்பிக்கப்படினும், சிக்கல் அயன்களில் இதுபற்றி மாணவர்களுக்குப் பரீட்சியம் இல்லாதிருக்கக்கூடும் என்பதால், R = [Co(NH₃)₅(SO₄)]Cl எனும் மாற்று விடைக்கும், அதற்கேற்ற ஒரு கட்டமைப்பிற்கும் பகுதி மதிப்பெண்கள் (06+03) சலுகையாக வழங்கப்படும் என உத்தியோகபூர்வ திட்டம் குறிப்பிடுகின்றது.)
(iii) X = [Co(H₂O)₄(CO₃)]Br — CO₃²⁻ இங்கு இரு ஒட்சிசன் அணுக்களினூடாக (இருபல்லியியல்) இணைகின்றது, −2 மின்சுமையுடன்; 4 H₂O (நடுநிலை) + CO₃²⁻(−2) + Co³⁺(+3) = +1 கற்றயன் மின்சுமை, Br⁻ இனால் வெளியே சமன் செய்யப்படுகின்றது: [Co(H₂O)₄(CO₃)]⁺+Br⁻ = 2 அயன்கள் (✓). இளம் மஞ்சள் வீழ்படிவு (AgBr, செறிந்த NH₄OH இற் கரையும் — AgCl(வெண்/நீர்த்த NH₄OH), AgBr(இளமஞ்சள்/செறிந்த NH₄OH), AgI(மஞ்சள்/கரையாது) என்ற வெள்ளி ஆலைட்டு தனித்துவ வரிசையில் AgBr இற்கேயுரிய அடையாளம்) சுதந்திர Br⁻ இருப்பதை உறுதிசெய்கின்றது.
ஒரு நீர்க் கரைசல் M இல் A, B, C, D என்னும் உலோகங்கள் ஒவ்வொன்றினதும் ஒரு கற்றயன் வீதம் உள்ளது. கீழே உள்ள திட்டத்தில் தரப்பட்டுள்ள பகுப்பாய்வுகளுக்கு M உட்படுகின்றது. (குறியீடு: ▽=வீழ்படிவுடன் கூடிய கரைசல், ◇=திண்மம், □=கரைசல், ○=வாயு.)
A கிளை: M + ஐதான HCl/H₂S → கருப்பு வீழ்படிவு A₁ + நிறமற்ற வடிகட்டல். A₁ + வெப்பமான ஐதான HNO₃ → இளநீல கரைசல். இளநீல கரைசல் + ஐதான NaOH → A₂(இளநீலம்); + NH₄OH → A₂(இளநீலம்) → மிகையான NH₄OH → A₃(கடும் நீலம்); + செறிந்த HCl → A₄(மஞ்சள்).
B கிளை: (A கிளையின் நிறமற்ற வடிகட்டல்) → (1)கொதித்தல் (2)செறிந்த HNO₃/வெப்பம் (3)அறை வெப்பநிலைக்குக் குளிர்ச்சியாக்கல் (4)NH₄OH/NH₄Cl → பச்சை வீழ்படிவு B₁ + நிறமற்ற வடிகட்டல். B₁ + மிகையான ஐதான NaOH/H₂O₂ → B₂(மஞ்சள்); B₂ + ஐதான H₂SO₄ → B₃(செம்மஞ்சள்).
C கிளை: (B கிளையின் நிறமற்ற வடிகட்டல்) + H₂S → இளஞ்சிவப்பு வீழ்படிவு C₁ + வடிகட்டல். C₁ + ஐதான HNO₃ → C₂(இளஞ்சிவப்பு); C₂ + ஐதான NaOH → C₃(கிரீம் நிறம்); C₂ + செறிந்த HCl → C₄(பச்சை சார்ந்த மஞ்சள்).
D கிளை: (C கிளையின் வடிகட்டல்) → (1)கொதித்தல் (2)அறை வெப்பநிலைக்குக் குளிர்ச்சியாக்கல் (3)NH₄OH/NH₄Cl (சிறிதளவில் மிகையாக) (4)(NH₄)₂CO₃ → வெள்ளை வீழ்படிவு D₁ + வாயு X (நிறமற்றது) + நிறமற்ற வடிகட்டல் D₅. D₁ + சுவாலைச் சோதனை → செங்கற் சிவப்பு நிறம். D₁ →(வெப்பமாக்கல்)→ D₂(வெள்ளை) + X. D₂ + X + H₂O → D₃(நிறமற்றது); D₃ + ஐதான H₂SO₄ → D₄(வெள்ளை).
A₁–A₄, B₁–B₃, C₁–C₄, D₁–D₅ ஆகியன A, B, C, D ஆகிய உலோகங்களினதும் நான்கு கற்றயன்களினதும் சேர்வைகள்/இனங்கள் ஆகும். X ஆனது ஒரு வாயு ஆகும். A₁, A₂, A₃, A₄, B₁, B₂, B₃, C₁, C₂, C₃, C₄, D₁, D₂, D₃, D₄, D₅, X ஆகியவற்றை இனங்காண்க.
B = குரோமியம் (Cr): B₁=Cr(OH)₃ (பச்சை வீழ்படிவு, NH₄OH/NH₄Cl இடையகத்தில்). B₂=Na₂CrO₄ (மஞ்சள் கரோமேற்று, மிகையான NaOH/H₂O₂ ஆல் Cr(III) ஆனது Cr(VI) ஆக ஒட்சியேற்றப்படுவதால்). B₃=Na₂Cr₂O₇ (செம்மஞ்சள் டைக்குரோமேற்று, ஐதான H₂SO₄ இனால் அமிலமாக்கப்படும்போது).
C = மங்கனீசு (Mn): C₁=MnS (இளஞ்சிவப்பு வீழ்படிவு — Mn²⁺ இன் தனித்துவமான H₂S வீழ்படிவு நிறம்). C₂=[Mn(H₂O)₆]²⁺ (இளஞ்சிவப்பு கரைசல்). C₃=Mn(OH)₂ (கிரீம் நிற வீழ்படிவு, NaOH உடன்). C₄=[MnCl₄]²⁻ (பச்சை சார்ந்த மஞ்சள், செறிந்த HCl உடன்).
D = கல்சியம் (Ca): D₁=CaCO₃ (வெள்ளை வீழ்படிவு, (NH₄)₂CO₃ உடன்; சுவாலைச் சோதனையில் செங்கற் சிவப்பு நிறம் Ca இற்குரிய தனித்துவ அடையாளம்). D₂=CaO (D₁ இன் வெப்பச் சிதைவால், X=CO₂ வெளியேறும்). D₃=Ca(OH)₂ (D₂+H₂O). D₄=CaSO₄ (ஐதான H₂SO₄ உடன், வெள்ளை மென் வீழ்படிவு). D₅=Ca(HCO₃)₂ (நிறமற்ற கரைசல், (NH₄)₂CO₃ படி/CO₂ மிகையுடன் தொடர்புடையது).
X = CO₂.
(i) A, B, C, D, E ஆகியன இணைப்புச் சேர்வைகளாகும். அவற்றுக்கு ஓர் எண்முகக் கேத்திரகணிதம் உண்டு. Na⁺, Cu⁺, Cu²⁺, Br⁻, NH₃ ஆகிய பட்டியலிலிருந்து உகந்த இனங்களைத் தெரிந்தெடுத்து, இவற்றின் கட்டமைப்புச் சூத்திரங்களைத் தருக (ஒரு சிக்கலயனில் ஓர் உலோக அயனுடன் பல வகை இணையிகள் இணைக்கப்பட்டிருக்கலாம்):
A: உலோக அயனுடன் இரு வகையான இணையிகளின் சம எண்ணிக்கைகள் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. அதன் சிக்கலயனுக்கு −1 ஏற்றம் உள்ளது.
B: உலோக அயனுடன் இணையிகளின் இரு வகைகள் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. B இன் ஒரு நீர்க் கரைசலுடன் AgNO₃(aq) சேர்க்கப்படும்போது, செறிந்த NH₄OH இற் கரையத்தக்க ஓர் இளம் மஞ்சள் வீழ்படிவு உண்டாகின்றது.
C உம் D உம்: C உம் D உம் ஒரே மூலகங்களைக் கொண்டுள்ளன. எனினும் C இன் சிக்கலயனிற்கு −2 ஏற்றம் இருக்கும் அதேவேளை, D இன் அந்த அயனிற்கு −3 ஏற்றம் உள்ளது.
E: உலோக அயனுடன் ஓர் இணையி வகை மாத்திரம் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. நீர்க் கரைசலில் E இரு அயன்களைத் தருகின்றது. II. E இன் IUPAC பெயரைத் தருக.
(ii) X, Y ஆகியன ஓர் d-தொகுப்பு உலோக அயன் M(II) இன் சிக்கலயன்களாகும், அவற்றுக்கு ஒரு சதுரத் தளக் கேத்திரகணிதம் உள்ளது. X: எதிலீனிருஅமைன் மாத்திரம் M(II) இற்கு இணைக்கப்பட்டுள்ளது. Y: எதிலீனிருஅமையனும் H₂O உம் M(II) இற்கு இணைக்கப்பட்டுள்ளன. X, Y ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புச் சூத்திரங்களை எழுதி, அவற்றின் கட்டமைப்புகளை வரைக. (எதிலீனிருஅமைனின் கட்டமைப்பு NH₂—CH₂—CH₂—NH₂; அது இரு N அணுக்களினூடாகவும் M(II) இற்கு இணைகின்றது; "en" ஐக் குறிப்பிடப் பயன்படுத்துக.)
A = Na[CuBr₃(NH₃)₃] — Cu²⁺+3Br⁻(x3)+3NH₃(x3)=ஏற்றம் +2−3=−1 ✓ (சம எண்ணிக்கை 3:3, இணையி இரு வகை).
B = [CuBr(NH₃)₅]Br — சிக்கலயன் [CuBr(NH₃)₅]⁺ (Cu²⁺+1Br⁻+5NH₃: +2−1=+1), வெளிப்புற Br⁻ சுதந்திரமாக AgNO₃ உடன் தாக்கி AgBr (இளம் மஞ்சள், செறிந்த NH₄OH இற் கரையும்) தருகின்றது.
C = Na₂[CuBr₄(NH₃)₂] — Cu²⁺+4Br⁻+2NH₃: ஏற்றம் +2−4=−2 ✓.
D = Na₃[CuBr₄(NH₃)₂] — அதே இணையிகள் C இலுள்ளது போலவே, ஆனால் மைய உலோகம் Cu⁺ (Cu(I)): +1−4=−3 ✓ — C, D "ஒரே மூலகங்களைக்" கொண்டிருப்பதற்கான காரணம் இதுவே: வெவ்வேறு Cu ஒட்சியேற்ற நிலைகள் (Cu²⁺ vs Cu⁺), ஒரே இணையிச் சேர்க்கை.
(⚠ உத்தியோகபூர்வ திட்டம் C, D இற்கு மாற்று வடிவங்களையும் ஏற்றுக்கொள்கின்றது: C=Na₂[CuBr₃(NH₃)₃]; D=Na₃[CuBr₅(NH₃)].)
E = [Cu(NH₃)₆]Br — ஒரே இணையி வகை (NH₃ மாத்திரம்); நீர்க் கரைசலில் [Cu(NH₃)₆]⁺ உம் Br⁻ உம் என இரு அயன்கள் தருகின்றது (Cu⁺, ஒரே இணையி வகை என்பதால்).
II. E இன் IUPAC பெயர்: hexaamminecopper(I) bromide (ஹெக்சாஅம்மைன்காப்பர்(I) புரோமைட்டு).
(7(b)(i) = 55 புள்ளிகள்: A-E ஒவ்வொன்றும் 10×5=50 + IUPAC பெயர் 05.)
(ii) M(II) சதுரத் தளக் கேத்திரகணிதம் (Cu²⁺, Ni²⁺ போன்ற d⁸ உலோக அயன்களுக்குப் பொதுவானது).
X = [M(en)₂]²⁺ — en ஒரு இருபல்-பல் (bidentate) இணையி, இரு N அணுக்களினூடாக இணைவதால் 2 en மூலக்கூறுகள் 4 இணைப்புத் தளங்களை நிரப்பி சதுரத் தளத்தை முழுமையாக்குகின்றன.
Y = [M(en)₂(OH₂)₂]²⁺ — ஒரு en மூலக்கூறும் இரு தனித்த H₂O மூலக்கூறுகளும் (ஒவ்வொன்றும் ஒரு தளம்) இணைந்து சதுரத் தளத்தை நிரப்புகின்றன.
(7(b)(ii) = 20 புள்ளிகள். 7(b) மொத்தம் = 75 புள்ளிகள். 7 மொத்தம் = 150 புள்ளிகள் [7(a)=75, அலகு 13 இல் காணப்படும்].)
ஒரு நீர்க் கரைசல் Y இல் P, Q, R, S என்னும் நான்கு கற்றயன்கள் உள்ளன. இவற்றை இனங்காண்பதற்காகப் பின்வரும் பரிசோதனைகள் முறையே நிறைவேற்றப்பட்டன: 1. Y+ஐதான HCl → ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு (P₁). 2. P₁ வடிகட்டப்பட்டு, வடிதிரவத்தினூடாக H₂S அனுப்பப்பட்டது → வீழ்படிவு இல்லை. 3. H₂S ஐ முற்றாக அகற்ற வடிதிரவம் கொதிக்க வைக்கப்பட்டு, செறிந்த HNO₃ சில துளிகள் சேர்க்கப்பட்டு, கொதிக்க வைக்கப்பட்டு, குளிர்ச்சியாக்கப்பட்டு, NH₄Cl/NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது → ஒரு கபில நிற வீழ்படிவு (Q₁). 4. Q₁ வடிகட்டப்பட்டு, வடிதிரவத்தினூடாக H₂S அனுப்பப்பட்டது → ஒரு கறுப்பு வீழ்படிவு (R₁). 5. R₁ வடிகட்டப்பட்டு, H₂S முற்றாக அகற்றப்பட்டு, குளிர்ச்சியாக்கப்பட்டு, NH₄Cl/NH₄OH சேர்க்கப்பட்டு, (NH₄)₂CO₃ மிகையாகச் சேர்க்கப்பட்டது → ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு (S₁).
வீழ்படிவுகளுக்கான உறுதிச் சோதனைகள்: P₁+ஐதான NH₄OH→நிறமற்ற கரைசல் P₂; P₂(I)+KI(aq)→கடும் மஞ்சள் வீழ்படிவு P₃; P₂(II)+Na₂S₂O₃/Δ→கறுப்பு வீழ்படிவு P₄. Q₁+ஐதான HNO₃→கரைசல்; (I)+NH₄SCN→கடும் சிவப்புக் கரைசல் Q₂; (II)+K₄[Fe(CN)₆]→கருநீல வீழ்படிவு Q₃. R₁+ஐதான HCl→கரைசல்; (I)+சில துளி NH₄OH→பச்சை வீழ்படிவு R₂; (II)+மிகையான NH₄OH→கருநீலக் கரைசல் R₃; (III)+சில துளி NH₄OH/DMG→கடுஞ் சிவப்பு வீழ்படிவு R₄. S₁+ஐதான HCl→கரைசல்; (I)+ஐதான H₂SO₄→ஐதான HNO₃இற் கரையாத வெண்ணிற வீழ்படிவு S₂; (II)+K₂CrO₄→மஞ்சள் வீழ்படிவு S₃; S₁ சுவாலைச் சோதனை→இளம் பச்சை.
P, Q, R, S ஆகிய நான்கு கற்றயன்களையும் இனங்காண்க. ஒவ்வொரு கற்றயனுடனும் தொடர்புபட்ட P₁-P₄, Q₁-Q₃, R₁-R₄, S₁-S₃ ஆகிய சேர்வைகளின்/இனங்களின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக.
P = Ag⁺. P₁=AgCl; P₂=[Ag(NH₃)₂]⁺; P₃=AgI; P₄=Ag₂S.
Q₁ (செறிந்த HNO₃ ஒட்சியேற்றத்தையடுத்து NH₄Cl/NH₄OH இடையகத்தில் கபில வீழ்படிவு, Group III) — NH₄SCN உடன் கடும் சிவப்பு நிறமும் K₄[Fe(CN)₆] உடன் ப்ரஷியன் நீலமும் Fe³⁺ இற்கு மாத்திரமே பொருந்தும் தனித்துவ உறுதிச் சோதனைகள்.
Q = Fe²⁺ அல்லது Fe³⁺. Q₁=Fe(OH)₃; Q₂=Fe(SCN)₃ [அல்லது [Fe(SCN)(H₂O)₅]²⁺]; Q₃=Fe₄[Fe(CN)₆]₃.
R₁ (NH₄Cl/NH₄OH இடையக H₂S இனால் கறுப்பு வீழ்படிவு, Group IV) — சில துளி NH₄OH இனால் பச்சை வீழ்படிவு, மிகையான NH₄OH இனால் கருநீலக் கரைசல் [Ni(NH₃)₆]²⁺, மற்றும் DMG (இருமெதயில்கிளையொக்சீம்) இனால் கடுஞ் சிவப்பு வீழ்படிவு — இது Ni²⁺ இற்கான உலகளாவிய தனித்துவ உறுதிச் சோதனை (குரவிமெற்றிக் நிக்கல் சோதனை).
R = Ni²⁺. R₁=NiS; R₂=Ni(OH)₂; R₃=[Ni(NH₃)₆]²⁺; R₄=[Ni(DMG)₂].
S₁ ((NH₄)₂CO₃ மூலம் வெண்ணிற வீழ்படிவு, Group V) — ஐதான H₂SO₄ இனால் BaSO₄ (ஐதான HNO₃ இலும் கரையாத அளவு அரிதாய்க் கரையக்கூடியது), K₂CrO₄ இனால் மஞ்சள் BaCrO₄, மற்றும் இளம் பச்சைச் சுவாலைச் சோதனை — மூன்றும் ஒன்றிணைந்து Ba²⁺ ஐ உறுதியாகக் காட்டுகின்றன (Ca²⁺ செங்கல்-சிவப்பு சுவாலையும் CaSO₄ இன் அதிக கரைதிறனும் காரணமாக விலக்கப்படுகின்றது).
S = Ba²⁺. S₁=BaCO₃; S₂=BaSO₄; S₃=BaCrO₄.
(a)(i) MgSO₄, NaOH, BaCl₂, Na₂SO₄, Zn(NO₃)₂ என்னும் சேர்வைகளின் நீர்க் கரைசல்கள் A,B,C,D,E (இதே வரிசையிலன்று) எனச் சுட்டுத்துண்டிடப்பட்ட ஐந்து 100cm³ முகவைகளில் உள்ளன. கீழே தரப்பட்டுள்ள அவதானிப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு A,B,C,D,E ஆகியவற்றை இனங்காண்க. (காரணங்கள் அவசியமல்ல.)
D உம் E உம் கலக்கும்போது ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உண்டாகின்றது. மிகையான E ஐச் சேர்க்கும்போது வீழ்படிவு கரைந்து ஒரு நிறமற்ற கரைசல் கிடைக்கின்றது. C உடன் E ஐச் சேர்க்கும்போது ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உண்டாகின்றது. A உடன் E ஐச் சேர்க்கும்போதும் B உடன் E ஐச் சேர்க்கும்போதும் வீழ்படிவுகள் உண்டாவதில்லை. A ஐயும் B ஐயும் கலக்கும்போது ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உண்டாகின்றது. A உடன் C ஐச் சேர்க்கும்போது ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உண்டாகின்றது. எனினும், B உடன் C ஐச் சேர்க்கும்போது வீழ்படிவு உண்டாவதில்லை. (25 புள்ளிகள்)
(ii) ஒரு நீர்க் கரைசல் M இல் மூன்று கற்றயன்கள் உள்ளன. இக்கற்றயன்களை இனங்காண்பதற்குப் பின்வரும் சோதனைகள் (1-5) நிறைவேற்றப்பட்டன:
1. கரைசல் M உடன் ஐதான HCl சேர்க்கப்பட்டது → ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு (P₁).
2. P₁ வடித்து அகற்றப்பட்டு, கரைசலினூடாக H₂S வாயு குமிழியிட்டுச் செல்லுமாறு செய்யப்பட்டது → வீழ்படிவு இல்லை.
3. எல்லா H₂S உம் அகற்றப்படும் வரைக்கும் கரைசல் கொதிக்கச் செய்யப்பட்டு, பின்னர் குளிர்ச்சியாக்கப்பட்டது. NH₄Cl/NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது → வீழ்படிவு இல்லை.
4. இக்கரைசலினூடாக H₂S குமிழியிட்டுச் செல்லுமாறு செய்யப்பட்டது → ஒரு வெளிறிய இளஞ்சிவப்பு வீழ்படிவு (P₂).
5. P₂ வடித்து அகற்றப்பட்டு, எல்லா H₂S உம் அகற்றப்படும் வரைக்கும் கரைசல் கொதிக்கச் செய்யப்பட்டது. (NH₄)₂CO₃ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது → ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு (P₃).
P₁,P₂,P₃ ஆகிய வீழ்படிவுகளுக்குப் பின்வரும் உறுதிப்படுத்தல் சோதனைகள் நிறைவேற்றப்பட்டன: P₁ உடன் மிகையான ஐதான அமோனியாக் கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது → P₁ கரைந்தது. P₂ ஐதான HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டு, மிகையான ஐதான NaOH சேர்க்கப்பட்டது → காலப்போக்கில் கபில நிறமாக மாறும் ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு. P₃ செறிந்த HCl இல் கரைக்கப்பட்டு, சுவாலைச் சோதனைக்கு உட்படுத்தப்பட்டது → ஒரு பச்சை நிறச் சுவாலை.
M இல் உள்ள மூன்று கற்றயன்களையும் இனங்காண்க (காரணங்கள் அவசியமல்ல); P₁,P₂,P₃ ஆகியவற்றின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக. (24 புள்ளிகள்)
(iii) X,Y,Z ஆகியன அயன் திண்மங்களாகும் — மூன்று சேர்வைகளிலும் சோடியமே கற்றயனாகும். X,Y,Z இல் உள்ள அனயன்களை இனங்காண்பதற்குப் பின்வரும் சோதனைகள் நிறைவேற்றப்பட்டன:
சோதனை 1 (X): X நீரில் கரைக்கப்பட்டது → நிறமற்ற கரைசல். + Pb(CH₃COO)₂ → ஒரு மஞ்சள் வீழ்படிவு. கலவை வெப்பமாக்கப்பட்டது → வீழ்படிவு கரைந்து நிறமற்ற கரைசல். இக்கரைசல் குளிர்ச்சியாக்கப்பட்டது → ஒரு மஞ்சள் வீழ்படிவு (பொன் மஞ்சள் நிறமுள்ள தகடுகளாக).
சோதனை 2 (Y): Y நீரில் கரைக்கப்பட்டது → நிறமற்ற கரைசல். + BaCl₂ → ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு. + ஐதான HCl → ஒரு வாயுவை வெளியேற்றிக்கொண்டு நிறமற்ற கரைசல். வெளியேறிய வாயு அமிலமாக்கிய K₂Cr₂O₇ இனால் ஈரமாக்கப்பட்ட வடிகட்டித் தாளின் மேல் பரீட்சிக்கப்பட்டது → செம்மஞ்சள் வடிகட்டித் தாள் பச்சை நிறமாக மாறியது.
சோதனை 3 (Z): Z நீரில் கரைக்கப்பட்டது → நிறமற்ற கரைசல். + AgNO₃ → ஒரு கருமை நிற வீழ்படிவு. திண்ம Z + ஐதான HCl → நிறமற்ற வாயு வெளியேறியது. இவ்வாயு Pb(CH₃COO)₂ இனால் ஈரமாக்கப்பட்ட வடிகட்டித் தாளின் மேல் பரீட்சிக்கப்பட்டது → வடிகட்டித் தாள் கருமை நிறமாக மாறியது.
X,Y,Z இல் உள்ள அனயன்களை இனங்காண்க (காரணங்கள் அவசியமல்ல); மேற்குறித்த சோதனைகளுக்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக. (26 புள்ளிகள்)
(b) ஒரு திண்ம மாதிரி X இல் P,Q என்னும் சேர்வைகளும் ஒரு சடத்துவப் பதார்த்தமும் அடங்கியுள்ளன. P=Fe₂O₃, Q=Fe₃O₄. Q ஒரு தனிச் சேர்வையாக இருக்கும் அதேவேளை Fe²⁺,Fe³⁺ ஆகிய ஒட்சியேற்ற நிலைகளில் இரும்பு அடங்கியுள்ளது. Q ஓர் அமில ஊடகத்தில் I⁻ உடன் பின்வருமாறு தாக்கம் புரிகின்றது: Fe₃O₄ + 2I⁻ + 8H⁺ → 3Fe²⁺ + 4H₂O + I₂.
X இன் 3.2g ஆனது ஐதான H₂SO₄ இன் முன்னிலையில் மிகையான KI உடன் பரிகரிக்கப்பட்டு, அயடீனை விடுவித்துக்கொண்டு எல்லா Fe³⁺ உம் Fe²⁺ ஆக மாற்றப்பட்டது. கிடைத்த கரைசல் 100.00cm³ இற்கு ஐதாக்கப்பட்டது (S). இக்கரைசலின் 25.00cm³ இல் உள்ள அயடீனை அயடைட்டாக மாற்ற 0.50 mol dm⁻³ Na₂S₂O₃ இன் 15.00cm³ தேவைப்பட்டது. S இன் வேறொரு 50.00cm³ இல் (அயடீன் முற்றாக அகற்றப்பட்ட பின்னர்) எல்லா Fe²⁺ ஐயும் ஒட்சியேற்ற ஐதான H₂SO₄ ஊடகத்தில் 0.25 mol dm⁻³ KMnO₄ இன் 14.00cm³ தேவைப்பட்டது.
(i) மேற்குறித்த செயன்முறையில் நடைபெறும் தாக்கங்களுக்குச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக்.
(ii) X இல் P,Q ஆகியவற்றின் திணிவுச் சதவீதங்களைக் கணிக்க. (O=16, Fe=56) (75 புள்ளிகள்)
D+E: Zn²⁺+2OH⁻→Zn(OH)₂↓ (வெண்ணிற வீழ்படிவு); மிகையான OH⁻ இல்: Zn(OH)₂+2OH⁻→[Zn(OH)₄]²⁻ (நிறமற்ற கரைசல் — Zn(OH)₂ ஒரு ஆம்போற்றெறிக் ஐதரொட்சைட்டு என்பதே இந்த "வீழ்படிவு உண்டாகி, மிகையானதில் கரைதல்" பண்பின் தனித்துவமான குறிப்பு).
C+E: Mg²⁺+2OH⁻→Mg(OH)₂↓ (வெண்ணிற வீழ்படிவு, கரையாது).
A+E, B+E: BaCl₂ அல்லது Na₂SO₄ NaOH உடன் வீழ்படிவு தராது.
A+B: Ba²⁺+SO₄²⁻→BaSO₄↓ (வெண்ணிற வீழ்படிவு).
A+C: Ba²⁺+SO₄²⁻(MgSO₄ இலிருந்து)→BaSO₄↓ (வெண்ணிற வீழ்படிவு).
B+C: Na₂SO₄+MgSO₄ — இரண்டுமே கரையக்கூடிய சல்பேற்றுகள், வீழ்படிவு இல்லை. ✓ எல்லா அவதானிப்புகளுடனும் பொருந்துகின்றது.
(a)(ii) M இல் Ag⁺, Mn²⁺, Ba²⁺ உள்ளன. P₁=AgCl, P₂=MnS, P₃=BaCO₃.
சோதனை 1 (HCl குழு, I): Ag⁺+Cl⁻→AgCl↓ (P₁, வெண்ணிறம்).
சோதனை 2 (அமிலத்தில் H₂S, குழு II): வீழ்படிவு இல்லை — குழு II கற்றயன்கள் (Cu²⁺,Cd²⁺ போன்றவை) இல்லை.
சோதனை 3 (NH₄Cl/NH₄OH, குழு III): வீழ்படிவு இல்லை — குழு III கற்றயன்கள் (Fe³⁺,Al³⁺ போன்றவை) இல்லை.
சோதனை 4 (இடைநிலைமையான H₂S, குழு IV): Mn²⁺+H₂S→MnS↓ (P₂, வெளிறிய இளஞ்சிவப்பு — Mn²⁺ இற்குரிய சிறப்பியல்பு நிறம்).
சோதனை 5 ((NH₄)₂CO₃, குழு V): Ba²⁺+CO₃²⁻→BaCO₃↓ (P₃, வெண்ணிறம்).
உறுதிப்படுத்தல்: AgCl+2NH₃→[Ag(NH₃)₂]⁺+Cl⁻ (P₁ கரைதல் — Ag⁺ இற்குரிய சிறப்பியல்பு, PbCl₂ கரையாது).
MnS+2HNO₃→Mn²⁺+2NO₃⁻+H₂S; Mn²⁺+2OH⁻→Mn(OH)₂↓(வெண்) →வளியில் ஒட்சியேற்றமடைந்து→ 4Mn(OH)₂+O₂+2H₂O→4Mn(OH)₃(கபிலம்).
BaCO₃+2HCl→BaCl₂+H₂O+CO₂; Ba²⁺ சுவாலைச் சோதனையில் பச்சை நிறம் தரும்.
(a)(iii) X இல் I⁻, Y இல் SO₃²⁻, Z இல் S²⁻ உள்ளன.
சோதனை 1 (PbI₂ "பொன் மழை" சோதனை): 2NaI+Pb(CH₃COO)₂→PbI₂↓(மஞ்சள்)+2CH₃COONa; PbI₂ சூடான நீரில் கரைந்து குளிரும்போது பொன்மஞ்சள் தகடுகளாகத் திரும்பப் படிகமாகும்.
சோதனை 2 (SO₃²⁻ — BaSO₃ ஐதான அமிலத்தில் கரைதல்): Na₂SO₃+BaCl₂→BaSO₃↓(வெண்)+2NaCl; BaSO₃+2HCl→BaCl₂+H₂O+SO₂↑; Cr₂O₇²⁻+3SO₂+2H⁺→2Cr³⁺+3SO₄²⁻+H₂O (செம்மஞ்சள்→பச்சை).
சோதனை 3 (S²⁻ — H₂S வாயு, PbS சோதனை): Na₂S+2AgNO₃→Ag₂S↓(கருமை)+2NaNO₃; Na₂S+2HCl→2NaCl+H₂S↑; H₂S+Pb(CH₃COO)₂→PbS↓(கருமை)+2CH₃COOH.
(b)(i) சமன்பாடுகள்:
Fe₂O₃+6H⁺+2I⁻→2Fe²⁺+I₂+3H₂O (P இன் கரைதல்+ஒட்சியேற்றத் தாழ்த்தல்)
Fe₃O₄+2I⁻+8H⁺→3Fe²⁺+4H₂O+I₂ (தரப்பட்டது)
I₂+2S₂O₃²⁻→2I⁻+S₄O₆²⁻ (தையோசல்பேற்றுத் தரப்படுத்தல்)
MnO₄⁻+5Fe²⁺+8H⁺→Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O (பேர்மங்கனேற்றுத் தரப்படுத்தல்)
(b)(ii) கணக்கீடு:
KMnO₄ மோல்கள் (50.00cm³ இல்) = 0.25×0.01400 = 3.5×10⁻³ mol → Fe²⁺ மோல்கள் (50cm³) = 5×3.5×10⁻³ = 1.75×10⁻² mol → Fe²⁺ மோல்கள் (முழு 100cm³) = 1.75×10⁻²×2 = 3.5×10⁻² mol (மொத்த Fe).
Na₂S₂O₃ மோல்கள் (25.00cm³ இல்) = 0.50×0.01500 = 7.5×10⁻³ mol → I₂ மோல்கள் (25cm³) = 7.5×10⁻³/2 = 3.75×10⁻³ mol → I₂ மோல்கள் (முழு 100cm³) = 3.75×10⁻³×4 = 1.5×10⁻² mol (மொத்த I₂).
x = Fe₂O₃ (P) மோல்கள், y = Fe₃O₄ (Q) மோல்கள் எனக் கொள்க:
Fe²⁺ சமன்பாடு: 2x+3y = 3.5×10⁻² ... (A)
I₂ சமன்பாடு: x+y = 1.5×10⁻² ... (B)
(B) இலிருந்து x=1.5×10⁻²−y; (A) இல் பிரதியிட: 2(1.5×10⁻²−y)+3y=3.5×10⁻² → 3×10⁻²+y=3.5×10⁻² → y=5×10⁻³ mol; x=1.0×10⁻² mol.
வெகுணுத்திணிவுகள்: Fe₂O₃=160 g/mol; Fe₃O₄=232 g/mol.
திணிவு P = 1.0×10⁻²×160 = 1.6g; திணிவு Q = 5×10⁻³×232 = 1.16g.
P (Fe₂O₃) இன் திணிவுச் சதவீதம் = (1.6/3.2)×100 = 50%.
Q (Fe₃O₄) இன் திணிவுச் சதவீதம் = (1.16/3.2)×100 = 36.25%.
(மீதி 0.44g / 13.75% சடத்துவப் பதார்த்தத்திற்குரியது — X இல் அது இருப்பதாகக் கூறியதற்குப் பொருந்துகின்றது.)
உப்பு M(NO₃)ₙ ஐக் காய்ச்சி வடித்த நீரிற் கரைக்கும்போது ஒரு
நிறமுள்ள சிக்கலயன் P உண்டாகின்றது. M ஆனது 3d தொகுப்புக்குரிய
ஒரு தாண்டல் மூலகமாகும். P பின்வரும் தாக்கங்களுக்கு உட்படுகின்றது:
நீர் NH₃ சேர்க்கப்பட்டால் Q (நீலநிற வீழ்படிவு); Q இற்கு மிகையான
நீர் NH₃ சேர்க்கப்பட்டால் R (கடும் நிறமுள்ள கரைசல்); P இற்குச்
செறிந்த HCl சேர்க்கப்பட்டால் S (மஞ்சள் நிறமுள்ள கரைசல்); P
இற்கு U சேர்க்கப்பட்டால் T (செங்கபில வீழ்படிவு). T,U ஆகியன
ஒவ்வொன்றும் நான்கு மூலகங்களைக் கொண்ட இணைப்புச் சேர்வைகளாகும்.
P,R,S ஆகியன சிக்கலயன்களாகும்.
(i) உலோகம் M ஐ இனங்காண்க. சிக்கலயன் P இல் M இன்
ஒட்சியேற்ற நிலையைத் தருக.
(ii) M(NO₃)ₙ இல் n இன் பெறுமானத்தைத் தருக.
(iii) சிக்கலயன் P இல் M இன் பூரண இலத்திரன்
நிலையமைப்பை எழுதுக.
(iv) P,Q,R,S,T,U ஆகியவற்றின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை
எழுதுக.
(v) P,R,S,T,U ஆகியவற்றின் IUPAC பெயர்களைத் தருக.
(vi) P இன் நிறம் யாது?
(vii) கீழே தரப்பட்டுள்ள I, II ஆகியவற்றில் நீர்
எதிர்பார்க்கும் அவதானிப்புகள் யாவை? I. அறை வெப்பநிலையில் P
ஐக் கொண்ட ஓர் அமிலக் கரைசலுக்கு H₂S வாயுவை அனுப்பும்போது.
II. மேலே I இல் கிடைக்கும் கலவையைக் கரைந்துள்ள H₂S ஐ நீக்கிய
பின்னர் ஐதான HNO₃ உடன் வெப்பமாக்கும்போது.
(viii) ஒரு நீர்க் கரைசலில் இருக்கும் Mⁿ⁺ இன் செறிவைத்
துணிவதற்கான ஒரு முறையைப் பின்வரும் இரசாயனப் பொருள்களைப்
பயன்படுத்திச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளின் துணையுடன்
சுருக்கமாக விவரிக்க: KI, Na₂S₂O₃, மாப்பொருள்.
(ii) n = 2 (Cu(NO₃)₂).
(iii) Cu²⁺: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁹.
(iv) P: [Cu(H₂O)₆]²⁺. Q: Cu(OH)₂. R: [Cu(NH₃)₄]²⁺. S: [CuCl₄]²⁻. T: Cu₂[Fe(CN)₆]. U: K₄[Fe(CN)₆].
(v) P: hexaaquacopper(II) ion. Q: copper(II) hydroxide. R: tetraamminecopper(II) ion. S: tetrachloridocuprate(II) ion. T: copper hexacyanoferrate(II). U: potassium hexacyanoferrate(II).
(vi) P இன் நிறம்: வெளிர் நீலம்.
(vii) I: கறுப்பு வீழ்படிவு (CuS உருவாகின்றது — H₂S அமிலக் கரைசலில் Cu²⁺ உடன் தாக்கி கருப்பு CuS வீழ்படிவைத் தருகின்றது). II: வெளிர் நீலக் கரைசல் — கரைசல் கலங்கல்/ வெளிர்மஞ்சள் அல்லது பால்போன்ற/வெள்ளை வீழ்படிவாகும் (எஞ்சிய S எலிமெண்டல் கந்தகமாக மாறுவதால்).
(viii) Mⁿ⁺(=Cu²⁺) ஐக் கொண்ட நீர்க் கரைசலின் V₁ cm³ இற்கு மிகையான KI சேர்க்க:
2Cu²⁺ + 4I⁻ → 2CuI↓ + I₂ ... (1)
விடுவிக்கப்பட்ட I₂ ஐ மாப்பொருள் காட்டி முன்னிலையில் தெரிந்த செறிவுள்ள (M mol dm⁻³) Na₂S₂O₃ உடன் நியமிக்க:
I₂ + 2S₂O₃²⁻ → S₄O₆²⁻ + 2I⁻ ... (2)
ஒட்டுமொத்தம் (1)+(2): 2Cu²⁺ + 2S₂O₃²⁻ → 2CuI↓ + S₄O₆²⁻, எனவே Cu²⁺ ≡ S₂O₃²⁻ (1:1 மூலவிகிதம்). S₂O₃²⁻ இன் அளவிவாசிப்பு V₂ cm³ எனின்: n(S₂O₃²⁻) = (V₂/1000)×M = n(Cu²⁺). எனவே
[Cu²⁺] = (M×V₂)/V₁ mol dm⁻³.
பின்வரும் பாய்ச்சற் கோட்டுப்படத்தில் A-Q இல் தரப்பட்டுள்ள
பதார்த்தங்களின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக: உலோகம் A →ஐதான
H₂SO₄→ B(இளம் பச்சை) + C(நிறமற்றது, மணமற்றது); B →ஐதான NaOH→
D(அழுக்குப் பச்சை); D → (E இனால் ஒட்சியேற்றப்பட்டு) → F(செங்கபில
வீழ்படிவு); F →வெப்பமாக்கல்→ G(செங்கபிலம்); F →ஐதான NH₄OH→
I(கரும் நீலம்) (1.ஐதான HNO₃ 2.H); J(மஞ்சட் கபிலம்) →ஐதான NH₄OH→
F; J + K(நிறமற்றது, துர்நாற்றம்) → L(கறுப்பு) + M(இளம்
மஞ்சள்/பால் வெள்ளை) + வலிமையான ஒருமூல அமிலம்; J →AgNO₃→
Q(வெள்ளை); J →சிறிதளவில் அமிலமானது→ N(கடுஞ் சிவப்பு) →ஐதான
NaOH→ தெளிவானது, நிறமற்றது.
குறிப்பு: E ஆனது ஆவர்த்தன அட்டவணையின் முதல் இரு ஆவர்த்தனங்களுக்குரிய
இரு மூலகங்களைக் கொண்ட ஒரு சேர்வையாகும்.
E: H₂O₂. F: Fe(OH)₃. G: Fe₂O₃.
H: K₄[Fe(CN)₆]. I: Fe₄[Fe(CN)₆]₃ (அல்லது KFe[Fe(CN)₆] -- பிரஷியன் நீலம்).
J: FeCl₃. K: H₂S. L: FeS. M: S (அல்லது S₈).
N: Fe(SCN)₃ (அல்லது [Fe(SCN)(H₂O)₅]²⁺ / [Fe(SCN)]²⁺). O: NH₄SCN. P: NH₃. Q: AgCl.
(ii) A(=Fe) இன் பூரண இலத்திரன் நிலையமைப்பு: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s².
(iii) D இலிருந்து F ஆக மாற்றத்தில் E(=H₂O₂) இன் தொழிற்பாடு: ஒட்சியேற்றுங்கருவி (oxidising agent).
2(Fe(OH)₂+H₂O→Fe(OH)₃+H⁺+e); H₂O₂+2H⁺+2e→2H₂O:
2Fe(OH)₂ + H₂O₂ → 2Fe(OH)₃ (அரைத்தாக்கங்களாக: 2Fe²⁺→2Fe³⁺+2e; H₂O₂+2H⁺+2e→2H₂O ⟹ 2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺→2Fe³⁺+2H₂O).
(a) X ஆவர்த்தன அட்டவணையில் ஒரு p-தொகுப்பு மூலகமாகும் -- ஓர் ஈரணு வாயுவாக இருந்து பரந்த வீச்சிலான ஒட்சியேற்ற நிலைகளைக் காட்டுகின்றது. Y ஆனது X இன் மிகவும் பொதுவான ஐதரைட்டு -- நீரில் இலகுவாகக் கரைந்து ஒரு கார கரைசலைத் தருகின்றது; ஓர் ஒட்சியேற்றுங் கருவியாக, ஒரு தாழ்த்தும் கருவியாக, ஓர் அமிலமாக, ஒரு காரமாக தொழிற்படுகின்றது. X இன் ஈரணு வாயு Y இன் உற்பத்தியில் பயன்படுகின்றது. (i) X,Y ஐ இனங்காண்க. (ii) X இன் ஈரணு வாயு பொதுவாகச் சடத்துவமானது எனக் கருதப்படுவதைச் சுருக்கமாக விளக்குக. (iii) X இன் ஒட்சைட்டுகள் மூன்றின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதி, ஒவ்வொன்றிலும் X இன் ஒட்சியேற்ற நிலையைக் குறிப்பிடுக. (iv) Y ஓர் ஒட்சியேற்றுங் கருவியாகவும் ஒரு தாழ்த்தும் கருவியாகவும் காட்டுவதற்குச் சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு தருக. (v) X அடங்கும் கூட்டத்தில் உள்ள மூலகங்களின் Y க்கு ஒத்த ஐதரைட்டுகளின் கொதிநிலை மாறல் பருமட்டாக வரைந்து காட்டுக. (vi) மேலே (v) இல் மாறலுக்கான காரணங்களைத் தருக. (vii) Al₂(SO₄)₃ கரைசலுக்கு Y இன் மிகை நீர்க் கரைசலைச் சேர்க்கும்போது நடக்கும் அவதானிப்பையும் அதற்குப் பொறுப்பான சேர்வையையும் தருக. (viii) Y ஐ இனங்காண்பதற்கான ஓர் இரசாயனச் சோதனையைத் தருக. (ix) Z ஆனது X இன் ஓர் ஒட்சோ-அமிலமும் ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் கருவியுமாகும். Z ஐ இனங்காணுக; சூடான செறிந்த Z ஆனது கந்தகத்துடன் தாக்கும்போது கிடைக்கும் விளைபொருட்களைக் குறிப்பிடுக.
(b) A,B ஆகியன ஆவர்த்தன அட்டவணையில் ஒரே கூட்டத்தைச் சேர்ந்த p-தொகுப்பு மூலகங்களின் சேர்வைகளாகும். A அறை வெப்பநிலையிலும் வளிமண்டல அமுக்கத்திலும் நிறமற்ற, மணமற்ற திரவமாகும், மேலும் வாயு மற்றும் திண்ம நிலைகளிலும் காணப்படுகின்றது. B அறை வெப்பநிலையிலும் வளிமண்டல அமுக்கத்திலும் ஒரு நிறமற்ற வாயுவாகும், சுய அசற்றேற்றில் சுரமாக்கப்பட்ட ஒரு வடிகட்டித்தாள் B உடன் பரிகரிக்கப்பட்டபோது கருப்பாக மாறுகின்றது. (i) A,B ஐ இனங்காண்க. (ii) தேவையான இடங்களில் தனிச்சோடி இலத்திரன்களைக் காட்டி A,B ஆகியவற்றின் வடிவங்களைப் பருமட்டாக வரைக. (iii) A இற்கா, B இற்கா மிகப் பெரிய பிணைப்புக்கோணம் உள்ளதெனக் காரணங்களைத் தந்து குறிப்பிடுக. (iv) A ஓர் அமிலமாகவும் ஒரு காரமாகவும் காட்டுவதற்கு ஒரு சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக. (v) B ஈயம் அசற்றேற்றுடன் தாக்குவதற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக. (vi) A,B ஆகியவற்றை வேறு வேறாக ஓர் அமிலமாக்கப்பட்ட BiCl₃ கரைசலுடன் சேர்க்கும்போது நடக்கும் அவதானிப்புகளையும் அவற்றுக்குப் பொறுப்பான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகளையும் தருக.
(ii) N₂ மூம்மைப் பிணைப்பைக் கொண்டுள்ளது -- எனவே உயர் பிணைப்புக் கூட்டற்பிரிகைச் சக்தி, தாக்கமடைவதற்குக் கடினமாக்குகின்றது.
(iii) (ஏதேனும் மூன்று): N₂O(+1), NO(+2), N₂O₃(+3), NO₂/N₂O₄(+4), N₂O₅(+5).
(iv) ஒட்சியேற்றுங் கருவி: 2Na(s)+2NH₃(l)→2NaNH₂(s)+H₂(g) (அல்லது Mg/Li மாற்றுவழிகள்). தாழ்த்தும் கருவி: 3Cl₂(g)+2NH₃(g)→N₂(g)+6HCl(g) (அல்லது CuO/O₂/SO₂ மாற்றுவழிகள்).
(v) கொதிநிலை வரைபு: NH₃ (ஒப்பீட்டளவில் உயர்வு) → PH₃ (மிகக் குறைவு) → AsH₃ (சற்று அதிகம்) → SbH₃ (இன்னும் அதிகம்) -- ஒரு "V" வடிவமான வரைபு, NH₃ இலிருந்து PH₃ இற்குச் சரிந்து, பின்னர் AsH₃, SbH₃ வரை படிப்படியாக அதிகரிக்கும்.
(vi) மூலக்கூற்றுத் திணிவு/பருமன் அதிகரிப்பதனால் (PH₃ முதல்) கொதிநிலை அதிகரிக்கும் (லண்டன் சிதறல் விசைகள் அதிகரிப்பதால்); ஆனால் NH₃ இல் எதிர்பார்ப்பைவிடக் கொதிநிலை உயர்வு, ஏனெனில் NH₃ மூலக்கூறுகளிடையே ஐதரசன் பிணைப்பு இருத்தலாகும்.
(vii) வெள்ளை வீழ்படிவு / வெள்ளைப் பிசுபிசுப்பான (gelatinous) வீழ்படிவு -- Al(OH)₃ காரணமாகும்.
(viii) நெஸ்லரின் (Nessler's) தாக்கு பொருளுடன் சோதித்தல் -- கபில வீழ்படிவு/கபில நிறமாதல் அவதானிக்கப்படும். (மாற்று: செறிந்த HCl ஆவியுடன் சோதித்தல் -- வெள்ளைத் தூமம் உண்டாகும்.)
(ix) Z = HNO₃ (நைத்திரிக் அமிலம்). சூடான செறிந்த HNO₃ கந்தகத்துடன் தாக்கும்போது: S(s)+6HNO₃(செறிந்த,சூடான)→H₂SO₄(aq)+6NO₂(g)+2H₂O(l).
(b)(i) A = H₂O. B = H₂S.
(ii) இரண்டும் கோணல் (bent/V) வடிவம்; O/S இல் தலா 2 தனிச்சோடிகள்.
(iii) A(H₂O) இற்கே பெரிய பிணைப்புக்கோணம் -- ஒட்சிசன் கந்தகத்தைக் காட்டிலும் கூடிய மின்னெதிரானது, ஆகவே பிணைப்புச் சோடி இலத்திரன்கள் H₂S இல் உள்ளதைக் காட்டிலும் H₂O இல் உள்ள ஒட்சிசன் அணுவிற்கருகில் அமைந்திருக்கும், ஆகவே பிணைப்புச் சோடி இலத்திரன்களின் தள்ளுகை H₂S ஐக் காட்டிலும் H₂O இல் உயர்வு -- எனவே A/H₂O இல் பிணைப்புக் கோணம் B/H₂S இல் பிணைப்புக் கோணத்திலும் உயர்வு.
(iv) அமிலமாக: H₂O(l)+NH₃(aq)⇌NH₄⁺(aq)+OH⁻(aq). காரமாக: H₂O(l)+HCl(aq)→H₃O⁺(aq)+Cl⁻(aq) (அல்லது Na/2H2O; CH3COOH மாற்றுவழிகள்).
(v) Pb(CH₃COO)₂(aq)+H₂S(g)→PbS(s)+2CH₃COOH(aq).
(vi) A(மிகை) உடன்: வெள்ளை வீழ்படிவு/வெள்ளை கலங்கல் → வெள்ளைத் திண்மம் (BiOCl); B உடன்: கறுப்பு வீழ்படிவு (Bi₂S₃).
BiCl₃(aq)+H₂O(l)⇌BiOCl(s)+2HCl(aq); 2BiCl₃(aq)+3H₂S(g)→Bi₂S₃(s)+6HCl(aq).
(i) L, M ஆகியன ஆவர்த்தன அட்டவணையில் ஒரே கூட்டத்தில் அடுத்தடுத்து வரும் ஆவர்த்தனங்களிலுள்ள இரண்டு P-தொகுப்பு மூலகங்களாகும். L இனால் உண்டாக்கப்படும் அதியுயர் குளோரைட்டு LCl₃ ஆகும். M ஆனது MCl₃ உம், இன்னுமொரு உயர் ஒட்சியேற்ற நிலையிலுள்ள குளோரைட்டையும் உண்டாக்குகிறது. L, M ஆகியவற்றை இனங்கண்டு கீழே எழுதுக.
(ii) LCl₃, MCl₃ ஆகியன இலகுவில் நீர்ப்பகுப்படைவன. நீர்ப்பகுப்பு அடைதலின்போது LCl₃ ஆனது ஒரு மூலமும் ஒரு அமிலமும் தருகிறது. அதேவேளை MCl₃ ஆனது இரண்டு அமிலங்களைத் தருகிறது. இரசாயனக் குறியீடுகளைப் பயன்படுத்தி இவ்விரு குளோரைட்டுகளினதும் நீர்ப்பகுப்பிற்கு வெவ்வேறு சமப்படுத்திய இரசாயன சமன்பாடுகளைக் கீழே எழுதுக.
L = N (நைதரசன்), M = P (பொசுபரசு).
(ii) LCl₃ (=NCl₃) நீர்ப்பகுப்பு: NCl₃(l) + 3H₂O(l) → NH₃(aq) (மூலம்) + 3HOCl(aq) (அமிலம்).
MCl₃ (=PCl₃) நீர்ப்பகுப்பு: PCl₃(l) + 3H₂O(l) → H₃PO₃(aq) (பொசுபரசு அமிலம், முதலாவது அமிலம்) + 3HCl(aq) (இரண்டாவது அமிலம்).
(இவை இரண்டும் உண்மையான, நன்கறியப்பட்ட நீர்ப்பகுப்புத் தாக்கங்களே -- NCl₃ தனித்துவமாக ஒரு மூலத்தையும் (NH₃) ஒரு அமிலத்தையும் (HOCl) தருகிறது, ஆனால் PCl₃ இரண்டு அமிலங்களையும் (H₃PO₃, HCl) தருகிறது -- இது N,P இற்கிடையேயான தனித்துவமான வேறுபாட்டை நேரடியாக உறுதிப்படுத்துகின்றது).
(a)(i) அணுவெண் 26 ஐ உடைய "X" எனும் மூலகத்தின் முழு இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக.
(ii) "X" இற்குரிய வழக்கமான உறுதியான இரு ஒட்சியேற்ற நிலைகளை எழுதுக.
(iii) A என்னும் நீர்க்கரைசலொன்றில் "X" அதன் ஒரு ஒட்சியேற்ற நிலையில் இருக்கிறது. அதேவேளை B என்னும் நீர்க்கரைசலொன்றில் "X" அதன் அடுத்த ஒட்சியேற்ற நிலையில் இருக்கிறது. இருகரைசல்கள் A ஐயும் B ஐயும் வேறுபடுத்திக் காண்பதற்கு ஒரு இரசாயனப் பரிசோதனையைத் தருக.
(d) உலோகம் M இனது கரையும் உப்பு ஒன்றுடன் பின்வரும் அவதானிப்புகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. (i) உப்பு நீரில் கரையும்போது ஒரு நீல நிறக்கரைசலைக் கொடுத்தது. (ii) உப்பின் நீர்க் கரைசலொன்றுடன் மிகை அமோனியா சேர்க்கப்பட்டபோது ஒரு கடும் நீலநிறக்கரைசல் பெறப்பட்டது. (iii) மிகை, செறிந்த HCl இல் உப்பு கரைக்கப்பட்டபோது ஒரு மஞ்சள் கரைசல் பெறப்பட்டது. (iv) மேலே (iii) இல் கிடைத்த கரைசல் நீருடன் ஐதாக்கி, H₂S உடன் தாக்கம் புரியும்போது ஒரு கறுப்பு வீழ்படிவைக் கொடுத்தது. M ஐ இனங்காண்க. அத்துடன் மேலுள்ள ஒவ்வொரு அவதானிப்புக்கும் பொருத்தமான இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக.
(e) Cr³⁺, Zn²⁺, Ni²⁺ கற்றயன்கள் அடங்கிய கரைசலின் பல மாதிரிகள் உமக்குத் தரப்பட்டுள்ளன. இக்கற்றயன்கள் ஒவ்வொன்றும் கரைசலில் இருப்பதை எவ்வாறு பரிசோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்துவீர்?
(ii) Fe இன் இரு பொதுவான உறுதியான ஒட்சியேற்ற நிலைகள்: +2 (Fe²⁺) மற்றும் +3 (Fe³⁺).
(iii) KSCN (பொட்டாசியம் தயசயனேற்று) கரைசலைச் சேர்க்க: Fe³⁺ உடன் உடனடியாக ஒரு கடும் இரத்தச் சிவப்பு நிறமாற்றம் ([Fe(SCN)]²⁺ உருவாகி) ஏற்படும்; Fe²⁺ இதனுடன் இத்தகைய நிறமாற்றத்தைத் தராது (இதுவே Fe²⁺/Fe³⁺ ஐ வேறுபடுத்தும் நேரடியான, தெளிவான சோதனை). மாற்றுச் சோதனை: NaOH(aq) சேர்க்க -- Fe²⁺ ஒரு அழுக்கு பச்சை வீழ்படிவைத் (Fe(OH)₂) தரும் (காற்றில் மெதுவாக பழுப்பு நிறமாக மாறும்), Fe³⁺ உடனடியாக சிவப்பு-பழுப்பு வீழ்படிவைத் (Fe(OH)₃) தரும்.
(d) சான்றுகள் அனைத்தும் M = தாமிரம் (Cu) ஐச் சுட்டுகின்றன:
(i) Cu²⁺(aq) (நீரேற்றப்பட்ட [Cu(H₂O)₆]²⁺) நீல நிறமானது: CuX(s) → Cu²⁺(aq) + X²⁻(aq) (நீலம்).
(ii) மிகை NH₃ உடன் கடும் நீல வளையச் சேர்வை உருவாகும்: Cu²⁺(aq) + 4NH₃(aq) → [Cu(NH₃)₄]²⁺(aq) (கடும் நீலம்).
(iii) செறிந்த HCl இல் அதிக Cl⁻ செறிவால் ஒரு மஞ்சள் வளையச் சேர்வை உருவாகும்: Cu²⁺(aq) + 4Cl⁻(aq) → [CuCl₄]²⁻(aq) (மஞ்சள்).
(iv) நீர்த்தும்போது மீண்டும் Cu²⁺(aq) ஆக மாறும்: [CuCl₄]²⁻(aq) + 6H₂O(l) → [Cu(H₂O)₆]²⁺(aq) + 4Cl⁻(aq); பின்னர் H₂S உடன்: Cu²⁺(aq) + H₂S(aq) → CuS(s)↓ (கருப்பு) + 2H⁺(aq).
(e) ஒவ்வொரு கற்றயனுக்கும் NaOH(aq) ஐத் துளி துளியாகச் சேர்த்து, பின் மிகையாகச் சேர்த்துக் கவனிக்கவும்:
Cr³⁺: Cr(OH)₃ ஒரு சாம்பல்-பச்சை வீழ்படிவைத் தரும், இது மிகை NaOH இல் கரைந்து ஒரு பச்சை கரைசலைத் ([Cr(OH)₄]⁻) தரும் (Cr(OH)₃ ஈரியல்பு -- amphoteric).
Zn²⁺: Zn(OH)₂ ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவைத் தரும், இது மிகை NaOH இல் கரைந்து ஒரு நிறமற்ற கரைசலைத் ([Zn(OH)₄]²⁻) தரும் (Zn(OH)₂ ஈரியல்பு, ஆனால் நிறமற்றது -- Cr³⁺ இலிருந்து இதுவே வேறுபடுத்தும்).
Ni²⁺: Ni(OH)₂ ஒரு வெளிர் பச்சை வீழ்படிவைத் தரும், இது மிகை NaOH இலும் கரையாது (Ni(OH)₂ ஈரியல்பு அல்ல -- இதுவே Cr³⁺, Zn²⁺ இரண்டிலிருந்தும் வேறுபடுத்தும் தீர்க்கமான சோதனை).
(i) H₂S இன் தாழ்த்தும் தாக்கி (reducing agent) தொழிற்பாடு. (ii) H₂S இன் ஒட்சியேற்றும் தாக்கி (oxidising agent) தொழிற்பாடு. (iii) NH₃ இன் தாழ்த்தும் தாக்கி தொழிற்பாடு. (iv) NH₃ இன் ஒட்சியேற்றும் தாக்கி தொழிற்பாடு.
ஆகிய ஒவ்வொரு தொழிற்பாட்டையும் காட்டுவதற்கு ஒவ்வொரு சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டையும் தருக.
H₂S(g) + I₂(aq) → S(s)↓ + 2HI(aq) (H₂S ஆனது I₂ ஐ HI ஆகத் தாழ்த்துகிறது, தானே S ஆக ஒட்சியேற்றமடைகிறது).
(ii) H₂S -- ஒட்சியேற்றும் தாக்கி (H: +1→0, S²⁻ மாறாது):
Mg(s) + H₂S(g) → MgS(s) + H₂(g) (Mg ஒட்சியேற்றமடைகிறது (0→+2); H₂S இலுள்ள H, ஒட்சியேற்ற நிலை +1 இலிருந்து 0 ஆகத் தாழ்த்தப்பட்டு H₂ ஆகின்றது -- இங்கு H₂S ஒட்சியேற்றும் தாக்கியாகச் செயற்படுகின்றது).
(iii) NH₃ -- தாழ்த்தும் தாக்கி (N: −3→0):
2NH₃(g) + 3CuO(s) → 3Cu(s) + N₂(g) + 3H₂O(l) (NH₃ ஆனது CuO ஐ Cu ஆகத் தாழ்த்துகிறது, தானே N₂ ஆக ஒட்சியேற்றமடைகிறது -- NH₃ இன் தாழ்த்தும் பண்பை நிரூபிக்கும் ஒரு பாரம்பரிய பரிசோதனை).
(iv) NH₃ -- ஒட்சியேற்றும் தாக்கி (H: +1→0, N³⁻ மாறாது):
2Na(s) + 2NH₃(l) → 2NaNH₂(s) + H₂(g) (Na ஒட்சியேற்றமடைகிறது (0→+1); NH₃ இலுள்ள ஒரு H, ஒட்சியேற்ற நிலை +1 இலிருந்து 0 ஆகத் தாழ்த்தப்பட்டு H₂ ஆகின்றது -- இது நீருடன் ஒப்பான ஒரு உண்மையான, அறியப்பட்ட தாக்கம், சோடியம் அமைட் உற்பத்திக்குப் பயன்படுகின்றது).
(a) M ஒரு முதல் வரிசை d-தொகுப்பு மூலகமாகும். இது அதியுயர் உறுதியான ஒட்சியேற்ற நிலையை MO₄⁻ இல் காட்டும்.
(i) M இன் பூரணமான இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக.
(ii) M ஐ இனங்காண்க.
(iii) நீர்க்கரைசலொன்றில் M இன் உறுதியான ஆகக்குறைந்த ஒட்சியேற்ற நிலையை எழுதுக.
(iv) MO₄⁻ ஐ நீங்கள் (iii) இல் கொடுத்த ஒட்சியேற்ற நிலைக்குரிய இனத்திற்கு மாற்றுவதற்குத் தேவைப்படும் சோதனைப் பொருள்களை எழுதுக.
(v) M இன் ஒரு முக்கிய உபயோகத்தை எழுதுக.
(i) Mn இன் அணுவெண்=25. முழு இலத்திரன் நிலையமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s² (3d⁵4s² -- பாதி நிரப்பப்பட்ட d ஆர்பிற்றால் அமைப்பு, குறிப்பிடத்தக்க நிலைப்புத்தன்மையுடையது).
(iii) நீர்க்கரைசலில் Mn இன் மிக உறுதியான ஆகக்குறைந்த ஒட்சியேற்ற நிலை: +2 (Mn²⁺) -- Mn²⁺ இன் [Ar]3d⁵ அமைப்பு (பாதி நிரப்பப்பட்ட 3d⁵) கூடுதல் நிலைப்புத்தன்மையைத் தருகின்றது.
(iv) MnO₄⁻ (+7) ஐ Mn²⁺ (+2) ஆகக் குறைப்பதற்கு (5 இலத்திரன்கள் ஏற்கப்பட வேண்டும்): ஒரு தாழ்த்தும் தாக்கி (எ.கா. Fe²⁺ கரைசல், அல்லது H₂O₂, அல்லது ஆக்சலேற்று/C₂O₄²⁻) அத்துடன் நீர்த்த கந்தக அமிலம் (dilute H₂SO₄) (அமில ஊடகத்தை வழங்க, H⁺ தேவைப்படுவதால்: MnO₄⁻+8H⁺+5e⁻→Mn²⁺+4H₂O). HCl பாவிக்கப்படாது (Cl⁻ ஒட்சியேற்றப்படக்கூடும்); HNO₃ பாவிக்கப்படாது (அதுவே ஒரு ஒட்சியேற்றும் அமிலம், குறுக்கிடக்கூடும்). ஊதா நிறம் (MnO₄⁻) மங்கலான இளஞ்சிவப்பு/நிறமற்றதாக (Mn²⁺) மாறும்.
(v) Mn உலோகத்தின் முக்கிய உபயோகம்: எஃகு உலோகக்கலவைகள் (steel alloys) தயாரிப்பில் -- ஃபெரோமாங்கனீசு (ferromanganese) வடிவில், கந்தகம்/ஒட்சிசன் அசுத்தங்களை நீக்கவும், எஃகின் கடினத்தன்மை மற்றும் உராய்வுத் தாங்குதிறனை அதிகரிக்கவும் பயன்படுகின்றது. (மாங்கனீசு சேர்வையான KMnO₄ ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் தாக்கியாகவும், நீர்த் தொற்றுநீக்கியாகவும் பரவலாகப் பயன்படுகின்றது.)
(b) பின்வரும் ஒவ்வொரு சேர்வைகளும் H₂O உடன் தாக்கம் புரியும்போது பெறப்படும் விளைபொருட்களை எழுதுக. (i) CaC₂. (ii) Mg₃N₂. (iii) BiCl₃. (iv) AlH₃.
(c) நீர்க்கரைசலொன்று உலோக அயன்களாக Al³⁺, Zn²⁺, Mg²⁺ மாத்திரம் கொண்டுள்ளது. NH₄OH−NH₄Cl, NaOH, ஐதான HCl ஆகியவற்றின் கரைசல்கள் மாத்திரம் பயன்படுத்தி, மேற்குறிப்பிட்ட கரைசலில் இந்த உலோக அயன்கள் ஒவ்வொன்றும் இருப்பதை எவ்வாறு காட்டுவீர்?
(ii) Mg₃N₂ (மக்னீசியம் நைத்திரைட்டு): Mg₃N₂(s) + 6H₂O(l) → 3Mg(OH)₂(aq) + 2NH₃(g)↑.
(iii) BiCl₃ (பிஸ்மத் குளோரைட்டு): BiCl₃(s) + H₂O(l) → BiOCl(s)↓ (வெள்ளை, பிஸ்மத் ஒட்சிகுளோரைட்டு) + 2HCl(aq) (பாரமான p-தொகுப்பு உலோக ஏலைடுகளின் தனித்துவமான ஒட்சிஏலைடு நீர்ப்பகுப்பு).
(iv) AlH₃ (அலுமினியம் ஐதரைட்டு): AlH₃(s) + 3H₂O(l) → Al(OH)₃(s) + 3H₂(g)↑.
(c) சோதனை வரிசைமுறை: கரைசலின் ஒரு பகுதிக்கு NH₄Cl/NH₄OH இடையகக் கரைசலை (buffer) சேர்க்கவும்:
• வீழ்படிவு ஏதும் உண்டாகாது ⇒ Mg²⁺ இருப்பதைக் காட்டும் (NH₄Cl இன் பொது-அயன் விளைவு காரணமாக [OH⁻] போதுமானதாக இல்லாமல் Mg(OH)₂ வீழ்படியாது).
• ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு உண்டாகும் எனில், அதற்கு மிகை NH₄OH சேர்க்கவும்:
– வீழ்படிவு கரையாது ⇒ Al³⁺ இருப்பதைக் காட்டும் (Al(OH)₃ பலவீன கார NH₃ இல் கரையாது, மிகையிலும்).
– வீழ்படிவு கரைந்து ஒரு நிறமற்ற கரைசலைத் தரும் ⇒ Zn²⁺ இருப்பதைக் காட்டும் (Zn(OH)₂ மிகை NH₃ இல் கரைந்து கரையக்கூடிய [Zn(NH₃)₄]²⁺ சிக்கல் அயனாக மாறுகின்றது).
உறுதிச் சோதனை (NaOH): NaOH(aq) ஐத் துளி துளியாகவும் பின் மிகையாகவும் சேர்க்க -- Al³⁺, Zn²⁺ இரண்டும் வெள்ளை வீழ்படிவைத் தந்து மிகையில் கரைந்துவிடும் (ஈரியல்பு), ஆனால் Mg²⁺ வீழ்படிவு (Mg(OH)₂) மிகை NaOH இலும் கரையாது -- இது Mg²⁺ ஐ (இது ஏற்கனவே NH₄Cl/NH₄OH சோதனையினால் இனங்காணப்பட்டிருந்தாலும்) மேலும் உறுதிப்படுத்துகின்றது.
ஐதான HCl இன் பங்கு: ஆரம்பக் கரைசலை முழுமையாகவும் தெளிவாகவும் கரைத்து (ஏற்கனவே ஏற்பட்டிருக்கக்கூடிய நீர்ப்பகுப்பு/வீழ்படிவு விளைவுகளை மீளக்கரைத்து) மேற்படி தெரிவு-வீழ்படிவுச் சோதனைகளைத் தொடங்குவதற்கு முன் ஒரு தெளிவான, அமிலப்படுத்தப்பட்ட ஆரம்பநிலைக் கரைசலை உறுதிசெய்யப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.
(i) ஒட்சிசன் மூலகத்தின் பிற்றிருப்ப உருவங்கள் (allotropes) ஒவ்வொன்றினதும் பெயர்களையும், அவற்றிற்குரிய இரசாயனச் சூத்திரங்களையும் எழுதுக.
(ii) சமமூலர் ஒட்சிசனும் நைதரசனும் அடங்கிய வாயுக் கலவையில் பின்வரும் ஒவ்வொரு மூலகமும் எரியும்போது சாத்தியப்படும் எல்லாத் தாக்கங்களுக்குரிய சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக. (1) K. (2) Mg. (3) Al.
(iii) பின்வரும் ஒவ்வொரு ஒட்சைட்டுகளும் அமில இயல்பு, மூல இயல்பு, அல்லது ஈரியல்பு உடையனவா எனக் கூறுக. (i) CaO. (ii) BaO. (iii) P₂O₅. (iv) Bi₂O₃. (v) SO₂. (vi) NO₂.
(ii) (1) K: K, சாதாரணமாக எரியும்போது சூப்பர் ஒட்சைட்டைத் தருகின்றது (Na பெறோட்சைட்டையும் Li ஒட்சைட்டையும் தருவதிலிருந்து வேறுபடும்): K(s) + O₂(g) → KO₂(s). K, N₂ உடன் நேரடியாகத் தாக்கமடையாது (N₂ மிகவும் மந்தமானது, Li தவிர பொதுவான காரவுலோகங்கள் இதனுடன் தாக்கமடையாது) ∴ N₂ உடன் தாக்கம் இல்லை.
(2) Mg: 2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s) மற்றும் 3Mg(s) + N₂(g) → Mg₃N₂(s) (Mg பொதுவான உலோகங்களிலொன்று, N₂ உடன் நேரடியாகத் தாக்கமடையக்கூடியது -- காற்றில் Mg எரியும்போது MgO உடன் Mg₃N₂ உம் சிறிதளவு உருவாவதற்கான உண்மையான காரணம்).
(3) Al: 4Al(s) + 3O₂(g) → 2Al₂O₃(s) மற்றும் 2Al(s) + N₂(g) → 2AlN(s) (எரியும் உயர் வெப்பநிலையில் Al உம் N₂ உடன் தாக்கமடையக்கூடியது).
(iii) (i) CaO -- மூல இயல்பு (2ம் தொகுப்பு உலோக ஒட்சைட்டு, Ca(OH)₂ தரும்). (ii) BaO -- மூல இயல்பு (அதே காரணம்). (iii) P₂O₅ -- அமில இயல்பு (H₃PO₄ தரும்). (iv) Bi₂O₃ -- மூல இயல்பு (Bi தொகுப்பு 15 இன் அடிக்கட்டியில் உள்ள மிகவும் உலோகத்தன்மையுடையது -- As₂O₃/Sb₂O₃ ஈரியல்புடையவை என்பதிலிருந்து இது வேறுபடும்). (v) SO₂ -- அமில இயல்பு (H₂SO₃ தரும்). (vi) NO₂ -- அமில இயல்பு (நீருடன் HNO₃/HNO₂ கலவையைத் தரும், ஒரு விகிதவாரமிலா தாக்கம் மூலம்).
மாசாக சிலிக்கா (SiO₂) மாத்திரம் கொண்டுள்ள போதியளவு தொலைமட்டு (dolomite, CaMg(CO₃)₂) கையிருப்பில் உள்ளது. இந்தத் தொலைமட்டையும், நீர், ஐதான HCl ஆகியவற்றை மாத்திரம் பயன்படுத்தியும் தூய MgO மாதிரியொன்றைத் தயாரிப்பதற்குச் செய்முறையொன்றைச் சுருக்கமாகத் தருக.
1. நொறுக்கப்பட்ட தொலைமட்டுக்கு மிகையான ஐதான HCl(aq) சேர்க்க: CaMg(CO₃)₂(s) + 4HCl(aq) → CaCl₂(aq) + MgCl₂(aq) + 2H₂O(l) + 2CO₂(g)↑. SiO₂ அமிலத்துடன் தாக்கமடையாது (SiO₂ HF தவிர்ந்த அமிலங்களுக்கு மந்தமானது), கரையாத மிச்சமாக எஞ்சுகின்றது.
2. வடிகட்டி SiO₂ இன் கரையாத மிச்சத்தை நீக்க; தெளிவான வடிநீரில் CaCl₂+MgCl₂ கரைசலாக எஞ்சும்.
3. வடிநீரை ஆவியாக்கி உலர வைத்து, பெறப்பட்ட திண்மக் கலவையை நீராவி முன்னிலையில் கடுமையாக வெப்பமூட்டுக: Mg²⁺ இன் அதிக மின்னூட்டச் செறிவு/முனைவாக்கும் திறன் காரணமாக MgCl₂ தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட முறையில் நீராற்பகுப்படைகின்றது -- MgCl₂(s) + H₂O(g) → MgO(s) + 2HCl(g)↑ -- ஆனால் CaCl₂ இதே நிபந்தனைகளின் கீழ் ஒப்பீட்டளவில் வெப்பரீதியாக மிகவும் உறுதியானது, நீராற்பகுப்படையாமல் CaCl₂(s) ஆகவே தொடர்கின்றது.
4. பெறப்பட்ட திண்மக் கலவையை (MgO + CaCl₂) நீருடன் கழுவுக: CaCl₂ மிகவும் கரையக்கூடியது, நீரில் கரைந்து வெளியேறும், ஆனால் MgO நீரில் கிட்டத்தட்ட கரையாதது, திண்ம மிச்சமாக எஞ்சும்.
5. வடிகட்டி, உலர வைத்து தூய MgO ஐப் பெறுக.
(a) M ஒரு முதல் வரிசை d-தொகுப்பு (3d) தாண்டல் மூலகமாகும். இம்மூலகத்தின் அணுக்கள் ஒவ்வொன்றும் சோடியாக்கப்படாத ஆறு இலத்திரன்களைக் கொண்டிருக்கும்.
(i) M ஐ இனங்காண்க.
(ii) M இன் முழுமையான இலத்திரன் நிலையமைப்பைத் தருக.
(iii) NaOH, H₂O₂ ஆகியவற்றுடன் M³⁺ அடங்கிய நீர் கரைசலொன்றைச் சூடாக்கிய போது நடைபெறும் தாக்கத்திற்குச் சமனுடைய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக (M இற்குரிய இரசாயனக் குறியீடு பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்).
(iv) மேலே (iii) இல் கூறப்பட்ட தாக்கத்தை நடாத்திய பின்பு கிடைத்த கரைசலின் நிறம் என்ன?
(v) மேலே (iii) இல் பெறப்பட்ட M இன் விளைபொருளின் ஒட்சியேற்ற நிலைக்கு சமமாக இருக்கக்கூடிய M இன் வேறு இரு சேர்வைகளைத் தருக.
(vi) M இன் ஒரு முக்கிய கைத்தொழில் பயன்பாட்டைத் தருக.
(ii) முழு இலத்திரன் நிலையமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹.
(iii) Cr³⁺ ஐ NaOH/H₂O₂ உடன் சூடாக்குவது ஒட்சியேற்றி குரோமேற்று (CrO₄²⁻, Cr(VI)) ஆக மாற்றுகின்றது:
2Cr³⁺(aq) + 3H₂O₂(aq) + 10OH⁻(aq) → 2CrO₄²⁻(aq) + 8H₂O(l) (சரிபார்ப்பு -- Cr:2=2, O:16=16, H:16=16, மின்னூட்டம்: −4=−4 ✓).
(iv) கிடைத்த கரைசலின் நிறம்: மஞ்சள் (CrO₄²⁻, குரோமேற்று அயன், மஞ்சள் நிறமானது).
(v) CrO₄²⁻ இல் Cr இன் ஒட்சியேற்ற நிலை +6. இதே +6 ஒட்சியேற்ற நிலையில் உள்ள Cr இன் வேறு இரு சேர்வைகள்: K₂Cr₂O₄₁ (பொட்டாசியம் டைகுரோமேற்று, ஆரஞ்சு) மற்றும் CrO₃ (குரோமியம் ட்ரையொட்சைட்டு).
(vi) Cr இன் முக்கிய கைத்தொழில் பயன்பாடு: துருப்பிடிக்காத எஃகு (stainless steel) தயாரிப்பில் -- துருப்பிடிப்பைத் தடுக்கவும் கடினத்தன்மையை அதிகரிக்கவும் எஃகுடன் உலோகக்கலவையாக்கப்படுகின்றது (குரோம் முலாம் பூசுதலிலும் -- chrome plating -- பரவலாகப் பயன்படுகின்றது).
(b) பின்வருவனவற்றிற்குச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக.
(i) NaNO₃ இன் வெப்பப்பிரிகை. (ii) Mg(NO₃)₂ இன் வெப்பப்பிரிகை. (iii) AgNO₃ இன் வெப்பப்பிரிகை. (iv) NH₄NO₃ இன் வெப்பப்பிரிகை.
(v) SO₂ இன் ஒட்சியேற்றும் தொழிற்பாடு. (vi) SO₂ இன் தாழ்த்தும் தொழிற்பாடு. (vii) H₂S இன் ஒட்சியேற்றும் தொழிற்பாடு. (viii) H₂S இன் தாழ்த்தும் தொழிற்பாடு.
(ii) Mg(NO₃)₂ (2ம் தொகுப்பு உலோகங்களின் நைத்திரேற்று, ஒட்சைட்டு+NO₂+O₂ தரும்): 2Mg(NO₃)₂(s) → 2MgO(s) + 4NO₂(g) + O₂(g).
(iii) AgNO₃ (குறைந்த தொழிற்பாட்டுடைமையுள்ள உலோகங்களின் நைத்திரேற்று, உலோகம்+NO₂+O₂ தரும்): 2AgNO₃(s) → 2Ag(s) + 2NO₂(g) + O₂(g).
(iv) NH₄NO₃ (கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்பமூட்டலின்போது, N₂O -- "சிரிப்பு வாயு" -- தரும், உண்மையான N₂O ஆய்வுக்கூடத் தயாரிப்பு தாக்கம்): NH₄NO₃(s) → N₂O(g) + 2H₂O(g).
(v) SO₂ -- ஒட்சியேற்றும் தாக்கி (S: +4→0): 2H₂S(g) + SO₂(g) → 3S(s) + 2H₂O(l) (இது Claus செயன்முறையின் உண்மையான தாக்கம் -- SO₂ தாழ்த்தப்பட்டு S ஆகின்றது, H₂S ஒட்சியேற்றப்படுகின்றது).
(vi) SO₂ -- தாழ்த்தும் தாக்கி (S: +4→+6): SO₂(g) + Br₂(aq) + 2H₂O(l) → H₂SO₄(aq) + 2HBr(aq) (SO₂ ஆனது Br₂ ஐ HBr ஆகத் தாழ்த்துகிறது, தானே H₂SO₄ ஆக ஒட்சியேற்றமடைகிறது -- Br₂ நீரின் நிறமிழப்பிற்கான SO₂ இனங்காணல் சோதனை).
(vii) H₂S -- ஒட்சியேற்றும் தாக்கி (H: +1→0): Mg(s) + H₂S(g) → MgS(s) + H₂(g).
(viii) H₂S -- தாழ்த்தும் தாக்கி (S: −2→0): H₂S(g) + I₂(aq) → S(s)↓ + 2HI(aq).
(c) KI, H₂O₂, FeCl₃, K₃[Fe(CN)₆] ஆகியவற்றின் நீர்க்கரைசல்கள் அடங்கிய போத்தில்களின் பெயர்ச்சீட்டுக்கள் கழன்று விழுந்துவிட்டன. இக்கரைசல்களை இனங்காணும் நடவடிக்கைக்காக போத்தல்கள் A,B,C,D எனப் பெயர்ச்சீட்டுகள் இடப்பட்டன. கீழே காட்டியபடி வெவ்வேறு சோதனைக் குழாய்களில் கரைசல்கள் சோடியாகக் கலக்கப்பட்டன. மேற்படி ஒவ்வொரு கலவையும் அமிலமாக்கப்பட்டு CHCl₃ உடன் குலுக்கப்பட்டன. CHCl₃ படையில் அவதானிக்கப்பட்ட நிறங்கள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.
| பரிசோதனை | (i) | (ii) | (iii) | (iv) |
|---|---|---|---|---|
| சேர்க்கப்பட்ட கரைசல்கள் | A+C | B+C | C+D | B+D |
| CHCl₃ படையின் நிறம் | நிறமற்றது | நிறமற்றது | ஊதா | ஊதா |
படி 1: (iii) C+D = ஊதா, (iv) B+D = ஊதா -- இரு சோதனைகளிலும் D பொதுவானது, B, C இரண்டுடனும் தாக்கம்புரிந்து I₂ தருகின்றது ⇒ D = KI (I⁻ இன் மூலம்), அத்துடன் B, C இரண்டும் ஒட்சியேற்றிகள் (FeCl₃, H₂O₂ இரண்டும் I⁻ ஐ I₂ ஆக ஒட்சியேற்றக்கூடியவை).
படி 2: (i) A+C = நிறமற்றது, (ii) B+C = நிறமற்றது -- A, B இரண்டும் C உடன் கலக்கும்போது I₂ உருவாகவில்லை. C ஏற்கனவே ஒரு ஒட்சியேற்றியாக (படி 1) இனங்காணப்பட்டுள்ளது; அதனுடன் A கலக்கும்போது I₂ உருவாகாதது A இல் I⁻ இல்லை என்பதைக் காட்டும் ⇒ A = K₃[Fe(CN)₆] (எஞ்சிய ஒரே சேர்வை, I⁻ இல்லாதது, மேலும் K₃[Fe(CN)₆] இயல்பாகவே ஒரு பலவீன ஒட்சியேற்றி, KI உடன் நேரடியாகத் தாக்கமடையாது).
படி 3 (இறுதி வேறுபடுத்தல்): (iv) B+D கலவைக்கு A சேர்க்கும்போது ஒரு கடும் நீல வீழ்படிவு உண்டாகியது -- இது Fe²⁺ + [Fe(CN)₆]³⁻ → "Turnbull's blue" (Fe²⁺ இருப்பதற்கான ஒரு பாரம்பரிய, உண்மையான சோதனை). இதற்கு B+D தாக்கத்தில் Fe²⁺ உருவாகியிருக்க வேண்டும்.
B = FeCl₃ எனில்: 2FeCl₃(aq) + 2KI(aq) → 2FeCl₂(aq) + 2KCl(aq) + I₂(s) -- இத்தாக்கம் Fe³⁺ ஐ Fe²⁺ ஆகத் தாழ்த்தி, அதே நேரம் I⁻ ஐ I₂ ஆக ஒட்சியேற்றி, இரண்டு அவதானிப்புகளையும் (ஊதா CHCl₃ படை + Fe²⁺ இருப்பு) ஒரே தாக்கத்தில் நேரடியாக விளக்குகின்றது ⇒ B = FeCl₃.
எனவே C = H₂O₂ (எஞ்சியது; H₂O₂+2KI+2H⁺→I₂+2H₂O+2K⁺ தாக்கம் Fe உள்ளடங்காததால், C+D கலவைக்கு A சேர்த்தால் நீல வீழ்படிவு உண்டாகாது -- இது (iii) இற்குப் பிரத்தியேகமாக நீல வீழ்படிவு குறிப்பிடப்படாததுடன் இசைவானது, ஒரு நல்ல உள்நேர்த்தி சரிபார்ப்பு).
இறுதி இனங்காணல்: A = K₃[Fe(CN)₆], B = FeCl₃, C = H₂O₂, D = KI.
A, D, E ஆகியன ஆவர்த்தன அட்டவணையில் அடுத்தடுத்து வரும் மூன்று தாண்டல் இல்லா மூலகங்களாகும். A இனது ஒட்சைட்டு நீர், NaOH கரைசலில் கரைகிறது. அறை வெப்பநிலையில் திரவமாக இருக்கும் குளோரைட்டு ஒன்றை E உருவாக்குகிறது. அத்துடன் இந்தக் குளோரைட்டு நீரில் நீர்ப்பகுப்படைந்து இரு அமிலங்களை உருவாக்குகின்றது. A, D, E ஆகியவற்றின் இரசாயனக் குறியீடுகளை எழுதுக.
A, D, E அடுத்தடுத்த தாண்டல் இல்லா மூலகங்கள் (3ம் ஆவர்த்தனத்தில் Al(13), Si(14), P(15) என்பதே ஒரே பொருத்தமான வரிசை) ⇒ A = Al, D = Si, E = P.
சரிபார்ப்பு: A(Al) இன் ஒட்சைட்டு Al₂O₃ ஒரு ஈரியல்பு ஒட்சைட்டு ஆகும் -- இது NaOH(aq) இல் கரைகின்றது (Al₂O₃(s)+2NaOH(aq)+3H₂O(l)→2NaAl(OH)₄(aq)), தரப்பட்ட குறிப்புடன் சரியாகப் பொருந்துகின்றது.
A = Al, D = Si, E = P.
X ஆனது 40 இற்குக் குறைவான அணுவெண் உடைய ஒரு மூலகமாகும். X இற்குப் பொருத்தமான சில இயல்புகள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.
| ஆகக் கூடிய ஒட்சியேற்ற நிலை | +5 |
| மின் கடத்துதிறன் | Al இற்கு ஒப்பிடக்கூடியது |
| அதியுயர் ஒட்சைட்டு | மென்மையான அமிலத்தன்மை |
| அடர்த்தி | 6.1 g cm⁻³ |
(i) X ஒரு முதல் வரிசை (3d) தாண்டல் மூலகம் -- 5ம் தொகுதி (Group 5, VB).
(ii) V (வெனேடியம், அணுவெண் 23).
(iii) முழு இலத்திரன் நிலையமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s².
(iv) X இன் அதியுயர் ஒட்சைட்டு (V₂O₅) இன் முக்கிய கைத்தொழிற் பயன்பாடு: தொடர்பு செயன்முறையில் (Contact process) கந்தக அமிலம் (H₂SO₄) உற்பத்திக்கான ஊக்கியாக -- SO₂ ஐ SO₃ ஆக ஒட்சியேற்றுவதற்கு: 2SO₂(g)+O₂(g) ⇌V₂O₅ ஊக்கி 2SO₃(g).
(v) X இன் அதியுயர் ஒட்சைட்டு: V₂O₅ (வெனேடியம் பென்டொட்சைட்டு -- 2×(+5)+5×(−2)=0 ✓).
(vi) V பரவலான ஒட்சியேற்ற நிலைகளைக் காட்டுவதற்குப் பெயர்போனது: +2 (V²⁺, ஊதா), +3 (V³⁺, பச்சை), +4 (VO²⁺, நீலம்) ஆகிய மூன்றும் +5 உடன் சேர்ந்து V இன் "வானவில்" ஒட்சியேற்ற நிலைகள் என அறியப்படுகின்றன (ஒரு பாரம்பரிய AL நிரூபனச் சோதனை).
கலவையொன்று A, B ஆகிய இரு உலோக மூலகங்களின் சல்பேட்டுகளை மாத்திரம் கொண்டுள்ளது. கலவையுடன் பின்வரும் சோதனைகள் செய்யப்பட்டு அவற்றின் அவதானங்கள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு சோதனையிலிருந்தும் உம்மால் மேற்கொள்ளப்பட்ட அனுமானங்களை முடியுமானவரை முழுமையாகத் தந்து A, B ஆகியவற்றை இனங்காண்க.
| சோதனை | அவதானம் |
|---|---|
| (1) கலவையை ஐதான HCl இல் கரைத்துப் பெறப்பட்ட கரைசலுக்குச் செறிவான HNO₃ இன் சில துளிகளிட்டு, வெளிவரும் வாயுக்கள் முடியும்வரை கொதிக்கச் செய்யப்பட்டது. | குளிரச் செய்யும்போது ஒரு தெளிவான கரைசல் பெறப்பட்டது. |
| (2) மேலே (1) இல் பெறப்பட்ட கரைசலுக்கு NH₄Cl உம் மிகை NH₄OH உம் சேர்க்கப்பட்டது. | ஒரு வீழ்படிவு உண்டாகியது. |
| (3) மேலே (2) இல் பெறப்பட்ட வீழ்படிவு நீரினால் கழுவப்பட்டு, ஐதான HCl இல் கரைக்கப்பட்டு, KI, CHCl₃ ஆகியவற்றுடன் குலுக்கப்பட்டது. | CHCl₃ படை ஊதாவாக மாறியது. |
| (4) மேலே (2) இல் பெறப்பட்ட வடி திரவத்திற்கு (NH₄)₂CO₃ சேர்க்கப்பட்டது. | ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு உண்டாகியது. |
| (5) மேலே (4) இல் பெறப்பட்ட வீழ்படிவு ஐதான அசற்றிக் அமிலத்தில் கரைக்கப்பட்டு K₂CrO₄ கரைசலுடன் தொழிற்பட விடப்பட்டது. | ஒரு மஞ்சள் வீழ்படிவு உண்டாகியது. |
(2) NH₄Cl/NH₄OH இடையகக் கரைசல் -- Fe³⁺ சிவப்பு-பழுப்பு Fe(OH)₃ ஆக வீழ்படிகின்றது; NH₄Cl இன் பொது-அயன் விளைவால் B (பின்னர் Ba²⁺ என நிறுவப்படும்) இந்நிலையில் வீழ்படியாது: Fe³⁺(aq)+3NH₃(aq)+3H₂O(l) → Fe(OH)₃(s)↓+3NH₄⁺(aq).
(3) வீழ்படிவு (Fe(OH)₃) HCl இல் மீளக் கரைக்கப்பட்டு (FeCl₃), KI உடன் தாக்கமடைந்தது: 2Fe³⁺(aq)+2I⁻(aq) → 2Fe²⁺(aq)+I₂(aq); I₂ CHCl₃ இற்குள் பிரித்தெடுக்கப்பட்டு ஊதா நிறத்தைத் தந்தது -- Fe³⁺ இருப்பதை உறுதிசெய்கின்றது ⇒ A = Fe (இரும்பு).
(4) வடிநீரில் எஞ்சிய B²⁺ (NH₄Cl முன்னிலையில் இன்னும் வீழ்படியாதது) (NH₄)₂CO₃ உடன் ஒரு வெள்ளை கார்பனேற்று வீழ்படிவைத் தந்தது (4ம் தொகுதி உலோக அயன்களுக்குரிய பொதுவான சோதனை): B²⁺(aq)+CO₃²⁻(aq) → BCO₃(s)↓.
(5) கார்பனேற்று வீழ்படிவு ஐதான அசற்றிக் அமிலத்தில் கரைக்கப்பட்டு (BCO₃(s)+2CH₃COOH(aq) → B(CH₃COO)₂(aq)+H₂O(l)+CO₂(g)), K₂CrO₄ உடன் தொழிற்பட விடப்பட்டபோது ஒரு மஞ்சள் வீழ்படிவு உண்டானது: B²⁺(aq)+CrO₄²⁻(aq) → BCrO₄(s)↓. BaCrO₄ ஐதான அசற்றிக் அமிலத்திலும் கரையாத (Sr, Ca குரோமேற்றுகளிலும் பார்க்க மிகக் குறைவாகக் கரையக்கூடிய) ஒரு தனித்துவமான, மஞ்சள் வீழ்படிவு -- இதுவே Ba²⁺ இற்குரிய உறுதிச் சோதனை ⇒ B = Ba (பேரியம்).
இறுதி இனங்காணல்: A = Fe (இரும்பு), B = Ba (பேரியம்).
(a) H, Cl, N, S, O, Cr, Zn, P என்னும் பட்டியலிலிருந்து எடுக்கப்படும் ஒரு மூலகத்தினால்/மூலகங்களினால் பின்வரும் வெற்றிடங்களை நிரப்புவதன் மூலம் கூற்றுக்களைப் பூர்த்தி செய்க.
(i) +5, −3 ஆகிய இரு ஒட்சியேற்ற நிலைகளையும் காட்டும் மூலகம்/மூலகங்கள். (ii) ஆகக்குறைந்த கொதிநிலையை உடைய மூலகம். (iii) அறை வெப்பநிலையில் நிறமுடைய ஒட்சைட்டுகளை உருவாக்கும் மூலகம்/மூலகங்கள். (iv) மூலக நிலையில் மிகவும் வலிமையான தாழ்த்துங் கருவி. (v) மூலக நிலையில் மிகவும் வலிமையான ஒட்சியேற்றுங் கருவி. (vi) பிற்றிருப்பத்தைக் காட்டும் மூலகம்/மூலகங்கள். (vii) அமில ஒட்சைட்டு, அமில ஐதரைட்டு ஆகிய இரண்டையும் தரும் மூலகம்/மூலகங்கள்.
(ii) H -- H₂ இன் கொதிநிலை (−253°C) பட்டியலிலுள்ள ஏனையவற்றை விட மிகக் குறைவானது (N₂:−196°C, O₂:−183°C, Cl₂:−34°C, P/S/Zn/Cr மிக அதிக கொதிநிலைகள்).
(iii) Cr, N -- Cr₂O₃ பச்சை, CrO₃ சிவப்பு-ஆரஞ்சு; NO₂ பழுப்பு நிற வாயு (இரண்டும் அறை வெப்பநிலையில் தெளிவான நிறமுடையவை).
(iv) Zn -- மூலக நிலையில், Zn(s)→Zn²⁺+2e⁻ (Eᴛ=−0.76V) பட்டியலிலுள்ள ஏனைய மூலகங்களை விட ஒரு வலிமையான, பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் தாழ்த்துங் கருவி (எ.கா. Fe³⁺ ஐ Fe²⁺ ஆகவோ Cu²⁺ ஐ Cu ஆகவோ தாழ்த்த).
(v) Cl -- Cl₂(g) (Eᴛ=+1.36V) பட்டியலிலுள்ள ஏனைய மூலகங்களை விட ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றுங் கருவி (O₂ இலும் -- Eᴛ=+1.23V -- வலிமையானது).
(vi) O, S, P -- O (O₂/O₃), S (ரோம்பிக்/மோனோகிளினிக் S₈), P (வெள்ளை/சிவப்பு/கறுப்பு பொசுபரசு) ஆகிய மூன்றும் பிற்றிருப்பங்களைக் காட்டுகின்றன.
(vii) S, Cl -- S: SO₂/SO₃ (அமில ஒட்சைட்டுகள்) அத்துடன் H₂S (நீரில் பலவீன அமிலம்). Cl: Cl₂O₄/Cl₂O₇ போன்றவை (அமில ஒட்சைட்டுகள்) அத்துடன் HCl (வலிமையான அமிலம்) -- இரண்டு மூலகங்களுமே அமில ஒட்சைட்டையும் அமில ஐதரைட்டையும் தருகின்றன (N, P இன் ஐதரைட்டுகள் -- NH₃, PH₃ -- கார/நடுநிலைத்தன்மையுடையவை, அமிலத்தன்மையுடையவை அல்ல என்பதால் இவை பொருந்தாது).
(b) X, Y என்பன 18 இலும் குறைவான அணுவெண்களை உடைய இரு மூலகங்களாகும். X ஆனது அறை வெப்பநிலையில் நீருடன் தாக்கம் புரிந்து ஒரு வாயு Z ஐ விடுவிப்பதுடன் கரைசல் A ஐ உருவாக்குகின்றது. Y ஆனது நீருடன் தாக்கம் புரியமாட்டாது, ஆனால் கரைசல் A உடன் தாக்கம் புரிந்து அதே வாயு Z ஐ விடுவித்துக் கரைசல் B ஐ உருவாக்குகின்றது.
(i) இரசாயனக் குறியீடுகளை மாத்திரம் பயன்படுத்தி X,Y,Z ஆகியவற்றிற்குச் சாத்தியமான சகல இரசாயன இனங்களையும் எழுதுக.
(ii) மிகையான ஐதான HCl ஐக் கரைசல் B இற்குத் துளிதுளியாகச் சேர்க்கும்போது என்ன அவதானிப்புகள் பெறப்படலாம்?
(iii) இரசாயனக் குறியீடுகளை மாத்திரம் பயன்படுத்தி A இற்கும் Y இற்கும் இடையே உள்ள தாக்கத்திற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக.
Y, நீருடன் தாக்கமடையாதது (பாதுகாப்பு ஒட்சைட்டு படை காரணமாக) ஆனால் NaOH(aq) உடன் தாக்கமடைந்து H₂ ஐ விடுவிப்பது -- ஈரியல்பு உலோகமான Al இற்குரிய தனித்துவமான பண்பு: 2Al(s)+2NaOH(aq)+2H₂O(l)→2NaAlO₂(aq)+3H₂(g) ⇒ Y=Al, B=NaAlO₂(aq) (சோடியம் அலுமினேற்று).
(i) X = Na, Y = Al, Z = H₂.
(ii) ஆரம்பத்தில் (குறைந்த HCl) B (NaAlO₂(aq)) இற்கு HCl சேர்க்கும்போது ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு (Al(OH)₃) உண்டாகும்: NaAlO₂(aq)+HCl(aq)+H₂O(l)→Al(OH)₃(s)↓+NaCl(aq). மேலும் மிகையான HCl சேர்க்கும்போது இவ்வீழ்படிவு மீண்டும் கரைந்து ஒரு தெளிவான கரைசலைத் தரும் (Al(OH)₃ ஈரியல்புடையது, மிகை அமிலத்தில் கரையக்கூடியது): Al(OH)₃(s)+3HCl(aq)→AlCl₃(aq)+3H₂O(l).
(iii) 2Al(s) + 2NaOH(aq) + 2H₂O(l) → 2NaAlO₂(aq) + 3H₂(g)↑.
(c) ஒரு வாயுச் சேர்வை L இன் மூலக்கூறுகள் மூவணுவுக்குரியவையும் கோண வடிவமானவையும் ஆகும். L ஒட்சியேற்றப்பட்டபோது ஒரேயொரு விளைபொருளாக M உருவாகிறது. அறை வெப்பநிலையில் L, M ஆகிய இரண்டும் வாயுக்களாகும். M இன் மூலக்கூறுகள் தள முக்கோண வடிவமானவை. M ஆனது நீருடன் தாக்கம் புரிந்து அமிலம் N ஐ உருவாக்குகின்றது. N நான்முகி அயனன் ஒன்றை உருவாக்குகின்றது. L, M, N ஆகியவற்றின் மூலக்கூறுச் சூத்திரங்களை எழுதுக.
L ஒட்சியேற்றப்பட்டு ஒரேயொரு விளைபொருளாக M -- தள முக்கோண வடிவம் (S இல் தனித்த இணை இல்லை, D₃ℎ சமச்சீர்): 2SO₂(g)+O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) ⇒ M = SO₃ (கந்தக ட்ரையொட்சைட்டு).
M நீருடன் தாக்கம்புரிந்து அமிலம் N: SO₃(g)+H₂O(l) → H₂SO₄(aq) ⇒ N = H₂SO₄ (கந்தக அமிலம்).
N நான்முகி அயனன் தருகின்றது -- SO₄²⁻ (சல்பேற்று அயன்), VSEPR படி தூய நான்முகி வடிவமான ஒரு பாரம்பரிய, நன்கறியப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு.
L = SO₂, M = SO₃, N = H₂SO₄ (கோணம்→தள முக்கோணம்→நான்முகி வடிவ முன்னேற்றம், S இன் இணைந்த ஆவர்த்தன மூலகவியலின் ஒரு பாரம்பரியமான உதாரணம்).
(a) ஒரு d-தொகுப்பு மூலகம் X இன் காபனேற்று ஐதான HCl உடன் தாக்கம் புரியும்போது இளஞ்சிவப்புக் கரைசலை உண்டாக்குகிறது. செறிந்த HCl சேர்க்கப்படும்போது இக்கரைசல் நீலமாக மாறுகின்றது.
(1) X ஐ இனங்காண்க. (2) X இன் முழுமையான இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக. (3) இளஞ்சிவப்பு நிறத்துக்கும் நீல நிறத்துக்கும் பொறுப்பான இனங்களை இனங்கண்டு அவற்றின் வடிவங்களைப் பெயரிடுக. (4) இளஞ்சிவப்பு இனத்தில் இருக்கும் பிணைப்புகளின் வகைகள் யாவை? (5) X ஆனது ஐதான HCl உடன் தொழிற்பட விடப்படும்போது நீலநிற இனம் ஏன் உண்டாவதில்லை? (6) நீலக் கரைசல் நீருடன் ஐதாக்கப்படும்போது எதை அவதானிக்கலாம்? (7) X இன் அல்லது அதன் சேர்வைகளின் ஒரு மருத்துவப் பயன்பாட்டையும் ஒரு கைத்தொழிற் பயன்பாட்டையும் தருக.
(1) X = Co (கோபல்ற்று, அணுவெண் 27).
(2) முழு இலத்திரன் நிலையமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s².
(3) இளஞ்சிவப்பு: [Co(H₂O)₆]²⁺ (ஆறுநீரேற்றக் கோபல்ற்று(II) அயன்) -- அட்டவட்ட (octahedral) வடிவம். நீலம்: [CoCl₄]²⁻ (நான்குகுளோரோகோபல்ற்று(II) அயன்) -- நான்முகி (tetrahedral) வடிவம்.
(4) இளஞ்சிவப்பு இனத்தில் ([Co(H₂O)₆]²⁺) உள்ள பிணைப்புகள்: ஒருங்கிணை (dative/coordinate covalent) பிணைப்புகள் -- ஒவ்வொரு H₂O லிகண்டும் தன் தனித்த இலத்திரன் இணையை Co²⁺ இற்கு வழங்கி 6 ஒருங்கிணைப் பிணைப்புகளை உருவாக்குகின்றது.
(5) ஐதான HCl இல் [Cl⁻] செறிவு மிகவும் குறைவானது -- H₂O லிகண்டுகளை இடம்பெயர்த்தி நான்முகி [CoCl₄]²⁻ ஐ உருவாக்குவதற்குப் போதுமான Cl⁻ அயன்கள் இல்லை. செறிந்த HCl இல் மாத்திரமே [Cl⁻] போதுமான அளவு அதிகமாகி, Cl⁻ லிகண்டுகள் H₂O உடன் வெற்றிகரமாகப் போட்டியிட்டு நீல நிற இனத்தை உருவாக்க முடிகின்றது.
(6) நீருடன் ஐதாக்கும்போது கரைசல் மீண்டும் இளஞ்சிவப்பாக மாறும் -- [CoCl₄]²⁻+6H₂O⇌[Co(H₂O)₆]²⁺+4Cl⁻ சமநிலை, நீர்த்தலால் அதிக துணிக்கை எண்ணிக்கையுடைய வலப்புறத்திற்கு (லீ சற்றலியர் தத்துவப்படி) தள்ளப்படுகின்றது.
(7) மருத்துவப் பயன்பாடு: கதிரியக்க கோபல்ற்று-60 (Co-60) புற்றுநோய் சிகிச்சைக்கான கதிர்வீச்சு சிகிச்சையில் (radiotherapy) பயன்படுகின்றது (மேலும் வைற்றமின் B₁₂, சிவப்பு இரத்த அணு உற்பத்திக்கு அவசியமானது, கோபல்ற்று கொண்டது). கைத்தொழிற் பயன்பாடு: லித்தியம்-அயன் மின்கலன்களின் கத்தோட்டு உற்பத்தியிலும், ஜெட் என்ஜின் உலோகக்கலவைகளிலும் ("stellite" போன்றவை) பரவலாகப் பயன்படுகின்றது.
(c) ஒவ்வொரு கூட்டத்துக்கும் எதிரே குறிப்பிடப்பட்டுள்ள முறையை/பொருள்களை மாத்திரம் பயன்படுத்திப் பின்வரும் கூட்டங்கள் ஒவ்வொன்றிலும் உள்ள நீர்க்கரைசல்களை எங்ஙனம் இனங்காண்பீர்?
(1) (NH₄)₂CO₃ கரைசல், (NH₄)₂SO₄ கரைசல், Ba(OH)₂ கரைசல் -- கரைசல்களைச் சோடிசோடியாகக் கலப்பதன் மூலமும் தேவைக்கேற்ப ஐதான HNO₃ ஐப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும்.
(2) Zn(CH₃COO)₂ கரைசல், Ba(OH)₂ கரைசல், Na₂CO₃ கரைசல் -- ஒவ்வொரு கரைசலையும் ஏனையவற்றின் பகுதிகளுடன் துளித்துளியாகச் சேர்ப்பதன் மூலம்.
• இரு கரைசல்கள் கலக்கும்போது வீழ்படிவு ஏதும் உண்டாகவில்லை எனில், அவை (NH₄)₂CO₃ மற்றும் (NH₄)₂SO₄ (இரண்டும் கரையக்கூடிய அம்மோனியம் உப்புகள், ஒன்றோடொன்று தாக்கமடையாது) ⇒ மூன்றாவது (எஞ்சிய) கரைசல் Ba(OH)₂ ஆகும் (இது இரண்டு ஏனைய கரைசல்களுடனும் வெள்ளை வீழ்படிவைத் தருகின்றது: BaCO₃, BaSO₄).
• (NH₄)₂CO₃, (NH₄)₂SO₄ ஐ வேறுபடுத்த: Ba(OH)₂ உடன் கிடைத்த இரு வெள்ளை வீழ்படிவுகளுக்கும் தனித்தனியே ஐதான HNO₃ சேர்க்க:
– வீழ்படிவு வெதுப்புடன் (CO₂ வாயு வெளியேற்றி) கரையும் எனில், அது BaCO₃ -- BaCO₃(s)+2HNO₃(aq)→Ba(NO₃)₂(aq)+H₂O(l)+CO₂(g)↑ ⇒ அதற்குரிய தொடக்கக் கரைசல் (NH₄)₂CO₃.
– வீழ்படிவு கரையாது எனில், அது BaSO₄ (ஐதான அமிலங்களிலும் கரையாத ஒரு தனித்துவமான சல்பேற்று வீழ்படிவு) ⇒ அதற்குரிய தொடக்கக் கரைசல் (NH₄)₂SO₄.
(2) மூன்று கரைசல்களையும் சோடிசோடியாகவும், இருதிசைகளிலும் (ஒவ்வொன்றையும் மற்றொன்றின் மிகைக்குள்) துளித்துளியாகச் சேர்க்க:
• மூன்று சோடிச் சேர்க்கைகளுமே ஆரம்பத்தில் ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவைத் தருகின்றன (Zn(OH)₂, ZnCO₃, BaCO₃ முறையே).
• தீர்க்கமான வேறுபாடு: Zn(CH₃COO)₂ ஐ மிகையான Ba(OH)₂ இற்குள் துளித்துளியாகச் சேர்க்கும்போது, ஆரம்பத்தில் உண்டாகும் வெள்ளை Zn(OH)₂ வீழ்படிவு மிகை கார ஊடகத்தில் மீண்டும் கரைந்து ஒரு நிறமற்ற கரைசலைத் தருகின்றது (Zn(OH)₂ ஈரியல்புடையது): Zn(OH)₂(s)+2OH⁻(aq)→[Zn(OH)₄]²⁻(aq). இந்த மீள்கரைதல் நடத்தை Zn(CH₃COO)₂/Ba(OH)₂ சோடியை மாத்திரம் தனித்துவமாக அடையாளங்காட்டுகின்றது (ZnCO₃, BaCO₃ ஆகிய ஏனைய வீழ்படிவுகள் மிகை ஊடகத்திலும் கரையாது).
• இவ்வாறு Zn(CH₃COO)₂, Ba(OH)₂ இரண்டையும் இனங்கண்டபின், எஞ்சிய மூன்றாவது கரைசல் Na₂CO₃ ஆகும்.
(a) BCl₃, PCl₃, Cl₂O₄, N₂O₅, SiO₂, HF, HI, HCl, H₂S, H₂O என்னும் பட்டியலிலிருந்து எடுக்கப்படும் ஒரு சேர்வையினால் வெற்றிடங்களை நிரப்புவதன் மூலம் பின்வரும் கூற்றுக்களைப் பூர்த்தி செய்க.
(i) அதிகூடிய அமில ஒட்சைட்டு. (ii) நீர்க் கரைசலில் அதியுயர்ந்த அமிலத்தன்மையைக் காட்டுகின்ற ஐதரசன் ஏலைட்டு, அதியுயர்ந்த உருகுநிலையை உடைய சேர்வை. (iii) மிகவும் வலிமையான ஐதரசன் பிணைப்புகளை உருவாக்கும் சேர்வை. (iv) லூயிசின் அமிலமாகப் பெரும்பாலும் தொழிற்படக்கூடிய சேர்வை. (v) எண்ணிக்கையில் அதியுயர்ந்த ஒட்சியேற்ற எண்ணைக் கொண்ட மூலகம் காணப்படுகின்ற சேர்வை.
(ii) HI -- ஐதரசன் ஏலைட்டுகளில் (HF,HCl,HI) H−I பிணைப்பு பலவீனமானது என்பதால் HI நீர்க் கரைசலில் அதியுயர்ந்த அமிலத்தன்மையைக் காட்டுகின்றது; அதே வேளை உண்மையான உருகுநிலைகளை ஒப்பிட்டால் (HF≈−84°C, HCl≈−114°C, HI≈−51°C) HI இன் உருகுநிலையே (HI இன் பெரிய, அதிக முனைவாக்கக்கூடிய அளவின் காரணமாக வான்டர்வால் விசைகள் வலிமையாகி) இம்மூன்றுள் அதியுயர்ந்தது -- இரு பண்புகளும் ஒரே சேர்வையையே (HI) சுட்டுகின்றன.
(iii) HF -- F இன் மிக அதிக மின்னெதிர்த்தன்மையும் சிறிய அணு அளவும் காரணமாக, HF பட்டியலிலுள்ள ஏனையவற்றை விட மிகவும் வலிமையான ஐதரசன் பிணைப்புகளை உருவாக்குகின்றது.
(iv) BCl₃ -- B இல் முழுமையடையாத எண்ணிணை (6 இலத்திரன்கள் மாத்திரம்) இருப்பதால், BCl₃ ஒரு இலத்திரன் இணையை ஏற்பதற்குக் கூடியதாக இருந்து, லூயிசு அமிலமாகச் செயற்படுவதற்கான பட்டியலின் மிகவும் பொருத்தமான, பாரம்பரிய எடுத்துக்காட்டாகும்.
(v) Cl₂O₄ -- Cl இதில் +7 ஒட்சியேற்ற நிலையில் உள்ளது (பட்டியலில் காணப்படும் எந்த மூலகத்தினதும் அதியுயர்ந்த ஒட்சியேற்ற எண்; ஒப்பீடு: BCl₃/PCl₃ இல் +3, N₂O₅ இல் N +5, SiO₂ இல் Si +4, ஏலைட்டுகளில் −1).
(b) X ஆனது அறை வெப்பநிலையில் தூத்தேரியம் ஒட்சைட்டுடன் (D₂O) தாக்கம் புரியாத ஒரு தாண்டலற்ற மூலகம் ஆகும். X இன் ஐதரொட்சைட்டு ஈரியல்புடையதன்று, ஆனால் மூல இயல்புகளைக் காட்டுகின்றது. X இன் சல்பேற்று நீரில் மிகக் கரையக்கூடியது.
(1) X ஐ இனங்காண்க.
(2) X ஐ வளியில் எரிக்கும்போது நிகழும் தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக.
(1) X = Mg (மக்னீசியம்).
(2) வளி ≈78% N₂, ≈21% O₂ கொண்டது. Mg காற்றில் எரியும்போது இரண்டு தாக்கங்களும் நடைபெறும் (Mg, N₂ உடன் நேரடியாகத் தாக்கமடையக்கூடிய அரிய பொதுவான உலோகங்களிலொன்று):
2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s) (முதன்மையான தாக்கம், வெண்மையான ஒட்சைட்டு)
3Mg(s) + N₂(g) → Mg₃N₂(s) (குறுகிய அளவில், மக்னீசியம் நைத்திரைட்டு).
(a) பின்வருவனவற்றை அடைப்புக்குறிக்குள் தரப்பட்டுள்ள பண்பின் குறையும் வரிசையில் வரிசைப்படுத்துக.
(i) Li, Na, Mg, Al, Si (முதலாம் அயனியாக்கும் ஆற்றல்)
(ii) C, O, F, Cl (முதலாம் எலக்ட்ரான் நாட்டம்)
(iii) BeCl₂, CaCl₂, BaCl₂ (உருகுநிலை)
(iv) NCl₃, SiCl₄, ICl₄⁻ (பிணைப்புக் கோணம்)
(v) H₂O, H₃O⁺, OH⁻ (ஒட்சிஜன் அணுவின் மின்னெதிர்த்தன்மை)
(vi) NO⁺, FNO₂, ClNO, NH₂OH (N–O பிணைப்புத் தூரம்)
Si > Mg > Al > Li > Na
(ii) உண்மையான EA₁ (kJ/mol): Cl=349, F=328, O=141, C=122. (F இன் EA, Cl ஐ விடக் குறைவு -- F இன் சிறிய அணு அளவால் 2p உபகூட்டில் கூடுதல் இலத்திரன்-இலத்திரன் விரட்டல் அதிகரிப்பதால், இது SL A/L இல் பிரசித்தமான F/Cl EA ஒழுங்கின்மை.)
Cl > F > O > C
(iii) Be²⁺ சிறியது, அதிக பேரயனியாக்கும் ஆற்றல் (Fajans் விதிகள்) ⇒ BeCl₂ கூடிய கோவலன்சிய குணமுடையது, குறைந்த உருகுநிலை (405°C). கூட்டம் 2 இல் கீழ் நோக்கிச் செல்லச் செல்ல, அயனி ஆரை அதிகரித்து, பேரயனியாக்கும் ஆற்றல் குறைந்து, அயனிச் சேர்வைத் தன்மை அதிகரிக்கின்றது ⇒ உருகுநிலை அதிகரிக்கின்றது. (CaCl₂≈772°C, BaCl₂≈962°C.)
BaCl₂ > CaCl₂ > BeCl₂
(iv) SiCl₄: AX₄ (தனித்த இணை இல்லை) ⇒ தூய நாற்முகி, 109.5°. NCl₃: AX₃E₁ (ஒரு தனித்த இணை) ⇒ பிரமிடு வடிவம், ≈107°. ICl₄⁻: AX₄E₂ (இரு தனித்த இணைகள்) ⇒ சதுர தளவடிவம், துல்லியமாக 90°.
SiCl₄ > NCl₃ > ICl₄⁻
(v) மூல சார்ஜு O இன் "பயனுள்ள" மின்னெதிர்த்தன்மையை மாற்றுகின்றது: H₃O⁺ இல் O நேர்ப்புற சார்ஜு கொண்டது (இலத்திரன் குறைவு) ⇒ இலத்திரன்களை இன்னும் இறுக்கமாக ஈர்க்கும் (கூடிய மின்னெதிர்த்தன்மை). OH⁻ இல் O எதிர்ப்புற சார்ஜு கொண்டது (இலத்திரன் மிகை) ⇒ ஏற்கனவே இலத்திரன்-செழுமையானது (குறைந்த "பயனுள்ள" மின்னெதிர்த்தன்மை). H₂O நடுநிலையானது.
H₃O⁺ > H₂O > OH⁻
(vi) பிணைப்பு வரிசை (BO) ↑ ⇒ பிணைப்புத் தூரம் ↓: NO⁺ (N≡O, CO/N₂ உடன் ஐசோஎலக்ட்ரானிக், BO=3, ≈1.06Å) < ClNO (Cl–N=O, உண்மையான இரட்டைப் பிணைப்பு, BO=2, ≈1.14Å) < FNO₂ (நைத்ரைல் பிரவுளூரைட்டு, NO₂ தொகுதியில் அதிர்வு-பரவல் காரணமாக BO≈1.5, ≈1.19Å) < NH₂OH (ஐதரொட்சில்அமீன், உண்மையான ஓரிணைப் பிணைப்பு, BO=1, ≈1.46Å, மிக நீளமானது).
NH₂OH > FNO₂ > ClNO > NO⁺
(a) X ஆனது ஆவர்த்தன அட்டவணையின் மூன்றாம் பீரியட்டைச் சேர்ந்த ஒரு தனிமம். அதன் முதல் ஐந்து தொடர் அயனியாக்கும் ஆற்றல்கள் (kJ mol⁻¹) முறையே 577, 1816, 2744, 11577, 14842. X ஆனது ஐதான HCl, ஐதான NaOH ஆகிய இரண்டுடனும் தனித்தனியாகத் தாக்கம்புரிந்து ஒரே நிறமற்ற, மணமற்ற ஈரணு வாயுவை வெளியேற்றுகின்றது.
(i) தனிமம் X ஐ இனங்காண்க. (ii) X இன் தளநிலை எலக்ட்ரான் நிலையமைப்பைத் தருக. (iii) X இன் மிக உறுதியான மூல ஒட்சியேற்ற நிலையைத் தருக. (iv) X உடன் I. ஐதான HCl II. ஐதான NaOH இன் தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தருக. (v) X வளியில்/O₂ இல் எளிதில் எரிந்து ஒரு ஒட்சைட்டைத் தருகின்றது. அவ்வொட்சைட்டின் சூத்திரத்தைத் தருக. (vi) X ஐ NaNO₃ உடனும் ஐதான NaOH உடனும் வெப்பமூட்டும்போது நிகழும் தாக்கத்திற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாட்டைத் தருக. (vii) X இன் மிக உறுதியான ஒட்சியேற்ற நிலையிலான அயனன் நீரூடகத்தில் உருவாக்கும் இரசாயன இனத்தின் சூத்திரத்தைத் தருக. இவ்வயனனின் நீர்க்கரைசலுடன் சிறிதளவு திண்ம Na₂CO₃ சேர்க்கப்படும்போது நீங்கள் எதிர்பார்க்கும் அவதானிப்பை முன்கூட்டியே கூறுக. (viii) X இன் ஒரு பயன்பாட்டைத் தருக.
(i) X = Al (அலுமினியம், அணு எண் 13).
(ii) 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ ([Ne]3s²3p¹).
(iii) +3.
(iv)
I. 2Al(s)+6HCl(aq)→2AlCl₃(aq)+3H₂(g)↑
II. 2Al(s)+2NaOH(aq)+2H₂O(l)→2NaAlO₂(aq)+3H₂(g)↑
(v) Al₂O₃ (அலுமினியம் ஒட்சைட்டு).
(vi) இது நைத்திரேற்றை NH₃ ஆக ஒடுக்கும் பிரசித்தமான தாக்கம் ("Devarda's அலாய்" வகை சோதனைக்கு ஒப்பானது):
3NO₃⁻(aq)+8Al(s)+5OH⁻(aq)+18H₂O(l)→8[Al(OH)₄]⁻(aq)+3NH₃(g)↑
(சரிபார்ப்பு: Al 0→+3, 8×3e⁻=24e⁻ இழப்பு; N +5→−3, 3×8e⁻=24e⁻ ஈட்டம் -- சமன்.)
(vii) [Al(H₂O)₆]³⁺ (ஆறுநீரேற்று அலுமினியம்(III) அயன்). Na₂CO₃ சேர்க்கும்போது பரஸ்பர நீரகற்றல் நிகழும் (Cr³⁺ இன் நடத்தைக்கு ஒப்பானது) -- CO₂ வாயு குமிழிகள் வெளியேறுவதையும் வெண்மையான ஜெலட்டின் Al(OH)₃ வீழ்படிவும் உருவாவதை அவதானிக்கலாம்:
2Al³⁺(aq)+3CO₃²⁻(aq)+3H₂O(l)→2Al(OH)₃(s)↓+3CO₂(g)↑
(viii) Al இன் பயன்பாடு: குறைந்த அடர்த்தி + வலிமை (duralumin போன்ற அலாய்களில்) காரணமாக விமானக் கட்டமைப்பில் (aircraft body construction) பரவலாகப் பயன்படுகின்றது.
(b) A முதல் E என லேபிளிடப்பட்ட சோதனைக் குழாய்கள் Mg(NO₃)₂, Na₂CO₃, KCl, ZnSO₄, Pb(NO₃)₂ ஆகியவற்றின் கரைசல்களைக் (ஒழுங்கில் அல்ல) கொண்டுள்ளன. BaCl₂, ஐதான NH₄OH கரைசல்கள் ஒவ்வொரு கரைசலின் பகுதிகளுடன் தனித்தனியாகச் சேர்க்கப்பட்டன. அவதானிப்புகள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன:
A: BaCl₂ → வெந்நீரில் கரையும் வெண்மையான வீழ்படிவு; NH₄OH → வெண்மையான வீழ்படிவு.
B: BaCl₂ → ஐதான HCl இல் கரையாத வெண்மையான வீழ்படிவு; NH₄OH → மிகையான NH₄OH இல் கரையும் வெண்மையான வீழ்படிவு.
C: BaCl₂ → ஐதான HCl இல் கரையும் வெண்மையான வீழ்படிவு; NH₄OH → ஒரு தெளிவான கரைசல்.
D: BaCl₂ → ஒரு தெளிவான கரைசல்; NH₄OH → ஒரு தெளிவான கரைசல்.
E: BaCl₂ → ஒரு தெளிவான கரைசல்; NH₄OH → ஜெலட்டின் வெண்மையான வீழ்படிவு.
(i) A முதல் E வரையிலான கரைசல்களை இனங்காண்க.
A: BaCl₂ உடன் தரும் வீழ்படிவு வெந்நீரில் கரையும் -- இது PbCl₂ இன் பிரசித்தமான, தனித்துவமான பண்பு (குளிர்ந்த நீரில் மிதமான கரைதிறன், வெப்பநீரில் அதிக கரைதிறன் -- Pb²⁺ இற்கான உன்னதமான தரப்பாய் சோதனை): A=Pb(NO₃)₂. (NH₄OH → Pb(OH)₂ வெண்மையான வீழ்படிவு, மிகையான NH₄OH இல் கரையாது -- இதுவும் பொருந்துகின்றது.)
B: BaCl₂ உடன் தரும் வீழ்படிவு ஐதான HCl இல் கரையாது -- இது BaSO₄ இன் இறுதி நிர்ணய பண்பு (சல்பேற்றுச் சோதனை): B=ZnSO₄. (NH₄OH → Zn(OH)₂ வெண்மையான வீழ்படிவு, Zn²⁺ ஈரியல்பு+லிகண்டு-உருவாக்கி என்பதால் மிகையான NH₄OH இல் [Zn(NH₃)₄]²⁺ ஆகக் கரையும் -- துல்லியமாகப் பொருந்துகின்றது.)
C: BaCl₂ உடன் தரும் வீழ்படிவு ஐதான HCl இல் கரையும் (குமிழியிட்டு) -- இது BaCO₃ இன் பண்பு: C=Na₂CO₃. (NH₄OH → தெளிவான கரைசல் -- Na⁺, NH₄⁺ இரண்டும் கரையக்கூடிய உப்புகள், வீழ்படிவு ஏதுமில்லை -- பொருந்துகின்றது.)
D: BaCl₂ அல்லது NH₄OH இரண்டுடனும் எவ்வித வீழ்படிவும் இல்லை -- K⁺, Cl⁻ இரண்டும் இவ்விரு உபகருவிகளுடனும் தாக்கமடையா அயனன்கள்: D=KCl.
E: BaCl₂ உடன் வீழ்படிவு இல்லை (Ba(NO₃)₂ கரையக்கூடியது); ஆனால் NH₄OH உடன் ஜெலட்டின் வெண்மையான வீழ்படிவு -- Mg²⁺+2NH₄OH→Mg(OH)₂(s)↓+2NH₄⁺ இன் பிரசித்தமான, தனித்துவமான பண்பு: E=Mg(NO₃)₂.
A=Pb(NO₃)₂, B=ZnSO₄, C=Na₂CO₃, D=KCl, E=Mg(NO₃)₂.
(ii) மேலே (2013/str/02(b)/(i) — 2014/str/02(b)(i) மேலுள்ள A-E கரைசல்களின் இனங்காணல் தாக்கங்களுக்குரிய) கண்டறியப்பட்ட A முதல் E கரைசல்களை அடிப்படையாகக் கொண்டு:
I. வீழ்படிவு உருவாக்கும் அனைத்துத் தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக (வீழ்படிவை (↓) அம்புக்குறியால் குறிக்கவும்).
II. வீழ்படிவுகள் கரைவதை உள்ளடக்கிய அனைத்துத் தாக்கங்களுக்கான சமன்பாடுகளைத் தருக.
Pb²⁺(aq)+2Cl⁻(aq)→PbCl₂(s)↓ (A+BaCl₂)
Ba²⁺(aq)+SO₄²⁻(aq)→BaSO₄(s)↓ (B+BaCl₂)
Ba²⁺(aq)+CO₃²⁻(aq)→BaCO₃(s)↓ (C+BaCl₂)
Pb²⁺(aq)+2NH₄OH(aq)→Pb(OH)₂(s)↓+2NH₄⁺(aq) (A+NH₄OH)
Zn²⁺(aq)+2NH₄OH(aq)→Zn(OH)₂(s)↓+2NH₄⁺(aq) (B+ஐதான NH₄OH)
Mg²⁺(aq)+2NH₄OH(aq)→Mg(OH)₂(s)↓+2NH₄⁺(aq) (E+NH₄OH)
II. வீழ்படிவுகள் கரைதலை உள்ளடக்கிய தாக்கங்கள்:
PbCl₂(s) ⇌(வெந்நீர்) Pb²⁺(aq)+2Cl⁻(aq) (PbCl₂ வெந்நீரில் அதிக கரைதிறன் கொண்டது, குளிர்ந்த நீரில் மீண்டும் நுண்ணிய ஊசி-வடிவ படிகங்களாக மறுபடிகமாகும்)
BaCO₃(s)+2HCl(aq)→BaCl₂(aq)+H₂O(l)+CO₂(g)↑ (ஐதான HCl இல் கரைதல்)
Zn(OH)₂(s)+4NH₄OH(aq)→[Zn(NH₃)₄]²⁺(aq)+2OH⁻(aq)+4H₂O(l) (மிகையான NH₄OH இல் கரைதல், Zn²⁺ இன் லிகண்டு-உருவாக்கும் பண்பு காரணமாக).
(a) பின்வரும் வினா ஆவர்த்தன அட்டவணையின் s, p தொகுப்புத் தனிமங்களை அடிப்படையாகக் கொண்டது. கீழே தரப்பட்டுள்ள தாக்கத் திட்டத்தில் P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y ஆகிய இரசாயன இனங்களை இனங்காண்க.
P (வெண்மையான திண்மம்) →(Δ) Q (வெண்மையான திண்மம்) + R (நிறமற்ற வாயு)
Q →(ஐதான HCl) S (செம்பழுப்பு நிற வாயு) + ஏனைய விளைபொருட்கள்
Q + NH₄Cl(s) →(Δ) T (சுவாலைச் சோதனையில் பிரகாசமான மஞ்சள் நிறத்தைத் தரும் வெண்மையான எச்சம்) + U (நிறமற்ற வாயு) + நீராவி
R + V (நிறமற்ற வாயு) →(உயர் வெப்பநிலை) U + நீராவி
Ca(s) + U →(Δ) W (வெண்மையான திண்மம்)
W + H₂O(l) → V + மற்றொரு விளைபொருள்
Mg(s) + R →(Δ) X (வெண்மையான திண்மம்)
X + H₂O(l) → Y (பினொல்பதலீனை இளஞ்சிவப்பாக்கும்)
P→Q+R (P வெண்மை, Q வெண்மை, R நிறமற்ற வாயு): 2NaNO₃(s)→(Δ)2NaNO₂(s)+O₂(g) ⇒ P=NaNO₃, Q=NaNO₂, R=O₂.
Q+HCl→S (செம்பழுப்பு வாயு -- நைத்திரைட்டு அமிலமாக்கப்படும்போது ஏற்படும் பிரசித்தமான தன்-ஒட்சியேற்றல்/ஒடுக்கல் சிதைவு): NaNO₂(aq)+HCl(aq)→NaCl(aq)+HNO₂(aq), தொடர்ந்து 3HNO₂(aq)→HNO₃(aq)+2NO(g)+H₂O(l), NO உடனடியாக வளியில் NO₂ ஆக ஒட்சியேற்றப்படும் ⇒ S=NO₂ (செம்பழுப்பு).
Q+NH₄Cl→T+U+நீராவி (T=Na சுவாலைச் சோதனை): இது N₂ வாயுவை ஆய்வுகூடத்தில் தயாரிக்கும் பிரசித்தமான தாக்கம்:
NaNO₂(s)+NH₄Cl(s)→(Δ)NaCl(s)+N₂(g)+2H₂O(g) ⇒ T=NaCl, U=N₂.
R+V→(உயர் வெப்பநிலை)U+நீராவி: O₂+V→N₂+H₂O -- இது வினையூக்கியின்றி உயர் வெப்பநிலையில் அம்மோனியா எரிதல் (Pt வினையூக்கியுடன் NO தரும் தாக்கத்திலிருந்து வேறுபட்டது):
4NH₃(g)+3O₂(g)→(உயர் வெப்பநிலை)2N₂(g)+6H₂O(g) ⇒ V=NH₃.
Ca+U→W: 3Ca(s)+N₂(g)→(Δ)Ca₃N₂(s) ⇒ W=Ca₃N₂ (கல்சியம் நைத்திரைட்டு).
W+H₂O→V+மற்றொன்று: Ca₃N₂(s)+6H₂O(l)→3Ca(OH)₂(aq)+2NH₃(g) (V=NH₃ -- மேலே கண்டதுடன் பொருந்துகின்றது).
Mg+R→X: 2Mg(s)+O₂(g)→(Δ)2MgO(s) ⇒ X=MgO.
X+H₂O→Y (பினொல்பதலீன் இளஞ்சிவப்பு = கார): MgO(s)+H₂O(l)→Mg(OH)₂(aq) ⇒ Y=Mg(OH)₂ (பலவீன காரம்).
P=NaNO₃, Q=NaNO₂, R=O₂, S=NO₂, T=NaCl, U=N₂, V=NH₃, W=Ca₃N₂, X=MgO, Y=Mg(OH)₂.
(b) ஒரு அசேதன கோவலன்சிய சேர்வை Z ஐக் கொண்ட நீர்க்கரைசலுடன் சோதனைகள் (1), (2), (3) மேற்கொள்ளப்பட்டன. சோதனைகளும் அவதானிப்புகளும் கீழே தரப்பட்டுள்ளன:
(1) நீர்க்கரைசலுக்கு ஐதாக்கப்பட்ட MnO₂ இடைநிறுத்தம் சேர்க்கப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: இளஞ்சிவப்பு நிற கரைசலும் O₂ வாயு வெளியேற்றமும்.
(2) நீர்க்கரைசல் ஊடாக H₂S வாயு செலுத்தப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: வெளிர்-மஞ்சள் (சில வேளைகளில் வெண்மை) கலங்கல்.
(3) நீர்க்கரைசல் ஊடாக SO₂ வாயு செலுத்தப்பட்டது. மிகையான SO₂ அகற்றப்பட்டு BaCl₂ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: ஐதான HCl இல் கரையாத ஒரு வெண்மையான வீழ்படிவு.
(i) Z ஐ இனங்காண்க. (ii) சோதனைகள் (1), (2), (3) இல் நிகழும் தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக. (iii) Z இன் இரு பயன்பாடுகளைத் தருக. (iv) Z இல் காணப்படும் மிக முக்கியமான மூலக்கூறிடை விசை யாது?
(i) Z = H₂O₂ (ஐதரசன் பெரொட்சைட்டு).
(ii)
(1) MnO₂(s)+H₂O₂(aq)+2H⁺(aq)→Mn²⁺(aq)+O₂(g)↑+2H₂O(l)
(2) H₂O₂(aq)+H₂S(g)→S(s)↓+2H₂O(l)
(3) SO₂(aq)+H₂O₂(aq)→H₂SO₄(aq), தொடர்ந்து Ba²⁺(aq)+SO₄²⁻(aq)→BaSO₄(s)↓
(iii) வெளுத்தல் முகவராக (bleaching agent, துணிவகை/காகிதம்/முடிக்கு), மற்றும் புண்-சுத்திகரிப்பு எதிர்நச்சு முகவராக (antiseptic).
(iv) ஐதரசன் பிணைப்பு -- H₂O₂ இல் ஈரகோவலன்சிய O–H பிணைப்புகள் காணப்படுகின்றன, இது கூடிய முனைவு காரணமாக வலிமையான ஐதரசன் பிணைப்புகளுக்கு (H₂O ஐப் போன்று, ஆனால் இன்னும் வலிமையான வலைப்பின்னலுடன்) இட்டுச்செல்கின்றது (H₂O₂ இன் அசாதாரணமாக அதிக ≈150°C கொதிநிலைக்குப் பொறுப்பானது).
(c) ஒரு செயலற்ற பொருளின் செவ்வக தகட்டின் ஒரு பரப்பில் பூசப்பட்ட குரோமியப் படையின் தடிமனை நிர்ணயிக்க பின்வரும் முறை பயன்படுத்தப்பட்டது.
முறை: 8.0cm×5.0cm செவ்வகப் பரிமாணமுள்ள தரப்பட்ட தகட்டில் உள்ள குரோமியத்தைக் கரைக்க ஐதான அமிலம் பயன்படுத்தப்பட்டது. கிடைத்த Cr³⁺, நடுநிலை ஊடகத்தில் S₂O₈²⁻ (பெராக்ஸிடைசல்பேற்று அயன்) உடன் கீழே தரப்பட்டவாறு ஒட்சியேற்றப்பட்டது:
S₂O₈²⁻(aq)+Cr³⁺(aq)+H₂O(l)→Cr₂O₄²⁻(aq)+H⁺(aq)+SO₄²⁻(aq) (சமன்படுத்தப்படாதது)
மிகையான S₂O₈²⁻ அகற்றப்பட்ட பின், கரைசல் அமிலமாக்கப்பட்டு, 3.10g மிகையான பெரசு அம்மோனியம் சல்பேற்று, (Fe(NH₄)₂(SO₄)₂.6H₂O), சேர்க்கப்பட்டது. தாக்கமடையாத Fe²⁺, 0.05M K₂Cr₂O₄ கரைசலுடன் நியமனம் செய்யப்பட்டது. தேவைப்பட்ட கனவளவு 8.50cm³.
(i) பின்வருவனவற்றுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக: I. Cr³⁺(aq) உடன் S₂O₈²⁻(aq) II. Fe²⁺(aq) உடன் Cr₂O₄²⁻(aq).
(ii) மாதிரியில் உள்ள குரோமியப் படையின் தடிமனைக் கணிக்க. (அடர்த்தி: Cr=7.2g cm⁻³; சார்பு அணு நிறை: Fe=56, Cr=52, S=32, O=16, N=14, H=1)
I. மின்னணு சமன் (Cr³⁺→Cr₂O₄²⁻, Cr +3→+6, 2Cr×3e⁻=6e⁻ இழப்பு; S₂O₈²⁻+2e⁻→2SO₄²⁻, ×3=6e⁻ ஈட்டம்):
3S₂O₈²⁻(aq)+2Cr³⁺(aq)+7H₂O(l)→6SO₄²⁻(aq)+Cr₂O₄²⁻(aq)+14H⁺(aq)
(சரிபார்ப்பு: S=6=6, O:24+7=31=24+7=31, Cr=2=2, H=14=14, சார்ஜு: 0=0. சமன்.)
II. பிரசித்தமான டைகுரோமேற்று/பெரசு நியமனம் சமன்பாடு:
Cr₂O₄²⁻(aq)+14H⁺(aq)+6Fe²⁺(aq)→2Cr³⁺(aq)+6Fe³⁺(aq)+7H₂O(l)
(ii) கணக்கீடு:
பெரசு அம்மோனியம் சல்பேற்று மோலார் நிறை (Fe(NH₄)₂(SO₄)₂.6H₂O = FeN₂H₂₀S₂O₁₄) = 56+2(14)+20(1)+2(32)+14(16) = 56+28+20+64+224 = 392 g/mol (உண்மையான, நன்கறியப்பட்ட மோர் உப்பு மோலார் நிறை -- இது சூத்திரக் கட்டமைப்பை உறுதிப்படுத்துகின்றது).
மொத்த Fe²⁺ சேர்க்கப்பட்ட மோல்: 3.10/392 = 7.908×10⁻³ mol.
நியமனத்தில் பயன்பட்ட Cr₂O₄²⁻ மோல்: 0.05×8.50×10⁻³ = 4.25×10⁻⁴ mol.
II இன் விகிதத்தால் (1 Cr₂O₄²⁻ : 6 Fe²⁺), தாக்கமடையாத (எஞ்சிய) Fe²⁺ = 6×4.25×10⁻⁴ = 2.55×10⁻³ mol.
மாதிரியின் Cr₂O₄²⁻ உடன் தாக்கமடைந்த Fe²⁺ = 7.908×10⁻³−2.55×10⁻³ = 5.358×10⁻³ mol.
II இன் விகிதத்தால், மாதிரியிலிருந்து கிடைத்த Cr₂O₄²⁻ மோல் = 5.358×10⁻³/6 = 8.930×10⁻⁴ mol.
I இன் விகிதத்தால் (2 Cr³⁺ : 1 Cr₂O₄²⁻), Cr³⁺ மோல் = 2×8.930×10⁻⁴ = 1.786×10⁻³ mol.
Cr நிறை = 1.786×10⁻³×52 = 0.09287 g.
Cr கனவளவு = 0.09287/7.2 = 0.01290 cm³.
பூசப்பட்ட பரப்பு = 8.0×5.0 = 40 cm² (ஒரு பரப்பு மாத்திரம்).
தடிமன் = கனவளவு/பரப்பு = 0.01290/40 = 3.22×10⁻⁴ cm ≈ 3.22 µm.
(ii) லித்தியம் ஏலைட்டுகளின் உருகுநிலைகளின் அதிகரிக்கும் வரிசை Li < LiCl < LiBr < LiI ஆகும். இக்கூற்று உண்மையா, பொய்யா எனக் கூறி காரணம் தருக.
உண்மையான உருகுநிலைகள்: LiF≈845°C, LiCl≈610°C, LiBr≈550°C, LiI≈469°C. இவ்வாறு உருகுநிலை குறையும் வரிசையே F⁻→I⁻ வரிசையாகும் (அதிகரிக்கும் வரிசையன்று).
காரணம்: ஏலைட் அயனன் F⁻→Cl⁻→Br⁻→I⁻ பெரிதாகச் செல்லச் செல்ல, அயனன் சார்ஜ் அடர்த்தி குறைகிறது, Li⁺ உடனான நிலைமின்னியல் ஈர்ப்பு (Coulombic attraction, லாற்றிசு ஆற்றல்) பலவீனமாகிறது ⇒ லாற்றிசு உறுதிநிலை குறைகிறது ⇒ உருகுநிலை குறைகிறது. எனவே சரியான அதிகரிக்கும் வரிசை: LiI < LiBr < LiCl < LiF -- தரப்பட்ட கூற்றுக்கு நேர்மாறானது.
2(a) X ஆனது ஆவர்த்தன அட்டவணையின் p-தொகுப்பைச் சேர்ந்த ஒரு தனிமம், அணு எண் 20 இற்குக் குறைவு. X வளியில் எரியும்போது நிறமற்ற வாயு X₁ உருவாகிறது. X₁ ஒரு காரமான மணத்தைக் கொண்டது. X₁ நீரில் எளிதில் கரையக்கூடியது. இக்கரைசலுக்கு BaCl₂ கரைசல் சேர்க்கப்படும்போது, வெண்மையான வீழ்படிவு X₂ உருவாகிறது. X₂ ஐதான HCl இல் கரைந்து பலவீன அமிலம் X₃ ஐ ஒரு விளைபொருளாகத் தருகின்றது. X₁ ஐதாக்கப்பட்ட பொட்டாசியம் பேமாங்கனேற்று கரைசலை நிறமிழக்கச் செய்கின்றது. X₁ ஒட்சியேற்றப்படும்போது வாயு X₄ உருவாகிறது. X₄ வலிமையான அமிலம் X₅ இன் கைத்தொழிற் உற்பத்தியில் பயன்படுகின்றது.
(i) X ஐ இனங்கண்டு, படிக நிலையில் அதன் கட்டமைப்பை வரைக. (ii) X இன் தளநிலை எலக்ட்ரான் நிலையமைப்பைத் தருக. (iii) X இன் பொதுவான மூல ஒட்சியேற்ற நிலைகள் யாவை? (iv) பின்வரும் சேர்வைகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக: X₁-X₅. (v) X₁, X₄ இன் மிக உறுதியான கட்டமைப்புகளை, தோராயமான பிணைப்புக் கோணங்களுடன் வரைக. (vi) X₁ ஐதாக்கப்பட்ட பொட்டாசியம் பேமாங்கனேற்றுடன் தாக்கமடையும் தாக்கத்திற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாட்டைத் தருக.
(i) X = S (கந்தகம், அணு எண் 16). படிக நிலையில் மிக உறுதியான கட்டமைப்பு: S₈ வளையம் (எட்டு S அணுக்களைக் கொண்ட மடிந்த "கிரீடம்"-வடிவ வளையம், "crown" வடிவமைப்பு).
(ii) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ ([Ne]3s²3p⁴).
(iii) +2, +4, +6 (+4, +6 மிகவும் பொதுவானவை).
(iv) X₁=SO₂, X₂=BaSO₃, X₃=H₂SO₃, X₄=SO₃, X₅=H₂SO₄.
(BaCl₂+SO₂(aq)→BaSO₃(s)↓+2HCl (X₂=BaSO₃); BaSO₃+2HCl→BaCl₂+H₂SO₃(X₃)→H₂O+SO₂; X₁ ஒட்சியேற்றப்பட்டு X₄=SO₃; SO₃+H₂O→X₅=H₂SO₄, தொடர்பு முறை (Contact Process) மூலம் கைத்தொழிலில் தயாரிக்கப்படுகின்றது.)
(v) X₁(SO₂): கோண வடிவம் (bent), தனித்த இணை காரணமாக ≈119° (120° இற்குச் சற்று குறைவு). X₄(SO₃): தள முக்கோண வடிவம் (trigonal planar), தனித்த இணை இல்லை, துல்லியமாக 120°.
(vi) மின்னணு சமன்: MnO₄⁻+8H⁺+5e⁻→Mn²⁺+4H₂O (×2); SO₂+2H₂O→SO₄²⁻+4H⁺+2e⁻ (×5). சேர்த்து:
2MnO₄⁻(aq)+5SO₂(g)+2H₂O(l)→2Mn²⁺(aq)+5SO₄²⁻(aq)+4H⁺(aq) (அயனியல்), முழு மூலக்கூற்று வடிவம்: 2KMnO₄+5SO₂+2H₂O→2MnSO₄+K₂SO₄+2H₂SO₄.
(சரிபார்ப்பு: K2=2,Mn2=2,S5=2+1+2=5,O20=20,H4=4,சார்ஜு−2=−2. சமன்.)
2(b) A முதல் E என லேபிளிடப்பட்ட சோதனைக் குழாய்கள் Mg(NO₃)₂, (NH₄)₂CO₃, (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃, NaHCO₃ ஆகிய திண்மங்களைக் (ஒழுங்கில் அல்ல) கொண்டுள்ளன. இவ்வொவ்வொரு திண்மத்தையும் வெப்பமூட்டும்போது கிடைக்கும் விளைபொருட்களின் விபரிப்பு கீழே தரப்பட்டுள்ளது:
A: 1. மூல வெண்மையான தூள் 2. நீராவி 3. சுண்ணாம்பு நீரைப் பாலூட்டமாக்கும் நிறமற்ற, மணமற்ற வாயு.
B: வாயு நிலையிலுள்ள மூன்று விளைபொருட்கள்.
C: 1. ஒரு வலிமையான அமிலம் 2. நெஸ்லர் காரகத்துடன் பழுப்பு வீழ்படிவு/நிறமாற்றம் தரும் நிறமற்ற வாயு.
D: 1. நீருடன் தாக்கமடைந்து பலவீன கார கரைசலைத் தரும் வெண்மையான ஒட்சைட்டு 2. அறை வெப்பநிலையில் நிறமற்ற ஈரணு வாயு 3. சிவப்பு-பழுப்பு நிற வாயு.
E: 1. நீராவி 2. நிறமற்ற, சுவையற்ற, நச்சற்ற, நேர்கோட்டு அமைப்புடைய மூவணு வாயு.
(i) A முதல் E வரையிலான திண்மங்களை இனங்காண்க. (ii) A முதல் E வரையிலான ஒவ்வொரு திண்மமும் வெப்பமூட்டப்படும்போது நிகழும் தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தருக.
2NaHCO₃(s)→(Δ)Na₂CO₃(s)+H₂O(g)+CO₂(g) ⇒ A=NaHCO₃.
B: மூன்று வாயு விளைபொருட்களும், திண்ம எச்சம் இல்லை -- (NH₄)₂CO₃ ("முகர்வுப் பட்டு", smelling salts) முழுமையாக வாயுக்களாகச் சிதைவடையும்:
(NH₄)₂CO₃(s)→(Δ)2NH₃(g)+H₂O(g)+CO₂(g) ⇒ B=(NH₄)₂CO₃.
C: வலிமையான அமிலம் + நெஸ்லர்-நேர்மறை வாயு (NH₃) -- (NH₄)₂SO₄ தன்-நீரகற்றல் (NH₄Cl⇌NH₃+HCl இற்கு ஒப்பானது):
(NH₄)₂SO₄(s)→(Δ)2NH₃(g)+H₂SO₄(l) (H₂SO₄=வலிமையான அமிலம், NH₃=நெஸ்லர்-நேர்மறை) ⇒ C=(NH₄)₂SO₄.
D: வெண்மை ஒட்சைட்டு (பலவீன கார கரைசல்) + O₂ (நிறமற்ற ஈரணு) + NO₂ (சிவப்பு-பழுப்பு) -- Mg(NO₃)₂ இன் பொதுவான உலோக நைத்திரேற்று சிதைவு:
2Mg(NO₃)₂(s)→(Δ)2MgO(s)+4NO₂(g)+O₂(g) ⇒ D=Mg(NO₃)₂ (MgO+H₂O→Mg(OH)₂, பலவீன காரம்).
E: நீராவி + நிறமற்ற/சுவையற்ற/நச்சற்ற/நேர்கோட்டு மூவணு வாயு -- N₂O (நைத்திரசு ஆக்சைட்டு, "சிரிப்பு வாயு") -- இது NH₄NO₃ இன் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெப்பச் சிதைவின் பிரசித்தமான, உண்மையான கைத்தொழிற்/ஆய்வுகூடத் தயாரிப்பு:
NH₄NO₃(s)→(Δ)N₂O(g)+2H₂O(g) ⇒ E=NH₄NO₃.
A=NaHCO₃, B=(NH₄)₂CO₃, C=(NH₄)₂SO₄, D=Mg(NO₃)₂, E=NH₄NO₃.
8(a) உலோகம் M ஆவர்த்தன அட்டவணையின் s-தொகுப்பைச் சேர்ந்தது. இது மிகையான ஒட்சிஜன் வாயுவின் முன்னிலையில் மஞ்சள் சுவாலையுடன் எரிந்து ஒரு திண்மம் M₁ ஐ தருகின்றது. குளிர்ந்த நீருடன் தாக்கப்படும்போது M₁, தெளிவான கார கரைசல் M₂ ஐயும் ஒரு கோவலன்சிய சேர்வை M₃ ஐயும் தருகின்றது. M₃ ஐதாக்கப்பட்ட Ag₂O உடன் தாக்கம்புரிந்து நிறமற்ற ஈரணு வாயு M₄ ஐயும் நீரில் கரையக்கூடிய சேர்வையையும் தருகின்றது. மிகையான M₂, உலோகம் T உடன் தாக்கம்புரிந்து நிறமற்ற ஈரணு வாயு M₅ ஐயும் நீரில் கரையக்கூடிய சேர்வை M₆ ஐயும் தருகின்றது. M₆ இன் நீர்க்கரைசலுக்கு ஐதான HCl துளித்துளியாகச் சேர்க்கப்படும்போது வெண்மையான ஜெலட்டின் வீழ்படிவு M₇ உருவாகின்றது, இது மிகையான அமிலத்தில் கரைகின்றது. M₇ ஐதான NH₄OH இல் கரையாது.
(i) M, M₁, M₂, M₃, M₄, M₅, M₆, M₇, T ஆகியவற்றை இனங்காண்க. (ii) M₁ இன் வெந்நீருடனான தாக்கத்தின் விளைபொருட்களை முன்கூட்டியே கூறுக.
(i)
M = Na (சோடியம்)
M₁ = Na₂O₂ (சோடியம் பெரொக்ஸைட்டு) -- 2Na(s)+O₂(g)→Na₂O₂(s) (மிகையான O₂)
M₂ = NaOH (aq, கார கரைசல்)
M₃ = H₂O₂ (கோவலன்சிய சேர்வை) -- Na₂O₂(s)+2H₂O(l)→(குளிர்) 2NaOH(aq)+H₂O₂(aq)
M₄ = O₂ -- Ag₂O(s)+H₂O₂(aq)→2Ag(s)+H₂O(l)+O₂(g)↑
M₅ = H₂
M₆ = NaAlO₂ (சோடியம் அலுமினேற்று) -- 2Al(s)+2NaOH(aq)+2H₂O(l)→2NaAlO₂(aq)+3H₂(g)↑
M₇ = Al(OH)₃ -- NaAlO₂(aq)+HCl(aq)+H₂O(l)→Al(OH)₃(s)↓+NaCl(aq), தொடர்ந்து Al(OH)₃(s)+3HCl(aq)→AlCl₃(aq)+3H₂O(l) (மிகையான அமிலத்தில்)
T = Al (அலுமினியம்)
(ii) M₁(Na₂O₂) இன் வெந்நீருடனான தாக்கம்: வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது தொடக்கத்தில் உருவாகும் H₂O₂ உடனடியாகச் சிதைவடையும் (H₂O₂ வெப்ப-உணர்திறன்): 2H₂O₂(aq)→2H₂O(l)+O₂(g). எனவே மொத்தத் தாக்கம்:
2Na₂O₂(s)+2H₂O(l)→(வெந்நீர்)4NaOH(aq)+O₂(g)↑ -- H₂O₂ தனித்து கிடைக்காது, NaOH+O₂ மாத்திரமே கிடைக்கும்.
8(b) ஒரு படிக அயனிச் அசேதனச் சேர்வை Q (மோலார் நிறை=248 g mol⁻¹) மென்மையாக வெப்பமூட்டப்படும்போது, நீரிலிக் CuSO₄ ஐ நீலமாக்கும் ஒரு பொருளை வெளியேற்றுகின்றது.
Q இன் நீர்க்கரைசலுடன் சோதனைகள் (1), (2), (3) மேற்கொள்ளப்பட்டன. சோதனைகளும் அவதானிப்புகளும்:
(1) ஐதான HCl சேர்க்கப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: நிறமற்ற வாயு வெளியேற்றத்துடன் கரைசல் கலங்கலானது. இவ்வாயுவில் ஒரு Mg நாடாவை எரிக்கும்போது வெண்மை, மஞ்சள் நிற இரு திண்மங்கள் கிடைத்தன.
(2) AgNO₃ கரைசல் துளித்துளியாகச் சேர்க்கப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: வெண்மையான வீழ்படிவு. வெப்பமூட்டும்போது கருமையாகின்றது.
(3) Pb(NO₃)₂ கரைசல் துளித்துளியாகச் சேர்க்கப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: வெண்மையான வீழ்படிவு. வெப்பமூட்டும்போது கருமையாகின்றது.
(i) Q ஐ இனங்காண்க. (ii) சோதனைகள் (1), (2), (3) இல் நிகழும் தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தருக (வீழ்படிவை (↓) அம்புக்குறியால் குறிக்கவும்). (iii) Q இன் இரு பயன்பாடுகளைத் தருக. (H=1,O=16,Na=23,S=32)
நீரிலி Na₂S₂O₃ இன் மோலார் நிறை=158g/mol. கொடுக்கப்பட்ட 248g/mol−158=90g/mol=5×18(H₂O) ⇒ Q=Na₂S₂O₃.5H₂O (சோடியம் தையோசல்பேற்று ஐந்துநீரேற்று, "hypo") -- இது உண்மையான, நன்கறியப்பட்ட மோலார் நிறையுடன் துல்லியமாகப் பொருந்துகின்றது; மென்மையான வெப்பமூட்டல் படிகநீரை (CuSO₄ நீலமாக்கும்) வெளியேற்றுவதும் இதனுடன் பொருந்துகின்றது.
AgNO₃: S₂O₃²⁻+Ag⁺→ தொடக்கத்தில் வெண்மையான Ag₂S₂O₃ வீழ்படிவு, இது நிலையற்றது, வெப்பமூட்டும்போது கருப்பு Ag₂S ஆக சிதைவடையும் (வெள்ளித் தையோசல்பேற்றின் பிரசித்தமான நிலையின்மை -- புகைப்பட "fixer" வேதியியலில் நன்கறியப்பட்டது).
Pb(NO₃)₂: இதே வகையில் வெண்மையான PbS₂O₃ வீழ்படிவு, வெப்பத்தில் கருப்பு PbS ஆக சிதைவடையும்.
(i) Q = Na₂S₂O₃.5H₂O (சோடியம் தையோசல்பேற்று ஐந்துநீரேற்று). அயனன் S₂O₃²⁻ (தையோசல்பேற்று) -- SO₄²⁻ இற்கு ஒப்பான கட்டமைப்பு, ஆனால் ஒரு O அணுவுக்குப் பதிலாக S அணு: மைய S அணு, நாற்முகி எலக்ட்ரான் ஜோடி வடிவமைப்பு (3 S–O பிணைப்புகள் + 1 S–S பிணைப்பு, மையத்தில் தனித்த இணை இல்லை).
(ii)
(1) Na₂S₂O₃(aq)+2HCl(aq)→2NaCl(aq)+S(s)↓+SO₂(g)↑+H₂O(l)
(2) 2AgNO₃(aq)+Na₂S₂O₃(aq)→Ag₂S₂O₃(s)↓+2NaNO₃(aq), தொடர்ந்து Ag₂S₂O₃(s)+H₂O(l)→(வெப்பம்)Ag₂S(s)+H₂SO₄(aq)
(3) Pb(NO₃)₂(aq)+Na₂S₂O₃(aq)→PbS₂O₃(s)↓+2NaNO₃(aq), தொடர்ந்து PbS₂O₃(s)→(வெப்பம்)PbS(s)+SO₃(g)
(iii) புகைப்பட வளர்ச்சியில் "fixer" ஆக (வெளிப்படாத AgBr ஐ [Ag(S₂O₃)₂]³⁻ வளையம் மூலம் கரைக்கும்); அயோடோமெற்றிக் நியமனங்களில் (iodometric titrations) தரப்பாக (S₂O₃²⁻+I₂→S₄O₆²⁻+2I⁻).
8(c) கலவை X இல் KClO₃, KCl இன் நிறை % ஐத் தீர்மானிக்க பின்வரும் முறை பயன்படுத்தப்பட்டது. X ஆனது KClO₃, KCl, நீரில் கரையக்கூடிய ஒரு செயலற்ற பொருள் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.
1.100g X ஐ 250 cm³ திண்மவளவு குடுவையில் நிறைவு செய்யப்பட்டது (கரைசல் Y).
25.00cm³ Y, SO₂(g) உடன் தாக்கப்பட்டு ClO₃⁻ ஐ Cl⁻ ஆக ஒடுக்கியது. மிகையான SO₂ வெப்பமூட்டி அகற்றப்பட்டது. AgNO₃ சேர்க்கப்பட்டு மொத்த Cl⁻ ஐ AgCl ஆக வீழ்படியச் செய்யப்பட்டது. கிடைத்த AgCl நிறை = 0.135g.
மற்றொரு 25.00cm³ Y, 30.00cm³ 0.20 mol dm⁻³ Fe(II) கரைசலுடன் அமில ஊடகத்தில் வெப்பமூட்டப்பட்டது. தாக்கமடையாத Fe(II), 0.02 mol dm⁻³ KMnO₄ உடன் நியமனம் செய்யப்பட்டது, தேவைப்பட்ட கனவளவு 20.00cm³.
Fe(II), ClO₃⁻ உடன் பின்வருமாறு தாக்கமடைகின்றது: H⁺+ClO₃⁻+Fe²⁺→Cl⁻+Fe³⁺+H₂O (சமப்படுத்தப்படாதது). X இல் KClO₃, KCl இன் நிறை % ஐ தனித்தனியே கணிக்க. (O=16,Cl=35.5,K=39,Ag=108)
ClO₃⁻(aq)+6H⁺(aq)+6Fe²⁺(aq)→Cl⁻(aq)+6Fe³⁺(aq)+3H₂O(l) (சரிபார்ப்பு: Cl1=1,H6=6,Fe6=6,சார்ஜு17=17. சமன்.)
படி 1 -- மொத்த Cl (KCl+KClO₃ இரண்டும்) 25cm³ பகுதியில்:
moles AgCl = 0.135/(108+35.5) = 0.135/143.5 = 9.408×10⁻⁴ mol = மொத்த Cl-கொண்ட இனங்கள் (KCl+KClO₃).
படி 2 -- KClO₃ மாத்திரம் (Fe²⁺ பின்-நியமனம் மூலம்):
மொத்த Fe²⁺ சேர்க்கப்பட்டது = 0.20×30.00×10⁻³ = 6.00×10⁻³ mol.
நியமனத்தில் பயன்பட்ட KMnO₄ = 0.02×20.00×10⁻³ = 4.00×10⁻⁴ mol.
MnO₄⁻/Fe²⁺ பிரசித்தமான விகிதத்தால் (1:5): தாக்கமடையாத Fe²⁺ = 5×4.00×10⁻⁴ = 2.00×10⁻³ mol.
ClO₃⁻ உடன் தாக்கமடைந்த Fe²⁺ = 6.00×10⁻³−2.00×10⁻³ = 4.00×10⁻³ mol.
ClO₃⁻/Fe²⁺ விகிதத்தால் (1:6): moles ClO₃⁻ (25cm³ பகுதியில்) = 4.00×10⁻³/6 = 6.667×10⁻⁴ mol = moles KClO₃.
படி 3 -- KCl மாத்திரம் (கழித்தல் மூலம்):
moles KCl (25cm³ பகுதியில்) = 9.408×10⁻⁴−6.667×10⁻⁴ = 2.741×10⁻⁴ mol.
படி 4 -- 250.0cm³ முழுமைக்கும் அளவிடல் (×10):
மொத்த KClO₃ = 6.667×10⁻³ mol; மோலார் நிறை KClO₃=39+35.5+48=122.5g/mol ⇒ நிறை = 6.667×10⁻³×122.5 = 0.8167g.
மொத்த KCl = 2.741×10⁻³ mol; மோலார் நிறை KCl=74.5g/mol ⇒ நிறை = 2.741×10⁻³×74.5 = 0.2042g.
% KClO₃ = 0.8167/1.100×100 = 74.2%
% KCl = 0.2042/1.100×100 = 18.6%
(சரிபார்ப்பு: 0.8167+0.2042=1.0209g, 1.100g இலிருந்து மீதி ≈0.079g (≈7.2%) -- இது தரப்பட்ட செயலற்ற நீரில் கரையக்கூடிய பொருளுக்குப் பொருந்துகின்றது, கேள்வியின் கூற்றுடன் இணக்கமாக.)
1(a) ஆவர்த்தன அட்டவணையின் p-தொகுப்பைச் சேர்ந்த பின்வரும் தனிமப் பட்டியல் தரப்பட்டுள்ளது: B,C,N,O,F,Ne / Al,Si,P,S,Cl,Ar. இப்பட்டியலிலிருந்து,
(i) அதிக கடினத்தன்மையுடைய ஓரணுவகக் கோவலன்சிய லாற்றிசை உருவாக்கும் மூலமற்ற தனிமத்தை இனங்காண்க.
(ii) மிகவிரிவான ஒட்சியேற்ற நிலைகளின் வீச்சைக் காட்டும் தனிமத்தை இனங்காண்க.
(iii) அதியுயர்ந்த முதலாம் அயனியாக்கும் ஆற்றலைக் கொண்ட தனிமத்தை இனங்காண்க.
(iv) ஈரியல்புத் தன்மையைக் காட்டும் தனிமத்தை இனங்காண்க.
(v) இரு வாயு வெவ்வேற்று வடிவங்களை (gaseous allotropes) கொண்ட தனிமத்தை இனங்காண்க.
(vi) மிகவும் வலிமையான ஒட்சியேற்றியாகக் கருதப்படும் தனிமத்தை இனங்காண்க.
(ii) N (நைத்திரசன்) -- N −3 முதல் +5 வரையிலான தொடர்ச்சியான ஒவ்வொரு முழு எண் ஒட்சியேற்ற நிலையையும் (−3,−2,−1,0,+1,+2,+3,+4,+5) காட்டுகின்றது -- இப்பட்டியலில் மிக விரிவான வீச்சு.
(iii) Ne (நியோன்) -- IE₁(Ne)≈2081 kJ/mol, பட்டியலிலுள்ள அனைத்தையும் விட அதிகம் (F≈1681, N≈1402, Ar≈1521) -- 2ம் பீரியட் மந்த வாயு, சிறிய அணு ஆரை + நிரம்பிய ஆக்டெற்று.
(iv) Al (அலுமினியம்) -- Al₂O₃, Al(OH)₃ இரண்டுமே ஈரியல்புடையவை (ஐதான அமிலம் மற்றும் ஐதான காரம் இரண்டுடனும் தாக்கமடையும்), இப்பட்டியலின் பாரம்பரிய ஈரியல்பு எடுத்துக்காட்டு.
(v) O (ஒட்சிஜன்) -- O₂ (டைஒட்சிஜன்), O₃ (ஓசோன்) இரண்டுமே அறை வெப்பநிலையில் வாயு நிலையிலான வெவ்வேற்று வடிவங்கள் -- இப்பட்டியலிலுள்ள ஏனைய தனிமங்களின் வெவ்வேற்று வடிவங்கள் (எ.கா. C இன் வைரம்/கிராஃபைற்று, P இன் வெண்மை/சிவப்பு) பொதுவாகத் திண்ம நிலையில் உள்ளன.
(vi) F (புளோரின்) -- அதியுயர்ந்த மின்னெதிர்த்தன்மை, F₂/F⁻ மூல ஒடுக்கல் நிலைமின்னழுத்தம் ≈+2.87V, பட்டியலில் (உண்மையில் அறியப்பட்ட அனைத்து தனிமங்களிலும்) மிக வலிமையான பொதுவான ஒட்சியேற்றி.
1(c) பின்வரும் கூற்றுக்கள் உண்மையா அல்லது பொய்யா எனக் கூறுக. (காரணங்கள் தேவையில்லை.)
(i) SF₆, OF₆ இரண்டுமே நிலையான மூலக்கூறுகள்.
(ii) SiCl₄, NCl₃, SCl₂ ஆகியவற்றின் இலத்திரன் ஜோடி வடிவமைப்பு நாற்முகியாக இருந்தபோதிலும், அவற்றின் பிணைப்புக் கோணங்கள் வேறுபடுகின்றன.
(iii) Kr இன் கொதிநிலை Xe இன் கொதிநிலையை விட அதிகம்.
(iv) கூட்டம் II சல்பேற்றுகளின் கரைதிறன் கூட்டத்தில் கீழ் நோக்கிச் செல்லச் செல்லக் குறைவது முதன்மையாக காற்றயனன்களின் நீரேற்று எந்தல்பியின் குறைவினால் ஏற்படுகின்றது.
(ii) உண்மை. மூன்று இனங்களுமே 4 எலக்ட்ரான் களங்களைக் கொண்டுள்ளன (நாற்முகி இலத்திரன்-ஜோடி வடிவமைப்பு), ஆனால் தனித்த இணைகளின் எண்ணிக்கை வேறுபடுகின்றது: SiCl₄ (0 தனித்த இணை, AX₄, 109.5° தூய நாற்முகி), NCl₃ (1 தனித்த இணை, AX₃E₁, ≈107° பிரமிடு), SCl₂ (2 தனித்த இணைகள், AX₂E₂, ≈103° கோண வடிவம்) -- தனித்த இணைகள் அதிகரிக்க அதிக விரட்டல், பிணைப்புக் கோணம் குறையும்.
(iii) பொய். உண்மையான கொதிநிலைகள்: Kr≈−153°C(120K), Xe≈−108°C(165K). Xe இன் கொதிநிலையே அதிகம் (பெரிய அணு, அதிக இலத்திரன்கள், வலிமையான லண்டன் சிதறல் விசைகள் -- கூட்டத்தில் கீழ் நோக்கிச் செல்லும் பொதுவான போக்கு).
(iv) உண்மை. கூட்டம் II இல் கீழ் நோக்கிச் செல்லச் செல்ல, M²⁺ அயனி அளவு அதிகரிக்கிறது ⇒ சார்ஜ் அடர்த்தி குறைகிறது ⇒ அயனன்-இருமுனை ஈர்ப்பு பலவீனமாகி நீரேற்று எந்தல்பி (குறையும் எதிர்குறி அளவில்) குறைகிறது; இக்குறைவு லாற்றிசு ஆற்றல் குறைவை விட வேகமாக நிகழ்வதால், கரைதல் குறைவாக சாதகமாகி, கரைதிறன் குறைகிறது (MgSO₄ கரையக்கூடியது → BaSO₄ மிகக் கரையாதது).
2(a) X, Y ஆவர்த்தன அட்டவணையின் s-தொகுப்புத் தனிமங்கள். இவை நீருடன் தாக்கம்புரிந்து ஐதரொட்சைட்டுகளை உருவாக்குகின்றன. X இன் ஐதரொட்சைட்டு Y இன் ஐதரொட்சைட்டை விட அதிக காரத்தன்மையுடையது. X இன் ஐதரொட்சைட்டு குழந்தை சவர்க்காரம் தயாரிப்பதில் பயன்படுகின்றது. Y இன் ஐதரொட்சைட்டு, புவி வெப்பமயமாதலுக்குப் பொறுப்பான முதன்மை வாயுக்களிலொன்றான வாயு Z ஐ இனங்காணப் பொதுவாகப் பயன்படுகின்றது.
(i) X, Y ஐ இனங்காண்க. (ii) X, Y இன் எலக்ட்ரான் நிலையமைப்புகளைத் தருக. (iii) சுவாலைச் சோதனையில் X, Y இன் உப்புகள் தரும் சுவாலையின் நிறத்தைத் தருக. (iv) X, Y ஐப் பொறுத்து பின்வருவனவற்றின் சார்பு பருமன்களைக் குறிக்க: I. அணு அளவு II. அடர்த்தி III. உருகுநிலை IV. முதலாம் அயனியாக்கும் ஆற்றல். (v) Z ஐ இனங்காண்க.
(i) X = Na (சோடியம்). Y = Ca (கல்சியம்).
(ii) X(Na) = 1s²2s²2p⁶3s¹ ([Ne]3s¹). Y(Ca) = 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² ([Ar]4s²).
(iii) X(Na) = பொன்னிற/பிரகாசமான மஞ்சள். Y(Ca) = செங்கல்-சிவப்பு.
(iv) (உண்மையான தரவுகளுடன் சரிபார்க்கப்பட்டது: Na ஆரை≈190pm/Ca≈197pm; Na அடர்த்தி=0.97/Ca=1.55g/cm³; Na உருகுநிலை=98°C/Ca=842°C; Na IE₁=496/Ca=590kJ/mol) -- Ca ஒரு முழு கூடுதல் பீரியட் கீழே இருப்பதால் (கூட்டத்தில் வலப்புறமான தாக்கத்தை விட பீரியட் கீழிறங்கல் தாக்கம் மேலோங்குகின்றது), நான்கு பண்புகளிலும் Y(Ca) > X(Na):
I. அணு அளவு: Y > X. II. அடர்த்தி: Y > X. III. உருகுநிலை: Y > X. IV. IE₁: Y > X.
(v) Z = CO₂ (கரியமில வாயு -- Ca(OH)₂ இனால் மங்கலாக்கப்படும் சோதனை மூலம் இனங்காணப்படுகின்றது, முதன்மை வெப்பமண்டல வாயு).
2(a)(vi) சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளை மாத்திரம் பயன்படுத்தி, Y (Ca) இன் ஐதரொட்சைட்டு Z ஐ இனங்காணப் பயன்படுத்தப்படும் விதத்தைக் காட்டுக. (வீழ்படிவுகளை "↓" மூலமும், அவற்றின் நிறங்களையும் குறிப்பிடவும்.)
(vii) Y இன் ஒரு இயற்கை மூலம், அதில் கார்பனேற்றாகக் காணப்படுவது, ஒரு எதிர்நச்சு முகவரின் (disinfectant) உற்பத்தியில் மூலப்பொருளாகப் பயன்படுகின்றது.
I. இயற்கை மூலத்தைப் பெயரிடுக. II. எதிர்நச்சு முகவரை இனங்காண்க. III. சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளை மாத்திரம் பயன்படுத்தி, எதிர்நச்சு முகவரின் உற்பத்தி முறையின் படிகளைத் தருக.
(vii) Ca கார்பனேற்றாகக் காணப்படும் இயற்கை மூலம் = சுண்ணாம்புக்கல் (limestone, CaCO₃). இதிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் எதிர்நச்சு முகவர் = வெளுப்புத் தூள் (bleaching powder, CaOCl₂).
I. சுண்ணாம்புக்கல் (limestone). II. வெளுப்புத் தூள் (bleaching powder, CaOCl₂).
III. உற்பத்தி முறை (சமன்பாடுகள் மாத்திரம்):
CaCO₃(s)→(Δ, calcination)CaO(s)+CO₂(g) (சுண்ணாம்புக்கல்லை வெப்பமூட்டல்)
CaO(s)+H₂O(l)→Ca(OH)₂(s) (சுண்ணாம்பு தணித்தல், slaking)
Ca(OH)₂(s)+Cl₂(g)→CaOCl₂(s)+H₂O(l) (தணிக்கப்பட்ட சுண்ணாம்பை Cl₂ உடன் தாக்கச்செய்தல்)
2(b)(i) கீழே தரப்பட்ட பட்டியலிலிருந்து ஒவ்வொரு தாக்கத்திற்கும் பொருத்தமான கரைசலைத் தெரிவு செய்து பின்வரும் தாக்கங்களை பூர்த்தி செய்க. பட்டியல் (ஒழுங்கில் அல்ல): Na₂S₂O₃(aq), AgNO₃(aq), K₂SO₄(aq), (NH₄)₂CO₃(aq), BaCl₂(aq), KI(aq). குறிப்பு: ஒரு கரைசலை ஒரேயொரு தடவை மாத்திரம் பயன்படுத்தவும்.
I. BaCl₂(aq)+[?]→A (ஐதான HCl இல் கரைந்து தெளிவான கரைசலைத் தரும் வெண்மையான வீழ்படிவு)
II. Pb(NO₃)₂(aq)+[?]→B (வெந்நீரில் கரையும் மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு)
III. AgNO₃(aq)+[?]→C (நிற்கும்போது கருமையாகும் வெண்மையான வீழ்படிவு)
IV. K₂SO₃(aq)+[?]→D (ஐதான HCl இல் கரையும் வெண்மையான வீழ்படிவு)
V. NaBr(aq)+[?]→E (செறிந்த அம்மோனியாவில் முழுமையாகக் கரையும் வெளிர்-மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு)
VI. Ba(NO₃)₂(aq)+[?]→F (ஐதான HCl இல் கரையாத வெண்மையான வீழ்படிவு)
(ii) வீழ்படிவுகள் A முதல் F வரையிலான இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக. (iii) (b)(i) இல் உள்ள A, D, E வீழ்படிவுகள் கரைவதற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக.
(ii) A=BaCO₃, B=PbI₂, C=Ag₂S₂O₃, D=BaSO₃, E=AgBr, F=BaSO₄.
(iii)
A: BaCO₃(s)+2HCl(aq)→BaCl₂(aq)+H₂O(l)+CO₂(g)↑
D: BaSO₃(s)+2HCl(aq)→BaCl₂(aq)+H₂O(l)+SO₂(g)↑
E: AgBr(s)+2NH₃(aq)→[Ag(NH₃)₂]⁺(aq)+Br⁻(aq)
8(a) சேர்வை A (A=MXₙ, M=3d-தொகுப்பைச் சேர்ந்த ஒரு தாண்டல் தனிமம், X=ஒரே வகையான லிகண்டுகள்) மிகையான ஐதான NaOH உடன், தொடர்ந்து H₂O₂ உடன் தாக்கப்படும்போது சேர்வை B ஐ தருகின்றது. B இன் நீர்க்கரைசல் ஐதான H₂SO₄ உடன் அமிலமாக்கப்படும்போது சேர்வை C உருவாகின்றது. C, NH₄Cl உடன் தாக்கப்படும்போது சேர்வை D ஒரு விளைபொருளாகக் கிடைக்கின்றது. திண்ம D ஐ வெப்பமூட்டும்போது நீல நிற சேர்வை E, நீராவி, மற்றும் ஓர் மூலமற்ற ஈரணு வாயு F கிடைக்கின்றன. Ca உலோகத்தை வாயு F இல் எரிக்கும்போது வெண்மையான திண்மம் G கிடைக்கின்றது. G நீருடன் தாக்கப்படும்போது வாயு H வெளியேறுகின்றது. இவ்வாயு HCl வாயுவுடன் வெண்மையான புகையைத் தருகின்றது. உலோகம் Na, திரவ H உடன் தாக்கம்புரிந்து நிறமற்ற ஈரணு வாயு I ஐ ஒரு விளைபொருளாகத் தருகின்றது. A இன் நீர்க்கரைசல் மிகையான Na₂CO₃ உடன் தாக்கப்படும்போது, ஒரு நிறமுடைய வீழ்படிவு உருவாகின்றது. இவ்வீழ்படிவு வடிகட்டப்பட்டு, வடிகட்டலீடு ஐதான HNO₃ உடன் அமிலமாக்கப்படுகின்றது. இதற்கு AgNO₃(aq) சேர்க்கும்போது ஐதான NH₄OH இல் கரையக்கூடிய வெண்மையான வீழ்படிவு கிடைக்கின்றது.
(i) A, B, C, D, E, F, G, H, I ஆகியவற்றை இனங்காண்க. (ii) C ஐக் கொண்ட கரைசல் ஐதான NaOH உடன் தாக்கப்படும்போது நீங்கள் என்ன அவதானிப்பீர்கள்? இவ்வவதானிப்புக்குரிய சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக.
A→B: CrCl₃+மிகையான NaOH→[Cr(OH)₆]³⁻ (பச்சை குரோமைட்டு), தொடர்ந்து H₂O₂ ஒட்சியேற்றி B=CrO₄²⁻ (மஞ்சள் குரோமேற்று) தருகின்றது.
B→C: 2CrO₄²⁻(aq)+2H⁺(aq)→Cr₂O₄²⁻(aq)+H₂O(l) ⇒ C=Cr₂O₄²⁻ (ஆரஞ்சு டைகுரோமேற்று).
C+NH₄Cl→D: Na₂Cr₂O₄+2NH₄Cl→(NH₄)₂Cr₂O₄+2NaCl ⇒ D=(NH₄)₂Cr₂O₄ (அம்மோனியம் டைகுரோமேற்று).
D வெப்பமூட்டல்: பிரசித்தமான "எரிமலை" சிதைவு -- (NH₄)₂Cr₂O₄(s)→(Δ)Cr₂O₃(s)+N₂(g)+4H₂O(g) ⇒ E=Cr₂O₃ (பொதுவாக பச்சை/"chrome green" எனப்படினும், சில வடிவங்களில் நீல-பச்சை/viridian தோற்றம் கொண்டது), F=N₂.
Ca+F→G: 3Ca(s)+N₂(g)→Ca₃N₂(s) ⇒ G=Ca₃N₂ (2014/ess/08(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது).
G+H₂O→H: Ca₃N₂(s)+6H₂O(l)→3Ca(OH)₂(aq)+2NH₃(g) ⇒ H=NH₃ (HCl வாயுவுடன் வெண்மையான புகை: NH₃(g)+HCl(g)→NH₄Cl(s), உறுதிப்படுத்துகின்றது).
Na+திரவ H→I: 2Na(s)+2NH₃(l)→2NaNH₂(aq)+H₂(g) ⇒ I=H₂.
(i) A=CrCl₃, B=CrO₄²⁻, C=Cr₂O₄²⁻, D=(NH₄)₂Cr₂O₄, E=Cr₂O₃, F=N₂, G=Ca₃N₂, H=NH₃, I=H₂.
(ii) C (Cr₂O₄²⁻) + ஐதான NaOH: ஆரஞ்சு-டைகுரோமேற்று/மஞ்சள்-குரோமேற்று சமநிலை காரப் பக்கமாக நகர்கின்றது -- கரைசல் ஆரஞ்சிலிருந்து மஞ்சளாக மாறும்: Cr₂O₄²⁻(aq)+2OH⁻(aq)→2CrO₄²⁻(aq)+H₂O(l).
8(b) நீர்க்கரைசல் T மூன்று உலோக அயனன்களைக் கொண்டுள்ளது. இவ்வுலோக அயனன்களை இனங்காண பின்வரும் பரிசோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன.
1. T ஐதான HCl உடன் அமிலமாக்கப்பட்டு, கிடைத்த தெளிவான கரைசல் ஊடாக H₂S செலுத்தப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: கருப்பு நிற வீழ்படிவு Q₁ உருவானது.
2. Q₁ வடிகட்டி அகற்றப்பட்டது. வடிகட்டலீடு, H₂S முழுமையாக அகற்றப்படும் வரை கொதிக்கவைக்கப்பட்டது. கரைசல் ஆற வைக்கப்பட்டு, NH₄Cl, NH₄OH சேர்க்கப்பட்டன. H₂S செலுத்தப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: தெளிவான கரைசல் கிடைத்தது, தொடர்ந்து கருப்பு நிற வீழ்படிவு Q₂ உருவானது.
3. Q₂ வடிகட்டி அகற்றப்பட்டது. வடிகட்டலீடு, H₂S முழுமையாக அகற்றப்படும் வரை கொதிக்கவைக்கப்பட்டு, (NH₄)₂CO₃ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: வெண்மையான வீழ்படிவு Q₃ உருவானது.
வீழ்படிவுகள் Q₁, Q₂, Q₃ இற்கான பரிசோதனைகள்:
1. Q₁ வெந்நீரான ஐதான HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டது. ஆறவைத்த பின், நடுநிலைப்படுத்தப்பட்டு KI சேர்க்கப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: ஒரு வீழ்படிவும் ஒரு பழுப்பு நிற கரைசலும் உருவாகின.
2. Q₂ சூடான ஐதான HCl இல் கரைக்கப்பட்டது. கரைசல் ஆற வைக்கப்பட்டு, ஐதான NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: பச்சை நிற வீழ்படிவு உருவானது. மேலும் ஐதான NH₄OH சேர்க்கப்பட்டபோது -- பச்சை வீழ்படிவு கரைந்து ஆழமான நீல நிற கரைசலைத் தந்தது.
3. Q₃ செறிந்த HCl இல் கரைக்கப்பட்டு, சுவாலைச் சோதனைக்கு உட்படுத்தப்பட்டது. -- அவதானிப்பு: பச்சை நிற சுவாலை கிடைத்தது.
(i) T கரைசலிலுள்ள மூன்று உலோக அயனன்களையும் இனங்காண்க. (காரணங்கள் தேவையில்லை.) (ii) Q₁, Q₂, Q₃ வீழ்படிவுகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக.
Q₁ அடையாளம்: Q₁ ஐ ஐதான HNO₃ இல் கரைத்து Cu²⁺ பெறப்பட்டு, KI சேர்க்கும்போது: 2Cu²⁺+4I⁻→2CuI(s)↓(வெண்மை)+I₂, I₂ மிகையான I⁻ இல் கரைந்து I₃⁻ (பழுப்பு நிற முத்தையோடைட் அயன்) தருகின்றது -- "வீழ்படிவும் பழுப்பு நிற கரைசலும்" துல்லியமாகப் பொருந்துகின்றது (Cu²⁺ இற்கான பிரசித்தமான, தனித்துவமான குணாதிசய சோதனை, அயோடோமெற்றிக் நியமனத்தின் அடிப்படை). ⇒ Q₁=CuS.
Q₂ அடையாளம்: Q₂ இலிருந்து Ni²⁺ கரைசல் + ஐதான NH₄OH → பச்சை Ni(OH)₂ வீழ்படிவு; மிகையான NH₄OH இல் [Ni(NH₃)₆]²⁺ (ஆழமான நீலம்) ஆகக் கரையும் -- Ni²⁺ இற்கான பிரசித்தமான, தனித்துவமான ஹெக்சாஅம்மீன் நிக்கல் வளையச் சோதனை. ⇒ Q₂=NiS.
Q₃ அடையாளம்: பச்சை சுவாலைச் சோதனை = பேரியம் (Ba) இற்கான தனித்துவமான அடையாளம் (Ca=செங்கல்-சிவப்பு, Sr=கருஞ்சிவப்பு ஆகியவற்றிலிருந்து வேறுபட்டது). ⇒ Q₃=BaCO₃.
(i) T இலுள்ள மூன்று உலோக அயனன்கள்: Cu²⁺, Ni²⁺, Ba²⁺.
(ii) Q₁=CuS, Q₂=NiS, Q₃=BaCO₃.
8(c) கரைசல் U இல் உள்ள Al³⁺ அயனன்களின் செறிவை நிர்ணயிக்கப் பின்வரும் முறை பயன்படுத்தப்பட்டது.
மிகையான 8-ஐதரொட்சிகுவினொலீன் ("oxine", C₉H₄ON) 25.0cm³ U (pH=5) இற்குச் சேர்க்கப்பட்டு Al³⁺ ஐ அலுமினியம் ஒக்சினேற்றாக (Al(oxine)₃) வீழ்படியச் செய்தது: Al³⁺(aq)+3oxineH→Al(oxine)₃(s)↓+3H⁺(aq). வீழ்படிவு வடிகட்டி, சூடான ஐதான HCl (மிகையான KBr உடன்) இல் கரைக்கப்பட்டு Al³⁺+3oxineH மீள்கிடைத்தது.
தொடர்ந்து 25.0cm³ 0.025 mol dm⁻³ KBrO₃ சேர்க்கப்பட்டது: BrO₃⁻+5Br⁻+6H⁺→3Br₂+3H₂O. உருவான Br₂, மீள்கிடைத்த oxineH உடன் தாக்கமடைந்தது: oxineH+2Br₂→dibromo-oxine(s)+2HBr.
மிகையான Br₂, KI உடன் தாக்கமடைந்து I₃⁻ தந்தது. I₃⁻, 0.05 mol dm⁻³ Na₂S₂O₃ உடன் நியமனம் செய்யப்பட்டது (starch சுட்டி), தேவைப்பட்ட கனவளவு 15.00cm³. U இல் Al³⁺ இன் செறிவை mg dm⁻³ இல் கணிக்க. (Al=27)
படி 2 -- I₃⁻ வழி மிகையான Br₂ கண்டுபிடித்தல்: moles Na₂S₂O₃=0.05×0.015=7.5×10⁻⁴ mol. I₃⁻+2S₂O₃²⁻ விகிதத்தால் (1:2): moles I₃⁻=7.5×10⁻⁴/2=3.75×10⁻⁴ mol. Br₂+3I⁻→I₃⁻+2Br⁻ விகிதத்தால் (1:1): மிகையான Br₂=3.75×10⁻⁴ mol.
படி 3 -- oxineH உடன் தாக்கமடைந்த Br₂: தாக்கமடைந்த Br₂=மொத்தம்−மிகையானது=1.875×10⁻³−3.75×10⁻⁴=1.500×10⁻³ mol.
படி 4 -- oxineH மோல்: oxineH+2Br₂ விகிதத்தால் (1:2): moles oxineH=1.500×10⁻³/2=7.50×10⁻⁴ mol.
படி 5 -- Al³⁺ மோல்: Al³⁺+3oxineH விகிதத்தால் (1:3): moles Al³⁺=7.50×10⁻⁴/3=2.50×10⁻⁴ mol (25.0cm³ U இல்).
படி 6 -- செறிவு: [Al³⁺]=2.50×10⁻⁴/0.0250=0.0100 mol dm⁻³.
படி 7 -- mg dm⁻³ ஆக மாற்றல்: 0.0100×27=0.270 g dm⁻³ = 270 mg dm⁻³.
10(a) X, Y, Z ஒருங்கிணைவுச் சேர்வைகள். இவை நாற்முகி வடிவமைப்பைக் (octahedral) கொண்டுள்ளன. X, Y, Z இல் ஒருங்கிணைவுக் கோளத்திலுள்ள (உலோக அயனனும் அதனுடன் ஒருங்கிணைந்த லிகண்டுகளும்) இனங்களின் அணுக்கூறமைப்பு முறையே FeH₁₀CNO₅S, FeH₈C₂N₂O₄S₂, FeH₆C₃N₃O₃S₃ ஆகும். மூன்று சேர்வைகளிலும் உலோக அயனனின் ஒட்சியேற்ற நிலை ஒன்றே. ஒவ்வொரு சேர்வையிலும் இரு வகையான லிகண்டுகள் உலோக அயனனுடன் ஒருங்கிணைந்துள்ளன. இச்சேர்வைகள் ஒருங்கிணைக்கப்படாத எதிர்மின் அயனன்களைக் கொண்டிருந்தால், அவை ஒரே வகையாகும்.
நீர்க்கரைசல் S இல் X, Y, Z ஆகியவை 1:1:1 மோலார் விகிதத்தில் உள்ளன. S இல் ஒவ்வொரு சேர்வையினதும் செறிவும் 0.10 mol dm⁻³. 100.0cm³ S இற்கு மிகையான AgNO₃ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டபோது, மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு உருவானது. இவ்வீழ்படிவு நிலையான நிறை வரை உலர்த்தப்பட்டது. வீழ்படிவின் நிறை 7.05g. இவ்வீழ்படிவு செறிந்த NH₄OH இல் கரையாது. (மஞ்சள் வீழ்படிவின் சார்பு மூலக்கூற்று நிறை=235)
(i) X, Y, Z இல் உலோக அயனன்களுடன் ஒருங்கிணைந்த லிகண்டுகளை இனங்காண்க. (ii) மஞ்சள் நிற வீழ்படிவின் இரசாயனச் சூத்திரத்தைத் தருக. (iii) காரணங்களுடன், X, Y, Z இன் கட்டமைப்புகளைத் தீர்மானிக்க.
X: 5H₂O+1SCN⁻ (H=10,O=5,C=N=S=1 -- சரிபார்க்கப்பட்டது). Y: 4H₂O+2SCN⁻ (H=8,O=4,C=N=S=2). Z: 3H₂O+3SCN⁻ (H=6,O=3,C=N=S=3).
Fe³⁺/SCN⁻ சிவப்பு வளையச் சேர்வை ([Fe(SCN)]²⁺) Fe³⁺ இற்கான பிரசித்தமான, தரப்பாய் சோதனை என்பதால், Fe ஒட்சியேற்ற நிலை = +3 மூன்று சேர்வைகளிலும்:
X=[Fe(H₂O)₅(SCN)]²⁺ (சார்ஜு=+3−1=+2), Y=[Fe(H₂O)₄(SCN)₂]⁺ (சார்ஜு=+3−2=+1), Z=[Fe(H₂O)₃(SCN)₃] (சார்ஜு=+3−3=0, நடுநிலை).
மஞ்சள், செறிந்த NH₄OH இல் கரையாத Ag வீழ்படிவு = AgI (108+127=235g/mol, துல்லியமாகப் பொருந்துகின்றது!) ⇒ ஒருங்கிணைக்கப்படாத எதிர்மின் அயனன் = I⁻. X க்கு 2 I⁻ தேவை (+2 சார்ஜுக்கு), Y க்கு 1 I⁻ தேவை (+1 சார்ஜுக்கு), Z க்கு I⁻ தேவையில்லை (நடுநிலை).
சரிபார்ப்பு (AgI நிறை): mol X=Y=Z=0.10×0.1000=0.010mol வீதம். மொத்த I⁻=2(0.010)+1(0.010)+0(0.010)=0.030mol. AgI நிறை=0.030×235=7.05g -- தரப்பட்ட நிறையுடன் துல்லியமாகப் பொருந்துகின்றது!
(i) லிகண்டுகள்: H₂O (aqua), SCN⁻ (தையோசயனேற்று, thiocyanato).
(ii) மஞ்சள் வீழ்படிவு = AgI.
(iii) X=[Fe(H₂O)₅(SCN)]I₂ (5:1 விகிதம் -- ஒரேயொரு சாத்தியமான நாற்முகி அமைப்பு). Y=[Fe(H₂O)₄(SCN)₂]I (4:2 விகிதம் -- cis/trans வடிவவேற்றுமை சாத்தியம்). Z=[Fe(H₂O)₃(SCN)₃] (3:3 விகிதம், நடுநிலை -- fac/mer வடிவவேற்றுமை சாத்தியம்).
1(b)(iv)(I) பின்வருவனவற்றை அடைப்புக்குறிக்குள் தரப்பட்டுள்ள பண்பின் குறையும் வரிசையில் வரிசைப்படுத்துக (காரணங்கள் தேவையில்லை): Li₂CO₃, Na₂CO₃, K₂CO₃ (நீரில் கரைதிறன்).
காரணம் (ஒழுங்கின்மை): Li⁺ சிறியது, அதிக சார்ஜ் அடர்த்தி கொண்டது -- சிறிய, கடினமான CO₃²⁻ அயனனுடன் வலிமையான லாற்றிசு ஆற்றலைக் கொண்ட லாற்றிசை உருவாக்குகின்றது; இலாற்றிசு ஆற்றல் அதிகரிப்பு நீரேற்று எந்தல்பியின் அதிகரிப்பை விட மிஞ்சி நிற்பதால், Li₂CO₃ ஒப்பீட்டளவில் குறைவாகக் கரையக்கூடியதாகின்றது. K⁺ பெரியது, குறைந்த சார்ஜ் அடர்த்தி, பலவீனமான லாற்றிசு -- எளிதில் கரையக்கூடியது.
K₂CO₃ > Na₂CO₃ > Li₂CO₃.
2(a) X, Y, Z ஆவர்த்தன அட்டவணையின் ஒரே கூட்டத்தைச் சேர்ந்த தனிமங்கள். இவை கூட்டத்தில் இறங்கும்போது தொடர்ச்சியான மூன்று பீரியட்டுகளில் காணப்படுகின்றன. Y அறை வெப்பநிலையில் நிறமுடைய, மூலமற்ற திரவமாகக் காணப்படுகின்றது.
(i) X, Y, Z ஐ இனங்காண்க. (ii) X, Y, Z ஐப் பொறுத்து பின்வருவனவற்றின் சார்பு பருமன்களைக் குறிக்க: I. அணு அளவு II. எலக்ட்ரான் நாட்டம் III. முதலாம் அயனியாக்கும் ஆற்றல். (iii) X, Y, Z இன் எதிர்மின் அயனன்களை இனங்காணப் பயன்படும் ஒரேயொரு காரகத்தை பரிந்துரைக்க, ஒவ்வொன்றுக்குமான அவதானிப்புடன். (iv) X₂(g) இன் தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தருக: I. NH₃(g) உடன் II. ஐதான NaOH உடன். (v) X இன் இரு ஒக்சோ அமிலங்களைத் தருக. (vi) X இன் ஒரு இயற்கை மூலத்தைப் பெயரிடுக. (vii) I. X ஐக் கொண்ட ஒரு மோனோமர் நீர்க் குழாய்கள் தயாரிப்பதில் பரவலாகப் பயன்படும் ஒரு சேர்க்கைப் பலபடியை உருவாக்குகின்றது. அம்மோனோமரை இனங்காண்க. II. இப்பலபடியின் முழுப் பெயரைத் தருக.
(i) X=Cl, Y=Br, Z=I.
(ii) (உண்மையான தரவுகள்: அணு ஆரை Cl<Br<I; EA₁(kJ/mol) Cl=349,Br=325,I=295; IE₁(kJ/mol) Cl=1251,Br=1140,I=1008)
I. அணு அளவு: Z > Y > X (I>Br>Cl). II. எலக்ட்ரான் நாட்டம்: X > Y > Z (Cl>Br>I). III. IE₁: X > Y > Z (Cl>Br>I).
(iii) காரகம்: AgNO₃(aq) (ஐதான HNO₃ உடன் அமிலமாக்கப்பட்டது).
X(Cl⁻): வெண்மையான வீழ்படிவு (AgCl), ஐதான NH₃ இல் கரையும்.
Y(Br⁻): வெளிர்-மஞ்சள் வீழ்படிவு (AgBr), செறிந்த NH₃ இல் மாத்திரம் கரையும்.
Z(I⁻): மஞ்சள் வீழ்படிவு (AgI), செறிந்த NH₃ இலும் கரையாது.
(2016/str/02(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட அதே மூன்றுவழி ஏலைட் இனங்காணல் தர்க்கம்.)
(iv)
I. 8NH₃(g)+3Cl₂(g)→6NH₄Cl(s)+N₂(g) (மிகையான NH₃).
II. Cl₂(g)+2NaOH(aq)→NaCl(aq)+NaOCl(aq)+H₂O(l) (குளிர்ந்த ஐதான NaOH, தன்-விகிதாசாரமாதல், "பிளீச்" தாக்கம்).
(v) X(Cl) இன் ஒக்சோ அமிலங்கள்: HOCl (ஐதரொகுளோரசு அமிலம்) மற்றும் HClO₄ (பேர்குளோரிக் அமிலம்) (அல்லது HClO₂, HClO₃).
(vi) X(Cl) இன் இயற்கை மூலம்: கடல்நீர்/பாறை உப்பு (NaCl).
(vii)
I. நீர்க் குழாய்கள் தயாரிப்பில் பரவலாகப் பயன்படும் Cl-கொண்ட மோனோமர் = வினைல் குளோரைட்டு (குளோரோஈத்தீன், CH₂=CHCl).
II. முழுப் பெயர்: பொலி(வினைல் குளோரைட்டு) (PVC) / பொலிகுளோரோஈத்தீன்.
2(b) நீர்க்கரைசல் Q மூன்று எதிர்மின் அயனன்களைக் கொண்டுள்ளது. இவ்வயனன்களை இனங்காணப் பின்வரும் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன (ஒவ்வொரு சோதனைக்கும் Q இன் புதிய பகுதிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன):
① I. ஐதான HCl சேர்க்கப்பட்டது -- நிறமற்ற வாயு வெளியேறியது, தெளிவான கரைசல் கிடைத்தது. II. வாயு, ஈயம் அசெற்றேற்றால் ஈரமாக்கப்பட்ட வடிகட்டித் தாளுடன் சோதிக்கப்பட்டது -- நிற மாற்றம் இல்லை.
② I. BaCl₂ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- வெண்மையான வீழ்படிவு. II. வீழ்படிவு வடிகட்டப்பட்டு, ஐதான HCl சேர்க்கப்பட்டது -- வாயு வெளியேற்றத்துடன் வீழ்படிவு கரைந்தது. III. வாயு, ஐதாக்கப்பட்ட பொட்டாசியம் டைகுரோமேற்றால் ஈரமாக்கப்பட்ட வடிகட்டித் தாளுடன் சோதிக்கப்பட்டது -- ஆரஞ்சிலிருந்து பச்சையாக நிறம் மாறியது.
③ செறிந்த HNO₃ + மிகையான அம்மோனியம் மொலிப்டேற்று கரைசல் சேர்க்கப்பட்டு வெதுப்பாக்கப்பட்டது -- மஞ்சள் வீழ்படிவு உருவாகவில்லை.
④ Devarda's அலாய் + NaOH கரைசல் சேர்க்கப்பட்டு வெதுப்பாக்கப்பட்டது -- நெஸ்லர் காரகத்தை பழுப்பாக்கும் வாயு வெளியேறியது.
⑤ FeCl₃ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- இரத்த-சிவப்பு நிற கரைசல் கிடைத்தது.
(i) Q இலுள்ள மூன்று எதிர்மின் அயனன்களையும் இனங்காண்க. (ii) சோதனை ② III இல் நிகழும் தாக்கத்திற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக.
② (BaSO₃→SO₂, ஆரஞ்சு→பச்சை டைகுரோமேற்று ஒடுக்கல்) -- இது SO₂ இன் தனித்துவமான, உறுதியான அடையாளம் (2016/str/02(b), 2013/ess/08(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட அதே தர்க்கம்) ⇒ SO₃²⁻ (சல்பைட்டு) இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகின்றது. ① இன் நிறமற்ற வாயு (ஈய அசெற்றேற்று எதிர்மறை, H₂S அன்று) SO₂ உடன் பொருந்துகின்றது -- SO₃²⁻ இற்கான ஆரம்ப, பொதுவான சோதனை.
④ (Devarda's அலாய்+NaOH→NH₃, நெஸ்லர் நேர்மறை) -- நைத்திரேற்றை NH₃ ஆக ஒடுக்கும் பிரசித்தமான சோதனை (2014/str/02(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Al+NaNO₃+NaOH தர்க்கத்திற்கு ஒப்பானது) ⇒ NO₃⁻ (நைத்திரேற்று) இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகின்றது.
⑤ (FeCl₃→இரத்த-சிவப்பு) -- இது [Fe(SCN)]²⁺ இற்கான பிரசித்தமான, தனித்துவமான Fe³⁺/தையோசயனேற்று சோதனை (2016/ess/10(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது) ⇒ SCN⁻ (தையோசயனேற்று) இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகின்றது.
③ (எதிர்மறை) -- அம்மோனியம் மொலிப்டேற்று சோதனை பொஸ்பேற்றுக்கானது; மஞ்சள் வீழ்படிவு உருவாகாதது PO₄³⁻ இல்லை என்பதை உறுதிப்படுத்துகின்றது (இது ஒரு விலக்குச் சோதனை, நான்காவது சாத்தியமான அயனனை நீக்குகின்றது).
(i) மூன்று அயனன்கள்: SO₃²⁻, NO₃⁻, SCN⁻.
(ii) Cr₂O₄²⁻(aq)+3SO₂(g)+2H⁺(aq)→2Cr³⁺(aq)+3SO₄²⁻(aq)+H₂O(l).
8(a) கரைசல் Y மூன்று நேர்மின் அயனன்களைக் கொண்டுள்ளது.
Ⓐ இவ்வயனன்களை இனங்காணப் பின்வரும் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன:
① Y இன் சிறிதளவைப் ஐதான HCl உடன் தாக்கியது -- வெண்மையான வீழ்படிவு (P₁).
② P₁ வடிகட்டி அகற்றப்பட்டு, கரைசல் ஊடாக H₂S செலுத்தப்பட்டது -- கருப்பு நிற வீழ்படிவு (P₂).
③ P₂ வடிகட்டி அகற்றப்பட்டது. வடிகட்டலீடு, H₂S அகற்றப்படும் வரை கொதிக்கவைக்கப்பட்டு, ஆற வைக்கப்பட்டு, NH₄OH/NH₄Cl சேர்க்கப்பட்டது -- வீழ்படிவு ஏதுமில்லை.
④ கரைசல் ஊடாக H₂S செலுத்தப்பட்டது -- கருப்பு நிற வீழ்படிவு (P₃).
Ⓑ P₁, P₂, P₃ இற்கான பரிசோதனைகள்:
P₁: I. நீர் சேர்க்கப்பட்டு கொதிக்கவைக்கப்பட்டது -- P₁ இன் பகுதி கரைந்தது. II. வெதுப்பாக இருக்கும்போதே வடிகட்டப்பட்டு, வடிகட்டலீடு F₁/எச்சம் R₁ இற்கான சோதனைகள்: F₁ -- ஐதான H₂SO₄ சேர்த்தல்: வெண்மையான வீழ்படிவு. R₁ -- வெதுப்பான நீரால் கழுவி ஐதான NH₄OH சேர்த்தல்: R₁ கரைந்தது; தொடர்ந்து KI சேர்த்தல்: அடர் மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு.
P₂: வெதுப்பான ஐதான HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டு, பொட்டாசியம் குரோமேற்று சேர்க்கப்பட்டது -- மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு.
P₃: I. வெதுப்பான செறிந்த HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டது -- இளஞ்சிவப்பு நிற கரைசல் (கரைசல் 1). II. கரைசல் 1 இற்கு சேர்க்கப்பட்டவை: செறிந்த HCl -- நீல நிற கரைசல் (கரைசல் 2); ஐதான NH₄OH -- மஞ்சள்-பழுப்பு நிற கரைசல் (கரைசல் 3).
(i) மூன்று நேர்மின் அயனன்களையும் இனங்காண்க. (ii) I. P₁, P₂, P₃ வீழ்படிவுகளையும் II. கரைசல் 1,2,3 இன் நிறங்களுக்குப் பொறுப்பான இனங்களையும் இனங்காண்க. (iii) Ⓐ④ இல் வீழ்படியும் நேர்மின் அயனன் ஏன் அமில ஊடகத்தில் வீழ்படியவில்லை என்பதைச் சுருக்கமாக விளக்குக.
P₂ அடையாளம்: Pb²⁺+CrO₄²⁻→PbCrO₄ (மஞ்சள், "chrome yellow") -- Pb²⁺ இற்கான பிரசித்தமான சோதனை, P₂=PbS ஐ உறுதிப்படுத்துகின்றது (சில Pb²⁺ PbCl₂ ஆக முழுமையாக வீழ்படியாமல் மீதமிருந்து, தொகுதி II நிலையில் PbS ஆக வீழ்படிந்தமையால் -- இதே Pb²⁺ அயனன், புதிய தனித்துவமான அயனன் அன்று).
P₃ அடையாளம்: செறிந்த HNO₃ இல் இளஞ்சிவப்பு கரைசல் = Co²⁺ இற்கான தனித்துவமான அடையாளம். செறிந்த HCl சேர்க்கும்போது நீலம் ([CoCl₄]²⁻, 2004/ess/08(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட லிகண்டு-பரிமாற்ற இளஞ்சிவப்பு/நீல தாக்கத்திற்கு ஒப்பானது). ஐதான NH₄OH சேர்க்கும்போது மஞ்சள்-பழுப்பு ([Co(NH₃)₆]²⁺ வளையம் வளியில் [Co(NH₃)₆]³⁺ ஆக விரைவாக ஒட்சியேற்றப்படுவதால், Co(II) அம்மீன் வளையங்களின் பிரசித்தமான தன்மை). ⇒ P₃=CoS, Co²⁺ ஐ உறுதிப்படுத்துகின்றது.
(i) மூன்று நேர்மின் அயனன்கள்: Pb²⁺, Ag⁺, Co²⁺.
(ii) I. P₁=PbCl₂+AgCl, P₂=PbS, P₃=CoS.
II. கரைசல் 1 (இளஞ்சிவப்பு)=[Co(H₂O)₆]²⁺; கரைசல் 2 (நீலம்)=[CoCl₄]²⁻; கரைசல் 3 (மஞ்சள்-பழுப்பு)=[Co(NH₃)₆]³⁺ (ஒட்சியேற்றப்பட்டது).
(iii) Ⓐ④ இல் வீழ்படியும் அயனன் = Co²⁺ (CoS ஆக). அமில ஊடகத்தில் (②), H₂S⇌2H⁺+S²⁻ சமநிலை மிகையான H⁺ இனால் இடப்பக்கமாகத் தள்ளப்பட்டு, [S²⁻] மிகவும் குறைவாகவே வைக்கப்படுகின்றது. CoS ஒப்பீட்டளவில் அதிக K_sp (கூடிய கரையக்கூடிய சல்பைட்டு) கொண்டிருப்பதால், இக்குறைந்த [S²⁻] இல் அயனிப் பெருக்கு [Co²⁺][S²⁻] அதன் K_sp ஐ மிஞ்சுவதில்லை -- வீழ்படிதல் நிகழாது. கார/அம்மோனியக்கல ஊடகத்தில் மாத்திரமே (④, NH₄OH pH ஐ உயர்த்தி, H₂S சமநிலையை வலப்பக்கமாகத் தள்ளி [S²⁻] ஐ கணிசமாக அதிகரிக்கின்றது) அயனிப் பெருக்கு CoS இன் K_sp ஐ மிஞ்சி, வீழ்படிதல் நிகழ்கின்றது -- இதுவே முழு முறையான தொகுதி பகுப்பாய்வுத் திட்டத்தின் அடிப்படைத் தத்துவம் (2016/ess/08(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது).
8(b) ஒரு திண்ம மாதிரி (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃ மற்றும் தாக்கமற்ற பொருட்களைக் கொண்டிருப்பது கண்டறியப்பட்டது. இம்மாதிரியிலுள்ள அம்மோனியம் உப்புகளின் அளவை நிர்ணயிக்கப் பின்வரும் முறைகள் பயன்படுத்தப்பட்டன.
1.00g திண்ம மாதிரியின் பகுதி நீரில் கரைக்கப்பட்டு 250.00cm³ இற்கு நீர்த்தாக்கப்பட்டது (கரைசல் S எனக் குறிப்பிடப்படும்).
முறை 1: 50.00cm³ S, மிகையான வலிமையான காரம் (NaOH) உடன் தாக்கப்பட்டு, வெளியேறிய வாயு 30.00cm³ 0.10mol dm⁻³ HCl இற்குள் செலுத்தப்பட்டது. எஞ்சிய HCl ஐ நடுநிலைப்படுத்த தேவைப்பட்ட 0.10mol dm⁻³ NaOH (பினொல்பதலீன் சுட்டி) = 10.20cm³.
முறை 2: 25.00cm³ S இற்கு Al தூள் சேர்க்கப்பட்டு, தொடர்ந்து மிகையான வலிமையான காரம் சேர்க்கப்பட்டு வெப்பமூட்டப்பட்டது. வெளியேறிய வாயு 30.00cm³ 0.10mol dm⁻³ HCl இற்குள் செலுத்தப்பட்டது. எஞ்சிய HCl ஐ நடுநிலைப்படுத்த தேவைப்பட்ட NaOH = 15.00cm³.
(i) முறை 1 இல் வெளியேறிய வாயுவை இனங்காண்க. (ii) முறை 2 இல் வெளியேறிய வாயுவை இனங்காண்க. (iii) முறை 1, 2 இல் நிகழும் தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தருக. (iv) திண்ம மாதிரியில் (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃ ஒவ்வொன்றினதும் நிறை % ஐக் கணிக்க. (H=1,N=14,O=16,S=32)
(iii) முறை 1:
(NH₄)₂SO₄(aq)+2NaOH(aq)→Na₂SO₄(aq)+2NH₃(g)↑+2H₂O(l)
NH₄NO₃(aq)+NaOH(aq)→NaNO₃(aq)+NH₃(g)↑+H₂O(l)
NH₃(g)+HCl(aq)→NH₄Cl(aq) (உட்கிரகிப்பு), தொடர்ந்து HCl(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H₂O(l) (பின்-நியமனம்)
முறை 2: மேலுள்ள இரு NH₄⁺ விடுவிப்புத் தாக்கங்களுடன், கூடுதலாக:
8Al(s)+3NO₃⁻(aq)+5OH⁻(aq)+18H₂O(l)→8[Al(OH)₄]⁻(aq)+3NH₃(g)↑ (Al, NO₃⁻ ஐ NH₃ ஆக ஒடுக்குகின்றது)
(iv) கணக்கீடு:
முறை 1 (50.00cm³): மொத்த HCl=0.10×0.03000=3.00×10⁻³mol. எஞ்சிய HCl ஐ நடுநிலைப்படுத்த NaOH=0.10×0.01020=1.020×10⁻³mol. NH₃ உடன் தாக்கமடைந்த HCl (=NH₃ மோல்)=3.00×10⁻³−1.020×10⁻³=1.980×10⁻³mol -- இது 50.00cm³ இலுள்ள மொத்த NH₄⁺ (இரு உப்புகளிலிருந்தும்). 25.00cm³ அடிப்படையில் (÷2): (2a+b)=9.90×10⁻⁴mol (a=(NH₄)₂SO₄ மோல், b=NH₄NO₃ மோல், 25.00cm³ இல்).
முறை 2 (25.00cm³): மொத்த HCl=3.00×10⁻³mol. NaOH (எஞ்சியது)=0.10×0.01500=1.500×10⁻³mol. NH₃ மோல்=3.00×10⁻³−1.500×10⁻³=1.500×10⁻³mol -- இது (2a+b) [NH₄⁺-அடிப்படை NH₃] + b [NO₃⁻-ஒடுக்கல் NH₃] = 2a+2b=1.500×10⁻³mol.
இரு சமன்பாடுகளையும் தீர்க்க: (2a+2b)−(2a+b)=b=1.500×10⁻³−9.90×10⁻⁴=5.10×10⁻⁴mol (NH₄NO₃). a=(9.90×10⁻⁴−5.10×10⁻⁴)/2=2.40×10⁻⁴mol ((NH₄)₂SO₄), 25.00cm³ இல்.
250.00cm³ முழுமைக்கும் அளவிடல் (×10): மொத்த (NH₄)₂SO₄=2.40×10⁻³mol; மோலார் நிறை=132g/mol ⇒ நிறை=0.3168g. மொத்த NH₄NO₃=5.10×10⁻³mol; மோலார் நிறை=80g/mol ⇒ நிறை=0.408g.
% (NH₄)₂SO₄=0.3168/1.00×100=31.7%. % NH₄NO₃=0.408/1.00×100=40.8%.
(சரிபார்ப்பு: 0.3168+0.408=0.7248g, 1.00g இலிருந்து மீதி ≈0.275g (≈27.5%) தாக்கமற்ற பொருட்களுக்குப் பொருந்துகின்றது.)
10(a)(i) TiCl₃ ஊதா நிற திண்மம். நீரில், TiCl₃ இன் இரு நீரேற்றமான இனங்களான A, B உருவாகின்றன. A, B நாற்முகி வடிவமைப்புடைய, H₂O, Cl⁻ ஆகியவற்றை லிகண்டுகளாகக் கொண்ட டைட்டானியத்தின் ஒருங்கிணைவுச் சேர்வைகள்.
A இன் பகுப்பாய்வு: 50.00cm³ 0.20mol dm⁻³ A இற்கு மிகையான AgNO₃(aq) சேர்க்கப்பட்டபோது, ஐதான அம்மோனியாவில் கரையக்கூடிய வெண்மையான வீழ்படிவு கிடைத்தது. உலர்த்திய பின் நிறை = 4.305g.
B இன் பகுப்பாய்வு: 50.00cm³ 0.30mol dm⁻³ B இற்கு மிகையான AgNO₃(aq) சேர்க்கப்பட்டபோது, A இல் கிடைத்த அதே வெண்மையான வீழ்படிவு கிடைத்தது. நிறை = 4.305g. (H=1,O=16,Cl=35.5,Ti=48,Ag=108)
I. A, B இல் டைட்டானியத்தின் எலக்ட்ரான் நிலையமைப்பைத் தருக. II. A, B இன் கட்டமைப்புகளைத் தீர்மானிக்க. III. A, B இன் IUPAC பெயர்களைத் தருக.
10(a)(ii) X, Y, Z உலோக அயனன் M(II) இன் ஒருங்கிணைவுச் சேர்வைகள். இவை சதுர தளவடிவத்தைக் (square planar) கொண்டுள்ளன. X ஒரு நடுநிலைச் சேர்வை. Y இன் நீர்க்கரைசலுக்கு BaCl₂(aq) சேர்க்கும்போது, ஐதான அமிலங்களில் கரையாத வெண்மையான வீழ்படிவு கிடைக்கின்றது. Z நீர்க்கரைசலில் மூன்று அயனன்களைத் தருகின்றது. கீழே தரப்பட்ட பட்டியலிலிருந்து பொருத்தமான இனங்களைத் தெரிவு செய்து X, Y, Z இன் கட்டமைப்புச் சூத்திரங்களை எழுதுக: K⁺, NH₃, CN⁻, SO₄²⁻.
B: mol B=0.30×0.05000=0.0150mol. mol AgCl=4.305/143.5=0.0300mol (அதே வீழ்படிவு நிறை!). AgCl:B விகிதம்=0.0300/0.0150=2 -- 3 Cl⁻ இல் 2 மாத்திரமே ஒருங்கிணைக்கப்படாதவை, 1 Cl⁻ ஒருங்கிணைந்துள்ளது ⇒ B=[Ti(H₂O)₅Cl]Cl₂ (5 H₂O+1 Cl⁻ ஒருங்கிணைந்துள்ளன).
I. Ti (அணு எண் 22) ⇒ Ti³⁺ (TiCl₃ இல் +3 நிலை): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹ ([Ar]3d¹) -- A, B இரண்டிலும் ஒரே நிலையமைப்பு (Ti இன் ஒட்சியேற்ற நிலை +3, மாறாது).
II. A=[Ti(H₂O)₆]Cl₃, B=[Ti(H₂O)₅Cl]Cl₂.
III. A = ஹெக்சாஅக்குவாடைட்டானியம்(III) குளோரைட்டு (hexaaquatitanium(III) chloride). B = பென்டாஅக்குவாகுளோரைட்டோடைட்டானியம்(III) குளோரைட்டு (pentaaquachloridotitanium(III) chloride).
10(a)(ii): X நடுநிலை -- CN⁻(×2,சார்ஜு−2)+NH₃(×2,நடுநிலை) இணைந்து M²⁺ உடன் நடுநிலையாகின்றன ⇒ X=[M(NH₃)₂(CN)₂].
Y: BaCl₂+வெண்மையான, அமிலத்தில் கரையாத வீழ்படிவு = BaSO₄ -- SO₄²⁻ ஒருங்கிணைக்கப்படாத எதிர்மின் அயனன் ⇒ Y=[M(NH₃)₄]SO₄ (4 NH₃ ஒருங்கிணைந்து +2 சார்ஜு, SO₄²⁻ எதிர்மின் அயனன்).
Z: 3 அயனன்கள் தருகின்றது -- K₂[M(CN)₄]→2K⁺+[M(CN)₄]²⁻ (3 அயனன்கள்!) ⇒ Z=K₂[M(CN)₄].
1(b) A, B ஆவர்த்தன அட்டவணையின் ஒரே கூட்டத்தைச் சேர்ந்த இரு p-தொகுப்புத் தனிமங்களின் சேர்வைகள். A அறை வெப்பநிலையிலும் வளிமண்டல அழுத்தத்திலும் நிறமற்ற, மணமற்ற திரவமாகக் காணப்படுகின்றது. இது வாயு, திண்ம நிலைகளிலும் காணப்படுகின்றது. A இன் திண்ம நிலை அதன் திரவ நிலையை விடக் குறைந்த அடர்த்தியுடையது. அயனிச் சேர்வைகளும் முனைவுச் சேர்வைகளும் A இல் எளிதில் கரையக்கூடியவை.
B அறை வெப்பநிலையிலும் வளிமண்டல அழுத்தத்திலும் நிறமற்ற வாயு. ஈயம் அசெற்றேற்றால் ஈரமாக்கப்பட்ட வடிகட்டித் தாள் B உடன் தாக்கப்படும்போது கருமையாகின்றது.
(i) A, B ஐ இனங்காண்க. (ii) தேவையான இடங்களில் தனித்த இணைகளைக் காட்டி A, B இன் வடிவங்களை வரைக. (iii) காரணங்களுடன், A அல்லது B எது அதிக பிணைப்புக் கோணத்தைக் கொண்டுள்ளது எனக் கூறுக. (iv) பின்வரும் ஒவ்வொரு நிகழ்விலும், A இன் தொழிற்பாட்டைக் காட்டும் சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாட்டைத் தருக: I. A ஓர் அமிலமாக II. A ஒரு காரமாக. (v) B, நீர்க்கரைசலிலுள்ள ஈயம் அசெற்றேற்றுடன் தாக்கும் தாக்கத்திற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாட்டைத் தருக. (vi) I. A (மிகையாக), B ஆகியவை தனித்தனியே ஐதாக்கப்பட்ட BiCl₃ கரைசலுக்குச் சேர்க்கப்படும்போது நீங்கள் அவதானிப்பதைத் தருக. II. மேலுள்ள அவதானிப்புகளுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தருக.
(i) A = H₂O (நீர்). B = H₂S (ஐதரசன் சல்பைட்டு).
(ii) இரண்டுமே கோண வடிவம் (AX₂E₂, 2 பிணைப்பு ஜோடிகள்+2 தனித்த இணைகள்): H₂O ≈104.5°, H₂S ≈92°.
(iii) A (H₂O) அதிக பிணைப்புக் கோணம் கொண்டது (104.5° > 92°). காரணம்: O ஆனது S ஐ விடச் சிறியது, மேலும் sp³ கலப்பாக்கத்தில் அதிக s-குணத்தை (s-p கலத்தல்) பயன்படுத்துகின்றது; S (கூட்டத்தில் கீழே) பலவீனமான s-p கலத்தல் காரணமாக, பெரும்பாலும் தூய p-சுற்றுவட்டங்களைப் பிணைப்புக்குப் பயன்படுத்துகின்றது ("தனித்த s-ஜோடி" போக்கு) -- இது பிணைப்புக் கோணத்தை 90° இற்கு நெருக்கமாகக் குறைக்கின்றது.
(iv)
I. A ஓர் அமிலமாக: H₂O(l)+NH₃(aq)→NH₄⁺(aq)+OH⁻(aq) (H₂O ஒரு H⁺ ஐ NH₃ இற்கு வழங்குகின்றது).
II. A ஒரு காரமாக: H₂O(l)+HCl(aq)→H₃O⁺(aq)+Cl⁻(aq) (H₂O HCl இலிருந்து H⁺ ஐ ஏற்கின்றது).
(v) Pb(CH₃COO)₂(aq)+H₂S(g)→PbS(s)↓(கருப்பு)+2CH₃COOH(aq).
(vi)
I. A (மிகையாக): BiCl₃ நீரகற்றமடைந்து வெண்மையான BiOCl வீழ்படிவு தரும். B: கரும்பழுப்பு/கருப்பு Bi₂S₃ வீழ்படிவு உருவாகும்.
II. BiCl₃(aq)+H₂O(l)→BiOCl(s)↓+2HCl(aq) (A, மிகையாக).
2BiCl₃(aq)+3H₂S(g)→Bi₂S₃(s)↓+6HCl(aq) (B).
8(a) நீர்க்கரைசல் P இரு நேர்மின் அயனன்களையும் இரு எதிர்மின் அயனன்களையும் கொண்டுள்ளது. இவற்றை இனங்காணப் பின்வரும் பரிசோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன.
நேர்மின் அயனன்கள்:
① P ஐதான HCl உடன் அமிலமாக்கப்பட்டு, H₂S கரைசல் ஊடாகச் செலுத்தப்பட்டது -- தெளிவான கரைசல்.
② மேற்கூறிய கரைசல் H₂S முழுமையாக அகற்றப்படும் வரை கொதிக்கவைக்கப்பட்டது. சில துளிகள் செறிந்த HNO₃ சேர்க்கப்பட்டு மேலும் வெதுப்பாக்கப்பட்டது. கிடைத்த கரைசல் ஆற வைக்கப்பட்டு NH₄Cl/NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது -- பழுப்பு நிற வீழ்படிவு (Q) உருவானது.
③ Q வடிகட்டி அகற்றப்பட்டு, வடிகட்டலீடு ஊடாக H₂S செலுத்தப்பட்டது -- வெளிர்-இளஞ்சிவப்பு வீழ்படிவு (R) உருவானது.
④ R வடிகட்டி அகற்றப்பட்டு, வடிகட்டலீடு H₂S அகற்றப்படும் வரை கொதிக்கவைக்கப்பட்டது. (NH₄)₂CO₃ சேர்க்கப்பட்டது -- தெளிவான கரைசல்.
⑤ P இன் புதிய பகுதிக்கு ஐதான NaOH சேர்க்கப்பட்டது -- அழுக்கு-பச்சை வீழ்படிவும் வெண்மையான வீழ்படிவும் உருவாகின.
Q, R இற்கான பரிசோதனைகள்:
⑥ Q ஐதான HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டு சாலிசிலிக் அமிலக் கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- இளம் ஊதா நிற கரைசல்.
⑦ R ஐதான அமிலத்தில் கரைக்கப்பட்டு, ஐதான NaOH சேர்க்கப்பட்டது -- வெண்மையான வீழ்படிவு, நிற்கும்போது பழுப்பாக மாறியது.
எதிர்மின் அயனன்கள்:
⑧I. BaCl₂ கரைசல் P இற்குச் சேர்க்கப்பட்டது -- வெண்மையான வீழ்படிவு. II. வடிகட்டி, ஐதான HCl சேர்க்கப்பட்டது -- கரையவில்லை.
⑨ ⑧II இன் வடிகட்டலீட்டின் ஒரு பகுதிக்கு Cl₂ நீரும் குளோரோபோர்மும் சேர்க்கப்பட்டு நன்கு குலுக்கப்பட்டது -- குளோரோபோர்மு அடுக்கு மஞ்சள்-பழுப்பாக மாறியது.
P இலுள்ள இரு நேர்மின் அயனன்களையும் இரு எதிர்மின் அயனன்களையும் இனங்காண்க. Q, R இன் இரசாயனச் சூத்திரங்களையும் தருக.
⑥ (Q+HNO₃+சாலிசிலிக் அமிலம்→இளம் ஊதா): Fe³⁺ இற்கான பிரசித்தமான, தனித்துவமான சாலிசிலேற்று வளையச் சோதனை (Fe-சாலிசிலேற்று ஊதா வளையம்) -- Fe³⁺ ஐ உறுதிப்படுத்துகின்றது.
③ (வெளிர்-இளஞ்சிவப்பு R): கார/அம்மோனியக்கல H₂S ஊடகத்தில் MnS (பிரசித்தமான வெளிர்-இளஞ்சிவப்பு நிறம்) வீழ்படிகின்றது ⇒ R=MnS.
⑦ (R+NaOH→வெண்மை, பழுப்பாக மாறல்): Mn²⁺+2OH⁻→Mn(OH)₂(வெண்மை), வளியில் மெதுவாக ஒட்சியேற்றப்பட்டு பழுப்பு நிற MnO(OH)/உயர்-நிலை Mn ஒட்சைட்டு ஆகின்றது -- Mn²⁺ இற்கான பிரசித்தமான, தனித்துவமான நடத்தை.
⑤ (ஐதான NaOH+P→அழுக்கு-பச்சை+வெண்மை): P இல் Fe Fe²⁺ ஆக இருந்தமையை உறுதிப்படுத்துகின்றது (Fe(OH)₂ அழுக்கு-பச்சை, வளியில் Fe(OH)₃ ஆக ஒட்சியேற்றப்படும் -- இதனாலேயே ② இல் HNO₃ முன்-ஒட்சியேற்றல் தேவைப்பட்டது) + Mn(OH)₂ (வெண்மை).
⑧ (BaSO₄, ஐதான HCl இல் கரையாது): சல்பேற்று இறுதி சோதனை (2016/str/02(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது) ⇒ SO₄²⁻ ஐ உறுதிப்படுத்துகின்றது.
⑨ (Cl₂ நீர்+CHCl₃→மஞ்சள்-பழுப்பு): Cl₂, Br⁻ ஐ Br₂ ஆக ஒட்சியேற்றி, CHCl₃ அடுக்கிற்குள் பிரித்தெடுக்கப்படுகின்றது (மஞ்சள்-பழுப்பு -- I⁻ இற்கான ஊதா நிறத்திலிருந்து வேறுபட்டது) ⇒ Br⁻ ஐ உறுதிப்படுத்துகின்றது.
நேர்மின் அயனன்கள்: Fe²⁺ (Fe as Fe²⁺), Mn²⁺. எதிர்மின் அயனன்கள்: SO₄²⁻, Br⁻.
Q = Fe(OH)₃, R = MnS.
8(a)(iii) நேர்மின் அயனன்களுக்கான பரிசோதனைத் திட்டத்தில் (2018/ess/08(a) இல் தரப்பட்டது), பின்வருவனவற்றிற்கான காரணங்களைத் தருக:
I. சோதனை ② இல் H₂S ஐ அகற்றல்.
II. சோதனை ② இல் செறிந்த HNO₃ உடன் வெப்பமூட்டல்.
II. செறிந்த HNO₃ உடன் வெப்பமூட்டல் Fe²⁺ ஐ Fe³⁺ ஆக ஒட்சியேற்றுகின்றது -- Fe²⁺ NH₄OH உடன் தெளிவற்ற/முழுமையற்ற முறையில் வீழ்படியும், ஆனால் Fe³⁺ நன்கறியப்பட்ட, தூய பழுப்பு ஜெலட்டின் Fe(OH)₃ வீழ்படிவை உருவாக்குகின்றது. வெப்பமூட்டல் ஒட்சியேற்றத் தாக்கத்தை முழுமையாக்கவும், மிகையான HNO₃/நைத்திரசன் ஒட்சைட்டுகளை அகற்றவும் உதவுகின்றது.
8(b) மாதிரி X ஈயம், செம்பு, ஒரு செயலற்ற பொருள் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. X இலுள்ள ஈயம், செம்பு ஆகியவற்றைப் பகுப்பாய்வு செய்யப் பின்வரும் முறை பயன்படுத்தப்பட்டது.
முறை: 0.285g X, சிறிதளவு மிகையான ஐதான HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டு தெளிவான கரைசல் பெறப்பட்டது. NaCl கரைசல் சேர்க்கப்பட்டு வெண்மையான வீழ்படிவு (Y) உருவானது. Y, வடிகட்டலீடு (Z) ஆகியவை தனித்தனியே பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன.
வீழ்படிவு (Y): வெதுப்பான நீரில் கரைக்கப்பட்டது. மிகையான K₂CrO₄ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு. இது வடிகட்டி ஐதான HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டது -- ஆரஞ்சு நிற கரைசல். இதற்கு மிகையான KI சேர்க்கப்பட்டு, வெளியேறிய I₂, 0.100mol dm⁻³ Na₂S₂O₃ உடன் (starch சுட்டி) நியமனம் செய்யப்பட்டது, தேவைப்பட்ட கனவளவு 27.00cm³.
வடிகட்டலீடு (Z): நடுநிலைப்படுத்தப்பட்டு மிகையான KI சேர்க்கப்பட்டது. வெளியேறிய I₂, 0.100mol dm⁻³ Na₂S₂O₃ உடன் நியமனம் செய்யப்பட்டது, தேவைப்பட்ட கனவளவு 15.00cm³.
(i) X இலுள்ள ஈயம், செம்பு ஆகியவற்றின் நிறை % ஐக் கணிக்க. தேவையான இடங்களில் சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகளைத் தருக. (ii) Y இன் பகுப்பாய்வில் மேற்கொள்ளப்பட்ட நியமனத்தில் இறுதிப் புள்ளியில் நிறமாற்றம் யாது? (Cu=63.5, Pb=207)
Y (Pb) கணக்கீடு: mol Na₂S₂O₃=0.100×0.02700=2.700×10⁻³mol. I₂+2S₂O₃²⁻→2I⁻+S₄O₆²⁻ (1:2): mol I₂=1.350×10⁻³mol. Cr₂O₄²⁻+6I⁻+14H⁺→2Cr³⁺+3I₂+7H₂O (1:3): mol Cr₂O₄²⁻=1.350×10⁻³/3=4.500×10⁻⁴mol. 2CrO₄²⁻↔Cr₂O₄²⁻ (2:1): mol CrO₄²⁻ (=mol PbCrO₄=mol Pb²⁺)=2×4.500×10⁻⁴=9.000×10⁻⁴mol.
நிறை Pb=9.000×10⁻⁴×207=0.1863g. % Pb=0.1863/0.285×100=65.4%.
Z (Cu) கணக்கீடு: Cu²⁺ நேரடியாக I⁻ ஐ ஒட்சியேற்றுகின்றது: 2Cu²⁺+4I⁻→2CuI(s)↓(வெண்மை)+I₂ -- இது ஒரு பிரசித்தமான, உண்மையான தாக்கம் (Cu²⁺ இற்கான அயோடோமெற்றிக் நியமனத்தின் அடிப்படை). mol Na₂S₂O₃=0.100×0.01500=1.500×10⁻³mol. mol I₂=1.500×10⁻³/2=7.50×10⁻⁴mol. 2Cu²⁺:1I₂ விகிதத்தால்: mol Cu²⁺=2×7.50×10⁻⁴=1.500×10⁻³mol.
நிறை Cu=1.500×10⁻³×63.5=0.09525g. % Cu=0.09525/0.285×100=33.4%.
(சரிபார்ப்பு: 65.4%+33.4%=98.8%, மீதி ≈1.2% செயலற்ற பொருளுக்குப் பொருந்துகின்றது.)
(ii) starch சுட்டியுடனான I₂/S₂O₃²⁻ நியமனத்தின் பொதுவான இறுதிப்புள்ளி நிறமாற்றம் அடர்-நீலம்/நீல-கருப்பிலிருந்து நிறமிழத்தல் ஆகும்; ஆனால் இச்சூழலில் Cr₂O₄²⁻ ஒடுக்கப்பட்டு Cr³⁺ (பச்சை) உருவாகியிருப்பதால், நடைமுறையில் நீல-கருப்பிலிருந்து பச்சை நிறத்திற்கு மாறுவதைக் காணலாம் (Cr³⁺ இன் பச்சை நிறம் இறுதிப்புள்ளிக்குப் பின்னும் கரைசலில் தங்கியிருக்கும்).
10(a) A, B நாற்முகி வடிவமைப்புடைய சிக்கலயனன்கள் (metal ion+ligands). இவை ஒரே அணுக்கூறமைப்பான MnC₅H₃N₆ ஐக் கொண்டுள்ளன. ஒவ்வொரு சிக்கலயனனிலும், இரு வகையான லிகண்டுகள் உலோக அயனனுடன் ஒருங்கிணைந்துள்ளன. A ஐக் கொண்ட நீர்க்கரைசல் ஒரு பொட்டாசியம் உப்புடன் தாக்கப்படும்போது, ஒருங்கிணைவுச் சேர்வை C உருவாகின்றது. C நீர்க்கரைசலில் நான்கு அயனன்களைத் தருகின்றது. B ஐக் கொண்ட நீர்க்கரைசல் ஒரு பொட்டாசியம் உப்புடன் தாக்கப்படும்போது, ஒருங்கிணைவுச் சேர்வை D உருவாகின்றது. D நீர்க்கரைசலில் மூன்று அயனன்களைத் தருகின்றது. C, D இரண்டுமே நாற்முகி வடிவமைப்புடையவை. (குறிப்பு: பொட்டாசியம் உப்புடனான தாக்கத்தில் A, B இலுள்ள மங்கனீசின் ஒட்சியேற்ற நிலைகள் மாறுவதில்லை.)
(i) A, B இல் மங்கனீசுடன் ஒருங்கிணைந்த லிகண்டுகளை இனங்காண்க. (ii) A, B, C, D இன் கட்டமைப்புகளைத் தருக. (iii) A, B இலுள்ள மங்கனீசு அயனன்களின் எலக்ட்ரான் நிலையமைப்புகளைத் தருக. (iv) C, D இன் IUPAC பெயர்களைத் தருக.
A, B வேறுபடுவது Mn இன் ஒட்சியேற்ற நிலை மூலமே (லிகண்டு அமைப்பு ஒரே மாதிரியாக இருந்தும், வேறுபட்ட ஒட்டுமொத்த சிக்கலயனன் சார்ஜுக்கு வழிவகுக்கும்):
A+K→C (4 அயனன்கள்): C=K_m[Mn(NH₃)(CN)₅], (m+1)=4 ⇒ m=3 ⇒ A இன் சார்ஜு=−3 ⇒ Mn ஒட்சியேற்ற நிலை−5(CN)=−3 ⇒ Mn=+2 in A.
B+K→D (3 அயனன்கள்): D=K_m'[Mn(NH₃)(CN)₅], (m'+1)=3 ⇒ m'=2 ⇒ B இன் சார்ஜு=−2 ⇒ Mn ஒட்சியேற்ற நிலை−5(CN)=−2 ⇒ Mn=+3 in B.
(i) A, B இரண்டிலும் லிகண்டுகள்: NH₃ (1) மற்றும் CN⁻ (5) (ஒரே லிகண்டு அமைப்பு, வேறுபட்ட Mn ஒட்சியேற்ற நிலைகள்).
(ii) A=[Mn(NH₃)(CN)₅]³⁻ (Mn²⁺). B=[Mn(NH₃)(CN)₅]²⁻ (Mn³⁺). C=K₃[Mn(NH₃)(CN)₅] (3K⁺+1 சிக்கலயனன்=4 அயனன்கள்). D=K₂[Mn(NH₃)(CN)₅] (2K⁺+1 சிக்கலயனன்=3 அயனன்கள்).
(iii) Mn (அணு எண் 25, [Ar]3d⁵4s²): Mn²⁺ (A) = 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ ([Ar]3d⁵). Mn³⁺ (B) = 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴ ([Ar]3d⁴).
(iv) C = பொட்டாசியம் அம்மீன்பென்டாசயனோமங்கனேற்று(II) (potassium amminepentacyanomanganate(II)). D = பொட்டாசியம் அம்மீன்பென்டாசயனோமங்கனேற்று(III) (potassium amminepentacyanomanganate(III)).
2005/ess/10(a)(ii) இரு 3d-தாண்டல் உலோகக் குளோரைட்டுகளை நீரில் கரைத்துத் தயாரிக்கப்பட்ட கரைசல் (கரைசல் S) ஒன்றில் செய்யப்பட்ட பரிசோதனைகளும் அவற்றிற்குரிய அவதானிப்புகளும் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.
A: கரைசல் S இற்கு நீர் NaOH சேர்க்கப்பட்டது -- நீல-பச்சை வீழ்படிவு பெறப்பட்டது.
B: கரைசல் S ஆனது நீர் NaOH உடனும் H₂O₂ உடனும் இளஞ்சூடாக்கப்பட்டு வடி கட்டப்பட்டது -- வீழ்படிவும் மஞ்சள் வடி திரவமும் பெறப்பட்டன.
C: மேலே (B) இல் பெறப்பட்ட வீழ்படிவிற்குச் செறி HCl சேர்க்கப்பட்டது -- மஞ்சள் கரைசல் பெறப்பட்டது.
D: மேலே (C) இல் பெறப்பட்ட மஞ்சள் கரைசல் அமிலமாக்கப்பட்டு H₂S செலுத்தப்பட்டது -- கருப்பு வீழ்படிவு பெறப்பட்டது.
கரைசல் S இல் உள்ள கற்றயன்களை இனங்காண்க. பரிசோதனை (B) இலிருந்து பெறப்பட்ட வடிதிரவத்தின் மஞ்சள் நிறத்திற்குக் காரணமான அயனையும், பரிசோதனை (C) இல் பெறப்பட்ட கரைசலின் மஞ்சள் நிறத்திற்குக் காரணமான அயனையும் இனங்காண்க. மேற்குறிப்பிட்ட தாக்கங்களில் இவ்விரு அயன்களும் உண்டாவதற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக. (B) இலிருந்து பெறப்பட்ட வடிதிரவம் அமிலமாக்கப்படும்போது என்ன அவதானிப்பை நீர் எதிர்பார்ப்பீர்? பொருத்தமான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக.
கற்றயன்கள்: Cr³⁺ மற்றும் Cu²⁺ (S = CrCl₃+CuCl₂ கலவை).
(B) இன் மஞ்சள் நிறத்திற்குக் காரணமான அயனன்: CrO₄²⁻ (குரோமேற்று).
(C) இன் மஞ்சள் நிறத்திற்குக் காரணமான இனம்: [CuCl₄]²⁻ (டெற்றாகுளோரோகுப்பரேற்று(II)).
சமன்பாடுகள்:
2Cr(OH)₃(s)+3H₂O₂(aq)+4OH⁻(aq)→2CrO₄²⁻(aq)+8H₂O(l)
Cu(OH)₂(s)+4HCl(செறி,aq)→[CuCl₄]²⁻(aq)+2H⁺(aq)+2H₂O(l)
(B) இன் வடிதிரவம் அமிலமாக்கப்படும்போது: மஞ்சள் குரோமேற்று/ஆரஞ்சு டைகுரோமேற்று சமநிலை காரப் பக்கத்திலிருந்து அமிலப் பக்கமாக நகர்கின்றது -- கரைசல் மஞ்சளிலிருந்து ஆரஞ்சாக மாறும்:
2CrO₄²⁻(aq)+2H⁺(aq)→Cr₂O₄²⁻(aq)+H₂O(l).
(NH₄)₂CO₃, ZnCO₃, MgCO₃, BaCO₃ என்பவற்றின் குறிப்பிடாத மாதிரிகள், உயர் வெப்பநிலைகளுக்கு வெப்பமாக்கக்கூடிய உலை ஒன்று, காய்ச்சி வடித்த நீர், ஐதான HCl, சோதனைக் குழாய்கள், படக்குகைகள் ஆகியன உமக்குத் தரப்பட்டுள்ளன. மேலே குறிப்பிட்ட பொருள்களை மாத்திரம் பயன்படுத்தி இந்த வித்தியாசமான காபனேற்றுகளை நீர் எங்ஙனம் இனங்காண்பீரெனக் காட்டுக.
படி 2 -- வெப்பமூட்டல் சோதனை (எஞ்சிய 3 காபனேற்றுகளுக்கு): ஒவ்வொரு கரையாத மாதிரியையும் தனித்தனியே உலையில் படிப்படியாக அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையில் வெப்பமூட்டி, சிதைவு நிகழும் வெப்பநிலையையும் கிடைக்கும் ஒட்சைட்டு எச்சத்தின் நிறத்தையும் (சூடாக இருக்கும்போதும் ஆறியபின்பும்) அவதானிக்க:
• ZnCO₃: ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெப்பநிலையில் சிதைவடையும் (MCO₃→MO+CO₂). கிடைக்கும் ZnO எச்சம் சூடாக இருக்கும்போது மஞ்சள், ஆறியபின் வெண்மையாக மாறும் -- இது ZnO இற்கான தனித்துவமான, பிரசித்தமான வெப்ப-நிறமாற்றம் (thermochromism, 2013/ess/08(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது) -- இதுவே ZnCO₃ ஐ உறுதியாக இனங்காட்டும்.
• MgCO₃: மிதமான வெப்பநிலையில் சிதைவடையும் (ZnCO₃ இற்கு நெருக்கமான, ஆனால் நிறமாற்றம் காட்டாத வெண்மையான MgO எச்சம் தரும் -- சூடாக இருக்கும்போதும் வெண்மையாகவே தோன்றும்).
• BaCO₃: மிக உயர்ந்த வெப்பநிலை தேவைப்படும் (உலையின் அதியுயர் திறனை பயன்படுத்தி மாத்திரமே சிதைவடையும் -- கூட்டம் 2 காபனேற்றுகளில் மிக அதிக வெப்ப-உறுதித்தன்மை கொண்டது, U06-108 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட போக்கிற்குப் பொருந்தும்), வெண்மையான BaO எச்சம் தரும்.
உறுதிப்படுத்தல் (ஐதான HCl மூலம்): ஒவ்வொரு காபனேற்று மாதிரியுடனும் ஐதான HCl சேர்க்கும்போது, மூன்றுமே குமிழியிட்டு (CO₂ வெளியேற்றி) கரையும்: MCO₃(s)+2HCl(aq)→MCl₂(aq)+H₂O(l)+CO₂(g)↑ -- இது காபனேற்று இனத்தை உறுதிப்படுத்துகின்றது, ஆனால் தனிப்பட்ட உலோகத்தை வேறுபடுத்தாது (வேறுபாட்டிற்கு வெப்பநிலை/நிறச் சோதனையே தேவை).
சுருக்கம்: நீரில் கரைவது=(NH₄)₂CO₃; குறைந்த வெப்பநிலை+மஞ்சள்↔வெண்மை நிறமாற்றம்=ZnCO₃; மிதமான வெப்பநிலை+வெண்மையே தொடர்ச்சி=MgCO₃; மிக உயர்ந்த வெப்பநிலை தேவை=BaCO₃.
2006/str/01(a) பின்வரும் கூற்றுக்களைப் பூர்த்தி செய்க.
(i) Li, Na, Mg ஆகியவற்றிற்கிடையே அதியுயர்ந்த உருகுநிலையுடைய மூலகம்
(ii) Li, Na, K ஆகியவற்றிற்கிடையே நீருடன் ஆகக்கூடிய வலிமையுடன் தாக்கம் புரியும் மூலகம்
(iii) Na₂CO₃, CaCO₃, MgCO₃ ஆகியவற்றிற்கிடையே ஆகக்கூடிய வெப்ப உறுதியான காபனேற்று
(iv) Mg(OH)₂, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂ ஆகியவற்றிற்கிடையே நீரில் ஆகக் கூடியளவு கரையக்கூடிய ஐதரொட்சைட்டு
(v) Cl, Mn, P, Cr ஆகியவற்றிற்கிடையே ஒரே அதியுயர்ந்த ஒட்சியேற்ற நிலையைக் காட்டும் இரு மூலகங்கள்
(ii) Li -- கூட்டம் 1 இல் நீர்-வினைத்திறன் கீழ் நோக்கிச் செல்லும்போது அதிகரிக்கின்றது (U06-108 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது); Li மிக மென்மையாகவே தாக்கும், K/Rb/Cs வெடிப்பாகத் தாக்கும்.
(iii) Na₂CO₃ -- கூட்டம் 1 காபனேற்றுகள் (Li₂CO₃ தவிர்ந்து) ஆய்வுகூடத்தில் அடையக்கூடிய வெப்பநிலைகளில் சிதைவடையா, கூட்டம் 2 காபனேற்றுகளை (CaCO₃, MgCO₃) விட மிக அதிக வெப்ப-உறுதித்தன்மை கொண்டவை (U06-108, NEW61 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது).
(iv) Ba(OH)₂ -- கூட்டம் 2 ஐதரொட்சைட்டு கரைதிறன் கூட்டத்தில் கீழ் நோக்கிச் செல்லும்போது அதிகரிக்கின்றது (U06-107/109/110/111 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட தொடர்ச்சியான போக்கு).
(v) Cl மற்றும் Mn -- இரண்டும் +7 அதியுயர்ந்த ஒட்சியேற்ற நிலையைக் காட்டுகின்றன (Cl: ClO₄⁻/Cl₂O₄ இல்; Mn: MnO₄⁻ பேமாங்கனேற்று அயனில்). ஒப்பீடு: P இன் அதியுயர்ந்தது +5 (PO₄³⁻ இல்), Cr இன் அதியுயர்ந்தது +6 (CrO₄²⁻/Cr₂O₄²⁻ இல்).
2006/str/01(b) அறைவெப்பநிலையில் மூலகம் M ஐதான H₂SO₄ உடன் மாத்திரமல்லாது ஐதான NaOH கரைசலுடனும் இலகுவாகத் தாக்கம்புரிந்து ஒரே வாயுவை வெளியேற்றுகின்றது. M இனுடைய உப்புகள் இலத்திரன் குறைபாடுடைய சேர்வைகளல்ல. M ஐ இனங்காண்க. M இன் தாக்கங்களிற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக: (i) ஐதான H₂SO₄ உடன் (ii) நீர் NaOH உடன்.
M = Zn (துத்தநாகம்).
(i) ஐதான H₂SO₄ உடன்: Zn(s)+H₂SO₄(aq)→ZnSO₄(aq)+H₂(g)↑
(ii) நீர் NaOH உடன்: Zn(s)+2NaOH(aq)+2H₂O(l)→Na₂[Zn(OH)₄](aq)+H₂(g)↑ (ஈரியல்பு தாக்கம்).
2006/ess/08(a) L, M ஆகிய 3d-தாண்டல் மூலகங்களாகும். நான்முகி வடிவமான ஒட்சி அயனன் ஒன்றை L உருவாக்குகிறது. M²⁺ எனும் கற்றயன் ஒன்றை M உருவாக்குகிறது. L இனுடைய ஒட்சி அயனனின் ஒரு மோல் M²⁺ இன் ஐந்து மோல்களுடன் தாக்கம்புரிந்து அதை M³⁺ ஆக ஒட்சியேற்றுவதுடன் L²⁺ உருவாக்குகின்றது. M³⁺ இனுடைய நீர்க்கரைசல் மஞ்சள்-கபில நிறத்தையுடையது. அத்துடன் அது KI இலிருந்து I₂ ஐ வெளியேற்றும்.
(i) ஒட்சி அயனனிலுள்ள L இனுடைய ஒட்சியேற்ற நிலையை உய்த்தறிக. (ii) L, M ஆகிய மூலகங்கள் யாவை? (iii) L இன் ஒட்சி அயனனினுடைய இரசாயனச் சூத்திரத்தை எழுதுக. (iv) M₂O₃ ஐ மூலகம் M ஆகக் கைத்தொழிலாக மாற்றீடு செய்யும் முறையொன்றில் உபயோகிக்கப்படும் தாழ்த்தும் கருவிகளையும் தாக்க நிபந்தனைகளையும் தருக. (v) அளவறி பகுப்பில் உபயோகிக்கப்படக்கூடிய L(OH)₂ தாக்கம் ஒன்றைத் தருக.
(i) L(Mn) இன் ஒட்சி அயனனில் (MnO₄⁻) ஒட்சியேற்ற நிலை = +7.
(ii) L = Mn (மங்கனீசு). M = Fe (இரும்பு).
(iii) L இன் ஒட்சி அயனன் = MnO₄⁻ (பேமாங்கனேற்று அயனன், நான்முகி வடிவம்).
(iv) M₂O₃(Fe₂O₃) ஐ Fe ஆக மாற்றும் கைத்தொழிற் முறை -- வெடிச்சூளை (blast furnace): தாழ்த்தும் கருவி = CO (கரி மோனொக்சைட்டு) (கோக்கிலிருந்து உற்பத்தியாகும்), தாக்க நிபந்தனை = உயர் வெப்பநிலை (≈2000°C): Fe₂O₃(s)+3CO(g)→2Fe(l)+3CO₂(g).
(v) வின்க்ளர் முறை (Winkler method) -- நீரில் கரைந்த ஒட்சிஜனை அளவிட Mn(OH)₂ பயன்படுத்தப்படுகின்றது: வெண்மையான Mn(OH)₂, கரைந்த O₂ உடன் தாக்கம்புரிந்து பழுப்பு நிற உயர்-ஒட்சியேற்ற நிலை மங்கனீசு ஐதரொட்சைட்டை உருவாக்குகின்றது (2Mn(OH)₂(s)+O₂(aq)→2MnO(OH)₂(s)), பின்னர் இது அமிலமாக்கப்பட்டு KI உடன் தாக்கப்பட்டு விடுவிக்கப்படும் I₂, Na₂S₂O₃ உடன் நியமனம் செய்யப்பட்டு, முதலில் கரைந்திருந்த O₂ அளவு கணக்கிடப்படுகின்றது.
2006/ess/09(a) உப்பு X உடன் செய்யப்பட்ட சோதனைகளும் அவற்றிற்குரிய அவதானங்களும் கீழேதரப்பட்டுள்ளன.
(1) X ஐதான HCl உடன் சூடாக்கப்பட்டது -- நிறமற்ற கரைசலாக வாயுகள் ஒன்றும் வெளியேறவில்லை.
(2) மேலே பெறப்பட்ட (A) இலுள்ள கரைசலுடாக H₂S செலுத்தப்பட்டது -- செம்மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு.
(3) X இன ஐதான HCl இலான கரைசலொன்று நீரினால் ஐதாக்கப்பட்டது -- வெள்ளை வீழ்படிவொன்று.
(4) X, NaOH கரைசலுடன் சூடாக்கப்பட்டது -- வாயு ஒன்றும் வெளியேற்றப்படவில்லை.
(5) X, NaOH கரைசலுடனும் Al தூளுடனும் சூடாக்கப்பட்டது -- அமோனியா வெளியேற்றப்பட்டது.
(i) மேற்தரப்பட்ட சோதனைகள் ஒவ்வொன்றிலிருந்தும் நீர் எடுக்கக்கூடிய அனுமானங்களைக் கூறுக. (ii) உப்பு X ஐ இனங்காண்க. (iii) அயனனை உறுதிசெய்வதற்கு ஒரு சோதனையைத் தருக.
(2) இலிருந்து: செம்மஞ்சள் (ஆரஞ்சு) H₂S வீழ்படிவு -- Sb₂S₃ (அன்டிமனி(III) சல்பைட்டு) இற்கான தனித்துவமான, பிரசித்தமான ஆரஞ்சு நிறம் ⇒ Sb³⁺ உள்ளது.
(3) இலிருந்து: நீருடன் (மிகையான நீர் சேர்க்கும்போது) வெள்ளை வீழ்படிவு -- Sb³⁺ இன் தனித்துவமான நீரகற்ற நடத்தை (BiCl₃ இன் BiOCl நீரகற்றத்திற்கு ஒப்பானது, 2018/str/01(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது), "antimonyl" வெண்மையான வீழ்படிவு தருகின்றது.
(1), (4) இலிருந்து: தனித்த NH₄⁺ இல்லை (NaOH மாத்திரம் வாயு தராது, Al உடன் சேர்ந்தால் மாத்திரமே NH₃ தரும்) -- X ஓர் அம்மோனியம் உப்பன்று.
(ii) X = Sb(NO₃)₃ (அன்டிமனி(III) நைத்திரேற்று).
(iii) NO₃⁻ ஐ உறுதிசெய்யும் பிரசித்தமான பழுப்பு வளையச் சோதனை (brown ring test): X இன் நீர்க்கரைசலுக்கு புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட FeSO₄ கரைசலைச் சேர்த்து, தொடர்ந்து செறிந்த H₂SO₄ ஐ சோதனைக் குழாயின் ஓரத்தால் மெதுவாக ஊற்ற, இரு அடுக்குகளுக்கும் இடையே ஒரு பழுப்பு வளையம் உருவாகும் (FeSO₄.NO வளையச் சேர்வை உருவாகுவதால்).
2007/ess/08(a)(ii) ஒரு கலவை X ஆனது இரு மூலகங்களின் உப்புகளை மாத்திரம் கொண்டுள்ளது. இக்கலவையுடன் செய்யப்பட்ட சோதனைகளும் அவற்றின் அவதானங்களும் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.
I. கலவை காய்ச்சி வடிக்கப்பட்ட நீரில் கரைக்கப்பட்டது -- நிறக்கரைசலொன்று பெறப்பட்டது.
II. கலவையின் நீர்க்கரைசலொன்றிற்கு ஐதான HCl சேர்க்கப்பட்டது -- வீழ்படிவு பெறப்படவில்லை.
III. மேலே II இல் பெறப்பட்ட கரைசலிற்குடாக H₂S செலுத்தப்பட்டு வடிக்கப்பட்டது -- கறுப்பு வீழ்படிவொன்று பெறப்பட்டது.
IV. மேலே III இல் பெறப்பட்ட வீழ்படிவு ஐதான HNO₃ உடன் பரிகரிக்கப்பட்டது -- வீழ்படிவு கரைந்து மெல்லிய நீலநிறக் கலங்கற் கரைசலொன்று உண்டாகியது.
V. மேலே III இல் பெறப்பட்ட வடிதிரவத்திற்கு NH₄OH துளித்துளியாகச் சேர்க்கப்பட்டது -- வெள்ளை வீழ்படிவு ஒன்று உண்டாகியது.
I தொடக்கம் V வரையான சோதனைகள் ஒவ்வொன்றிலிருந்தும் நீர் மேற்கொள்ளக்கூடிய அனுமானங்களைக் கூறுக. X இலுள்ள கற்றயன்களை இனங்காண்க. சோதனை V புலப்படுத்திய கற்றயனின் அடையாளத்தை உறுதிப்படுத்துவதற்கான ஒரு சோதனையைத் தருக.
II: ஐதான HCl உடன் வீழ்படிவு இல்லை -- தொகுதி I கற்றயன்கள் (Pb²⁺, Ag⁺, Hg₂²⁺) இல்லை என்பதை உறுதிப்படுத்துகின்றது.
III: அமில ஊடகத்தில் H₂S உடன் கறுப்பு வீழ்படிவு -- CuS உடன் பொருந்துகின்றது (நிறமுடைய கரைசல் என்பதுடனும் இணக்கமானது) ⇒ Cu²⁺ இருப்பதைச் சுட்டுகின்றது.
IV: கறுப்பு வீழ்படிவு (CuS) ஐதான HNO₃ இல் கரைந்து நீல நிறக் கரைசலைத் தருகின்றது -- Cu²⁺(aq) இன் பிரசித்தமான நீல நிறத்தை உறுதிப்படுத்துகின்றது (கலங்கல் -- பகுதியளவு ஒட்சியேற்றப்பட்ட S இருப்பதால்).
V: (Cu நீக்கப்பட்ட) வடிதிரவத்திற்கு ஐதான NH₄OH துளித்துளியாகச் சேர்க்கும்போது வெள்ளை வீழ்படிவு (மேலும் NH₄OH இல் மீள்கரையும் தன்மை குறிப்பிடப்படவில்லை, Zn(OH)₂ போலன்றி) -- Al³⁺ இற்குப் பொருந்துகின்றது (Al(OH)₃ ஐதான NH₄OH இல் மீள்கரையாது, Zn(OH)₂ இலிருந்து வேறுபட்டது).
X இலுள்ள கற்றயன்கள்: Cu²⁺ மற்றும் Al³⁺.
V இல் புலப்பட்ட கற்றயனை (Al³⁺) உறுதிசெய்யும் சோதனை: வெள்ளை வீழ்படிவை (Al(OH)₃) மிகையான NaOH இல் கரைத்துப் பார்க்க -- Al(OH)₃ ஈரியல்புடையது என்பதால் மிகையான NaOH இல் கரைந்து [Al(OH)₄]⁻ (அலுமினேற்று) தெளிவான கரைசலைத் தரும் (Mg(OH)₂ போன்ற ஈரியல்பற்ற ஐதரொட்சைட்டுகளிலிருந்து இதுவே Al³⁺ ஐ வேறுபடுத்தும்): Al(OH)₃(s)+OH⁻(aq)→[Al(OH)₄]⁻(aq).
2007/ess/08(a)(i) ஒவ்வொரு கூட்டத்திற்கும் எதிரே தரப்பட்டுள்ள செய்முறையை/பொருள்களை மாத்திரம் பயன்படுத்தி பின்வரும் கூட்டங்கள் ஒவ்வொன்றிலுமுள்ள நீர்க்கரைசல்களை எங்ஙனம் இனங்காண்பீர்?
கூட்டம் (i): Na₂S₂O₃ கரைசல், ஐதான H₂SO₄ கரைசல், Na₂CO₃ கரைசல் -- செய்முறை: கரைசல்களைச் சோடிசோடியாகக் கலப்பதன் மூலம்.
கூட்டம் (ii): NaNO₃ கரைசல், NH₄NO₃ கரைசல், NH₄Cl கரைசல் -- செய்முறை: NaOH உடனும் Al தூளுடனும், அல்லது NaOH உடன் மாத்திரம், அல்லது Al தூளுடன் வெப்பமேற்றுதல் மூலம்.
• Na₂S₂O₃+Na₂CO₃ கலக்கும்போது வீழ்படிவு/வாயு ஏதுமில்லை (இரண்டும் பலவீன அமிலங்களின் சோடியம் உப்புகள், ஒன்றோடொன்று தாக்கமடையா) -- இவ்விரண்டையும் ஒரு சோடியாக இனங்காண முடியும், ஆனால் தனித்தனியே வேறுபடுத்த முடியாது இந்நிலையில்.
• ஐதான H₂SO₄+Na₂S₂O₃: கலங்கல் (S வீழ்படிவு) + SO₂ வாயு வெளியேறும் (2015/ess/08(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட தையோசல்பேற்று-அமிலத் தாக்கம்): Na₂S₂O₃+H₂SO₄→Na₂SO₄+S(s)↓+SO₂(g)↑+H₂O.
• ஐதான H₂SO₄+Na₂CO₃: தெளிவான குமிழியிடல் (CO₂ வாயு மாத்திரம், கலங்கல் இல்லை): Na₂CO₃+H₂SO₄→Na₂SO₄+H₂O+CO₂(g)↑.
• இவ்வாறு, மூன்று சோடிக் கலவைகளிலிருந்தும் -- H₂SO₄ ஐ (ஏனைய இரண்டுடனும் தாக்கமடைவதால்) இனங்காணலாம்; தொடர்ந்து H₂SO₄ உடனான தனித்தனி தாக்கங்களின் வேறுபாட்டால் (கலங்கல்+SO₂ vs தெளிவான CO₂ மாத்திரம்) Na₂S₂O₃, Na₂CO₃ ஆகியவற்றை வேறுபடுத்தலாம்.
கூட்டம் (ii):
• ஒவ்வொரு கரைசலுக்கும் NaOH மாத்திரம் (Al இன்றி) சேர்க்க:
-- NaNO₃: வாயு ஏதும் வெளியேறாது (Na⁺, NO₃⁻ இரண்டும் NaOH உடன் தாக்கமடையா, Al இன்றி நைத்திரேற்று ஒடுக்கப்படாது).
-- NH₄NO₃: NH₃ வாயு வெளியேறும் (NH₄⁺+OH⁻→NH₃+H₂O).
-- NH₄Cl: NH₃ வாயு வெளியேறும் (அதே தாக்கம்).
• இவ்வாறு NaNO₃ உடனடியாக இனங்காணப்படுகின்றது (வாயு இல்லை).
• NH₄NO₃, NH₄Cl ஆகிய இரண்டையும் வேறுபடுத்த: Al தூளும் NaOH உம் சேர்த்து வெப்பமூட்ட:
-- NH₄NO₃: NH₄⁺ இலிருந்தும் (NaOH உடன்) NO₃⁻ இலிருந்தும் (Al/NaOH ஒடுக்கல் மூலம்) -- இரண்டு மூலங்களிலிருந்தும் கூடுதலான NH₃ வெளியேறும் (2014/str/02(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Al/NaOH/NO₃⁻ ஒடுக்கல் தாக்கம்).
-- NH₄Cl: NH₄⁺ இலிருந்து மாத்திரமே NH₃ வெளியேறும் (Cl⁻ உடன் Al தாக்கமடையாது, கூடுதல் வாயு இல்லை) -- ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த/மாறாத NH₃ அளவு.
• இவ்வாறு கூடுதல் Al சேர்க்கும்போது NH₃ வெளியேற்றம் கணிசமாக அதிகரிக்குமா (NH₄NO₃) அல்லது மாறாமலிருக்குமா (NH₄Cl) எனக் கவனிப்பதன் மூலம் இறுதியாக வேறுபடுத்தலாம்.
2007/ess/08(b) அசேதன பங்கீட்டுச் சேர்வை Y (சார்மூலர் திணிவு <40) இன் நீர்க்கரைசலொன்று பின்வரும் தாக்கங்களுக்கு ஆளாகின்றது.
(A) இது அமிலமாக்கப்பட்ட KMnO₄ கரைசலை O₂ வாயுவின் வெளிவிடுதலுடன் நிறநீக்கம் செய்கின்றது.
(B) இது காரமாக்கப்பட்ட KMnO₄ கரைசலுடன் O₂ வாயுவின் வெளிவிடுதலுடன் கபில நிற வீழ்படிவொன்றையும் தரகின்றது.
(C) இது NaBr இனது நிறமற்ற அமிலக் கரைசலை மஞ்சள் நிறமாக்குகின்றது.
(D) இது அறை வெப்பநிலையில் மெதுவாகப் பிரிகையடைகின்றது. ஆனால் சூரியஒளிக்குத் திறந்து வைப்பதன் மூலம் இப்பிரிகையை வேகவளர்ச்சியடையச் செய்யலாம்.
(E) H₂S ஐக் கொண்டுள்ள மாசுபடுத்தப்பட்ட காற்றினில் எண்ணைச்சாய ஓவியங்கள் திறந்து வைக்கப்படும் போது PbS உருவாதலால் வெள்ளை PbCO₃ நிற வழங்கிகள் (pigments) கறுப்பாகின்றன. ஆயினும் தொடக்கத்திலிருந்த வெள்ளை நிறத்தை திரும்பவும் பெறுவதற்கு Y ஐப் பயன்படுத்தலாம்.
(i) Y ஐ இனங்காண்க. (ii) Y இனது லூயிஸ் கட்டமைப்பைத் (புள்ளி, தர ஆகிய) தருக. (iii) Y இனது வடிவத்தைத் தருக. (iv) (A) தொடக்கம் (E) வரையிலான Y இனது தாக்கங்களிற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக. (v) (D) இலுள்ள தாக்கத்தின் வகையைப் பெயரிடுக. (vi) Y இன் ஐதான நீர்க்கரைசலின் பொதுவான பயன்பாடு ஒன்றைத் தருக. (vii) தூய Y ஆனது 150°C இற்கு அண்மித்த கொதிநிலையுடைய ஒரு பாகுத்தன்மையான (Syrupy) திரவமாகும். இந்த உயர் கொதிநிலைக்கான காரணம் ஒன்றைத் தருக.
(i) Y = H₂O₂ (ஐதரசன் பேரொட்சைட்டு, hydrogen peroxide).
(ii) லூயிஸ் கட்டமைப்பு: H–O–O–H, ஒவ்வொரு O அணுவும் இரு தனித்த இலத்திரன் இணைகளையுடையது (H:O:O:H, ஒவ்வொரு O இலும் 2 தனித்த இணைகள்).
(iii) வடிவம்: தட்டையற்ற (non-planar), "திறந்த புத்தக" (open-book/skew) வடிவம் -- ஒவ்வொரு O அணுவும் sp³ பங்கீட்டமைவுடையது (O-O-H கோணம் ≈95°), இரு O-H பிணைப்புத் தளங்களுக்கிடையேயான இருமுனைக் கோணம் (dihedral angle) ≈90°-100° (வாயு நிலையில்).
(iv) சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகள்:
• (A) 2KMnO₄+5H₂O₂+3H₂SO₄→K₂SO₄+2MnSO₄+5O₂(g)↑+8H₂O
• (B) 2KMnO₄+3H₂O₂→2MnO₂(s)↓+2KOH+3O₂(g)↑+2H₂O
• (C) H₂O₂+2HBr→Br₂+2H₂O (அல்லது H₂O₂+2NaBr+H₂SO₄→Br₂+Na₂SO₄+2H₂O)
• (D) 2H₂O₂→2H₂O+O₂(g)↑
• (E) PbS(s)+4H₂O₂→PbSO₄(s)+4H₂O (கறுப்பு PbS வெள்ளை PbSO₄ ஆக ஒட்சியேற்றப்படுகின்றது).
(v) (D) இலுள்ள தாக்கத்தின் வகை: விகிதவகைச் (disproportionation) தாக்கம் -- H₂O₂ இல் O இன் ஒட்சியேற்ற நிலை (-1) ஒரேநேரத்தில் H₂O இல் -2 ஆகவும் O₂ இல் 0 ஆகவும் மாறுகின்றது (ஒரே மூலகம் ஒரேநேரத்தில் ஒட்சியேற்றமும் ஒடுக்கமும் அடைகின்றது).
(vi) Y இன் ஐதான நீர்க்கரைசலின் பொதுவான பயன்பாடு: கிருமிநாசினியாக/புண் சுத்தம் செய்யும் அன்டிசெப்டிக்காக (அல்லது முடி/துணி வெளுக்கும் ப்ளீச்சிங் கருவியாக).
(vii) தூய H₂O₂ இன் அசாதாரணமாக உயர்ந்த கொதிநிலைக்கான (150°C, நீரின் 100°C ஐ விடக் கூடுதலாக) காரணம்: H₂O₂ மூலக்கூறுகளுக்கிடையே கூடுதலான/பலமான ஐதரசன் பிணைப்பு நிலவுகின்றது -- ஒவ்வொரு H₂O₂ மூலக்கூறும் 2 O-H பிணைப்புகளையும் ஒவ்வொரு O இலும் 2 தனித்த இலத்திரன் இணைகளையும் கொண்டிருப்பதால், நீரை விடக் கூடுதலான ஐதரசன் பிணைப்புகளை உருவாக்கக்கூடியது; இது கூடுதலான மூலக்கூற்றிடை ஈர்ப்பு விசைகளையும், அதனால் கூடுதல் கொதிநிலையையும் தருகின்றது.
2007/ess/09(b) (i) பச்சை உப்பு ஒன்று நீரில் கரைவதுடன் இந்நீர்க்கரைசல் நேரத்துடன் செவ்வூதாவாக மாறுகின்றது. ஐதான HCl கரைசல் சேர்க்கப்பட்ட போது இக்கரைசல் ஒரு நேரேற்ற (unipositive) சிக்கல் அயன் ஒன்றை உண்டாக்கியவாறு பச்சை நிறமாக மாறுகின்றது. இக்கரைசலில் (I) செவ்வூதா நிறத்திற்கும் (II) பச்சை நிறத்திற்கும் பொறுப்பான சிக்கல் அயன்களை இனங்காண்க.
(ii) X= Na, K, Cl, Br மூலகங்கள் ஆகியவற்றினது 'ஐதரொக்சைட்டுக்கள்' XOH ஐக் கருதுக. மின்னெதிர்த்தன்மையை அடிப்படையாகக் கொண்டு இச்சேர்வைகளினது அமில/மூல இயல்புகள் மாறலை விளக்குக.
• (I) செவ்வூதா நிறத்திற்குப் பொறுப்பான சிக்கல் அயன்: [Cr(H₂O)₆]³⁺ (ஹெக்சாஅக்குவாகுரோமியம்(III), +3 சார்ஜ்).
• (II) பச்சை நிறத்திற்குப் பொறுப்பான சிக்கல் அயன்: [CrCl₂(H₂O)₄]⁺ (டெற்றாஅக்குவாடைகுளோரோகுரோமியம்(III), +1 (unipositive) சார்ஜ் -- இது தரப்பட்ட "நேரேற்ற சிக்கல் அயன்" எனும் துப்பொடுவுடன் துல்லியமாகப் பொருந்துகின்றது).
(ii) Na, K -- குறைந்த மின்னெதிர்த்தன்மையுடைய (≈0.9-1.0) மிகவும் மின்நேர்மையான உலோகங்கள். Na-O/K-O பிணைப்பு வலுவாக அயனியம் கொண்டது; O-H பிணைப்பு அப்படியே கோவலன்ஸியமாக நிலைத்திருக்கும். எனவே நீரில் அயனிய முறிவினூடாக M⁺+OH⁻ ஆகப் பிரிகையடைந்து வலிமையான காரங்களைத் தருகின்றன (NaOH, KOH).
Cl, Br -- உயர்ந்த மின்னெதிர்த்தன்மையுடைய (≈3.0, 2.8) அலோகங்கள். X-O பிணைப்பு கோவலன்ஸியமானது; உயர் மின்னெதிர்த்தன்மையுடைய X, O வழியாக O-H பிணைப்பிலுள்ள இலத்திரன் அடர்த்தியை இழுத்து அப்பிணைப்பை பலவீனப்படுத்துகின்றது, இதனால் H⁺ எளிதில் வெளியேறி (பலவீன) அமிலங்களைத் தருகின்றன (HOCl, HOBr).
பொது முடிவு: X இன் மின்னெதிர்த்தன்மை அதிகரிக்கும்போது (உலோகத்திலிருந்து அலோகத்திற்கு), XOH இனது தன்மை அயனிய/கார (basic) இலிருந்து கோவலன்ஸிய/அமில (acidic) நிலைக்கு மாறுகின்றது -- Al(OH)₃ இன் ஈரியல்பு நிலையும், HClO₄ இன் வலிமையான அமிலத்தன்மையும் இதே பொது போக்கின் தொடர்ச்சி.
2008/ess/08(a) X₂Y உம் YZ₂ உம் Y எனும் மூலகத்தினால் உருவாக்கப்பட்ட இரு வாயுக்களாகும். அறைவெப்பநிலையில் Y ஒரு திண்மமாக இருக்கும் போது X₂ உம் Z₂ உம் வாயுக்களாகும்.
(A) X₂Y உம் YZ₂ உம் நீரில் கரைந்து அமிலக் கரைசல்களைத் தருகின்றன.
(B) Y இன் ஒட்சியேற்ற நிலை X₂Y இல் -2 உம் YZ₂ இல் +4 உம் ஆகும்.
(C) X₂Y உம் YZ₂ உம் (ஈரமாக்கப்பட்டு) ஒன்றுடனொன்று தாக்கம்புரிந்து Y ஐயும் H₂O ஐயும் உருவாக்குகின்றன.
(D) X₂Y ஐ அமிலமாக்கப்பட்ட CuSO₄ கரைசலினுள் செலுத்தும்போது கறுப்பு வீழ்படிவொன்று உருவாகின்றது.
(E) YZ₂ ஐ அமிலமாக்கப்பட்ட CuSO₄ கரைசலினுள் செலுத்தும்போது கரைசல் நிறமற்றதாக மாறுகின்றது.
(i) வாயுக்கள் X₂Y ஐயும் YZ₂ ஐயும் இனங்காண்க. (ii) (C), (D), (E) ஆகியவற்றில் நடைபெறுகின்ற தாக்கங்களிற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகளை எழுதுக. (iii) வாயு YZ₂ இன் இரு கைத்தொழில் ரீதியான உபயோகங்களைத் தருக. (iv) இவ் வாயுக்கள் ஒரு கலவையாக இருக்கும்போது அவை ஒவ்வொன்றையும் இனங்காண்பதற்கான இரசாயன முறை ஒன்றைச் சுருக்கமாக விபரிக்க. பொருத்தமான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக.
(i) X₂Y = H₂S (ஐதரசன் சல்பைட்டு). YZ₂ = SO₂ (கந்தகம் டையொட்சைட்டு).
(ii) சமப்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடுகள்:
• (C) (ஈரமான நிலையில் H₂S+SO₂ ஒன்றுடனொன்று தாக்கம்): 2H₂S(g)+SO₂(g)→3S(s)↓+2H₂O(l) (இது 2015/ess/08(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட தையோசல்பேற்று-அமிலத் தாக்கத்திற்கு ஒப்பான ஒரு ஒப்பீட்டு-விகிதவகைத் தாக்கம் (comproportionation): S இன் -2 மற்றும் +4 நிலைகள் ஒன்றிணைந்து 0 நிலைக்கு மாறுகின்றன).
• (D) H₂S அமிலமாக்கப்பட்ட CuSO₄ இற்குள் செலுத்துதல் (கறுப்பு வீழ்படிவு): H₂S(g)+CuSO₄(aq)→CuS(s)↓+H₂SO₄(aq) (CuS -- கறுப்பு, குறைந்த கரைதிறன் காரணமாக, சல்பேற்று அமிலத்திலும் மீள்கரையாத பிரசித்தமான வீழ்படிவு).
• (E) SO₂ அமிலமாக்கப்பட்ட CuSO₄ இற்குள் செலுத்துதல் (நிறமற்றதாக மாறுதல்): SO₂(g)+2H₂O(l)+2Cu²⁺(aq)→SO₄²⁻(aq)+4H⁺(aq)+2Cu⁺(aq) (SO₂ ஒரு ஒடுக்கியாகச் செயற்பட்டு நீல நிற Cu²⁺ ஐ நிறமற்ற Cu⁺ ஆக ஒடுக்குகின்றது, S இன் ஒட்சியேற்ற நிலை +4 → +6).
(iii) SO₂ இன் கைத்தொழில் ரீதியான உபயோகங்கள் (இரண்டு): (1) சல்பியூரிக் அமிலம் உற்பத்தி செய்யும் "தொடர்பு முறை" (Contact process) இல் மூலப்பொருளாக (SO₂→SO₃→H₂SO₄); (2) உணவுப் பாதுகாப்புப் பொருளாக/பீரிச நிலைக் காப்பானாக (preservative, sulphite-based) அல்லது துணி/காகிதச் சத்தை வெளுக்கும் ப்ளீச்சிங் கருவியாக.
(iv) கலவையிலுள்ள ஒவ்வொரு வாயுவையும் இனங்காணும் முறை: முதலில் கலவையை ஈரமாக்கப்பட்ட ஈயம்(II) அசெற்றேற்று (lead acetate) தாளினூடாகச் செலுத்தவும் -- H₂S இருந்தால் தாள் கறுப்பு நிறமாகும் (PbS உருவாகுதல் மூலம்): H₂S(g)+Pb(CH₃COO)₂(aq)→PbS(s)↓+2CH₃COOH(aq). பின்னர் மீதமுள்ள வாயுவை அமிலமாக்கப்பட்ட K₂Cr₂O₄ கரைசலினூடாகச் செலுத்தவும் -- SO₂ இருந்தால் ஆரஞ்சு நிறம் பச்சை நிறமாக மாறும்: Cr₂O₄²⁻(aq)+3SO₂(g)+2H⁺(aq)→2Cr³⁺(aq)+3SO₄²⁻(aq)+H₂O(l).
2008/ess/08(b) 3d-தாண்டல் மூலகம் M ஐதான H₂SO₄ உடன் தாக்கம்புரிந்து மங்கலான பச்சை நிறக் கரைசலொன்றை உருவாக்குகின்றது. NH₄OH ஐச் சேர்க்கும்போது இக்கரைசல் மெல்லிய பச்சை நிற வீழ்படிவொன்றைத் தருகின்றது. வளிமண்டலத்திற்குத் திறந்து வைத்தபோது நேரத்துடன் இவ் வீழ்படிவு மஞ்சள்-கபில நிறமாக மாறுகின்றது.
(i) M ஐ இனங்காண்க. (ii) M இன் மிகவும் பொதுவான (நேர்) ஒட்சியேற்ற நிலைகள் யாவை? (iii) உம்மால் (ii) இல் தரப்பட்ட ஒட்சியேற்ற நிலைகளுக்கிடையே வித்தியாசப்படுத்துவதற்கான ஒரு சோதனையைத் தருக.
(i) M = Fe (இரும்பு). தாக்கம்: Fe(s)+H₂SO₄(aq)→FeSO₄(aq)+H₂(g)↑ (மங்கலான பச்சை FeSO₄); Fe²⁺(aq)+2OH⁻(aq)→Fe(OH)₂(s)↓ (மெல்லிய பச்சை); வளிமண்டல ஒட்சியேற்றம்: 4Fe(OH)₂(s)+O₂(g)+2H₂O(l)→4Fe(OH)₃(s) (மஞ்சள்-கபில).
(ii) M(Fe) இன் மிகவும் பொதுவான (நேர்) ஒட்சியேற்ற நிலைகள்: +2 (Fe²⁺) மற்றும் +3 (Fe³⁺).
(iii) Fe²⁺ ஐயும் Fe³⁺ ஐயும் வேறுபடுத்தும் சோதனை: பொட்டசியம் தையோசயனேற்று (KSCN) கரைசலைச் சேர்க்க -- Fe³⁺ உடன் உடனடியாக இரத்தச்சிவப்பு நிறம் ([FeSCN]²⁺ சிக்கல் அயன் காரணமாக) தோன்றும்: Fe³⁺(aq)+SCN⁻(aq)→[FeSCN]²⁺(aq); Fe²⁺ உடன் இச்சோதனை நிறமாற்றம் தராது (அல்லது மிகவும் மங்கலான நிறமே தரும்).
2008/ess/08(b)(iv)-(vii) (M=Fe தொடர்ச்சி) (iv) மாதிரியொன்றில் (ii) இல் தரப்பட்ட ஒட்சியேற்ற நிலைகள் ஒவ்வொன்றிலுமுள்ள M இன் செறிவுகளை அளவறிதற்குரிய முறையில் துணிவதற்கான முறை ஒன்றைச் சுருங்கக் கூறுக. (v) மேற்கூறிய மெல்லிய பச்சை நிற வீழ்படிவுக்கும் மஞ்சள்-கபில நிற வீழ்படிவுக்கும் பொறுப்பான இனங்களை இனங்காண்க. (vi) இரசாயன கைத்தொழிற்சாலையில் M ஒரு ஊக்கியாக உபயோகப்படுத்தப்படுவதற்கான ஒரு எடுத்துக்காட்டைத் தருக. (vii) M ஐப் பிரித்தெடுப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் இரு தாதுப் பொருட்களின் இரசாயனச் சூத்திரங்களையும் பெயர்களையும் தருக.
• முதலில், மாதிரியை நேரடியாக அளவீடு செய்யப்பட்ட KMnO₄ கரைசலுடன் (அமிலமாக்கப்பட்ட) நியமனம் செய்யவும் -- இது Fe²⁺ ஐ மாத்திரம் ஒட்சியேற்றும் (Fe³⁺ உடன் KMnO₄ தாக்கமடையாது): MnO₄⁻+5Fe²⁺+8H⁺→Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O (KMnO₄ சுயசுட்டி, ஊதா நிறம் நிறமிழத்தலே இறுதிப்புள்ளி) -- இதிலிருந்து [Fe²⁺] கணக்கிடப்படும்.
• இரண்டாவது மாதிரிப் பகுதியில், முதலில் அனைத்து Fe³⁺ ஐயும் Fe²⁺ ஆக ஒடுக்குக (எ.கா. Zn தூள் அல்லது Jones reductor மூலம்), பின்னர் KMnO₄ உடன் நியமனம் செய்யவும் -- இது மொத்த Fe (Fe²⁺+Fe³⁺) ஐத் தரும். [Fe³⁺] = மொத்த Fe - [Fe²⁺] (முதல் நியமனத்திலிருந்து).
(v) மெல்லிய பச்சை நிற வீழ்படிவு = Fe(OH)₂ (இரும்பு(II) ஐதரொட்சைட்டு). மஞ்சள்-கபில நிற வீழ்படிவு = Fe(OH)₃ (இரும்பு(III) ஐதரொட்சைட்டு, காற்று ஒட்சியேற்றத்தால் உருவானது).
(vi) Fe ஊக்கியாக உபயோகப்படும் கைத்தொழில் எடுத்துக்காட்டு: ஏபர் முறை (Haber process) -- அமோனியா உற்பத்தியில் (K₂O/Al₂O₃ ஆல் "promote" செய்யப்பட்ட Fe ஊக்கியுடன்): N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g).
(vii) Fe ஐப் பிரித்தெடுக்கப் பயன்படும் இரு தாதுப் பொருட்கள்: ஹீமடைட்டு (Haematite) -- Fe₂O₃, மற்றும் மக்னடைட்டு (Magnetite) -- Fe₃O₄.
2009/ess/09(a) (i) கீழே தரப்பட்டுள்ள ஐதான நீர்க்கரைசல்களை ஒன்றுடனொன்று கலப்பதன் மூலம் எவ்வாறு இனங்காணுவீர் என்பதைச் சுருக்கக் கூறுக: KI, Fe₂(SO₄)₃, BaCl₂, K₄Fe(CN)₆.
(ii) கீழே தரப்பட்டுள்ள நீர்க்கரைசல்களை/தூளாக அரைக்கப்பட்ட உலோகங்களை ஒன்றுடனொன்று தாக்கமுறச் செய்வதன் மூலம் எவ்வாறு இனங்காணுவீர் என்பதைச் சுருங்கக் கூறுக: Al, Zn, NH₄Cl, NaOH.
• KI+Fe₂(SO₄)₃: Fe³⁺ ஆனது I⁻ ஐ ஒட்சியேற்றி I₂ ஆக்குகின்றது -- பழுப்பு/மஞ்சள் நிறம் தோன்றும்: 2Fe³⁺+2I⁻→2Fe²⁺+I₂.
• Fe₂(SO₄)₃+BaCl₂: வெள்ளை வீழ்படிவு (BaSO₄, குறைந்த கரைதிறன்): Ba²⁺+SO₄²⁻→BaSO₄(s)↓.
• Fe₂(SO₄)₃+K₄Fe(CN)₆: ஆழ்நீல நிற வீழ்படிவு ("பேர்சியன் நீலம்", Prussian blue): 4Fe³⁺+3[Fe(CN)₆]⁴⁻→Fe₄[Fe(CN)₆]₃(s)↓.
• BaCl₂+K₄Fe(CN)₆: மென்மையான வெண்மையான வீழ்படிவு (Ba₂[Fe(CN)₆], குறைந்த கரைதிறன்).
• KI ஆனது BaCl₂ உடனோ K₄Fe(CN)₆ உடனோ காணக்கூடிய தாக்கம் ஏதும் தராது.
• இவ்வாறு: Fe₂(SO₄)₃ -- ஏனைய மூன்றுடனும் (பழுப்பு நிறம், வெள்ளை வீழ்படிவு, நீல வீழ்படிவு) தாக்கமடைவதால் உடனடியாக இனங்காணப்படுகின்றது; KI -- Fe₂(SO₄)₃ உடன் மாத்திரம் (பழுப்பு நிறம்) தாக்கமடைவதாலும், ஏனைய இரண்டுடனும் தாக்கமின்மையாலும் இனங்காணப்படுகின்றது; BaCl₂/K₄Fe(CN)₆ -- ஒன்றுடனொன்று வெண்மையான வீழ்படிவு தந்தும், Fe₂(SO₄)₃ உடனான தத்தமது தனித்துவ வீழ்படிவு நிறங்களாலும் (வெள்ளை vs ஆழ்நீலம்) இறுதியாக வேறுபடுத்தப்படுகின்றன.
(ii) நான்கையும் சோடிசோடியாகத் தாக்கமுறச் செய்து பார்க்க:
• NaOH+NH₄Cl (சூடாக்கியபோது): துர்நாற்றமுள்ள NH₃ வாயு வெளியேறும் (ஈரமான சிவப்பு லிற்மசைப் பச்சையாக்கும்): NH₄Cl+NaOH→NaCl+NH₃(g)↑+H₂O -- இது NaOH ஐயும் NH₄Cl ஐயும் இணைந்து இனங்காட்டுகின்றது.
• Al+NaOH: வேகமான/தீவிரமான குமிழியிடல் (H₂ வாயு): 2Al(s)+2NaOH(aq)+2H₂O(l)→2NaAlO₂(aq)+3H₂(g)↑.
• Zn+NaOH: மிக மெதுவான/பலவீனமான குமிழியிடல் (Al உடன் ஒப்பிடும்போது அறைவெப்பநிலையில் மிகக் குறைவான வீதத்தில்): Zn(s)+2NaOH(aq)+2H₂O(l)→Na₂[Zn(OH)₄](aq)+H₂(g)↑ -- இவ்வீத வேறுபாடே Al ஐயும் Zn ஐயும் வேறுபடுத்துகின்றது.
• Al/Zn+NH₄Cl (அறைவெப்பநிலையில்): குறிப்பிடத்தக்க காணக்கூடிய தாக்கம் ஏதும் இராது (NH₄Cl இன் பலவீன அமிலத்தன்மை + உலோகங்களின் பாதுகாப்பு ஒட்சைட்டு அடுக்கு காரணமாக).
• இவ்வாறு: NaOH+NH₄Cl சோடி NH₃ வாயுவினால் இனங்காணப்படும்; பின்னர் NaOH ஐ Al, Zn உடன் தனித்தனியே தாக்கவைத்து, குமிழியிடல் வீதத்தின் வேறுபாட்டால் (தீவிரம்=Al, மெதுவானது=Zn) அவற்றை வேறுபடுத்தலாம்.
2009/ess/09(b) A ஆனது உலோக மூலகம் M ஐக் கொண்டுள்ள ஒரு நிறமுள்ள அசேதன உப்பு ஆகும். வெப்பப்படுத்தப்படும்போது A பிரிகையடைந்து ஒரு பச்சை நிற மீதி (residue) B (M₂O₃) ஐயும், ஒரு நிறமற்ற வாயு C ஐயும், நீராவியையும் தருகின்றது. வாயு C வெப்பமேற்றப்பட்ட மக்னீசியத்துடன் தாக்கம்புரிந்து ஒரு வெண்ணிறத் திண்மம் D ஐ உண்டாக்குகின்றது. D ஆனது நீருடன் தாக்கம்புரிந்து ஒரு வாயு E ஐ உண்டாக்குகின்றது. வாயு E ஆனது செம்பாசிச்சாயத்தை நீல நிறமாக மாற்றுகின்றது. A ஐ Na₂CO₃ கரைசலுடன் வெப்பப்படுத்தும்போதும் வாயு E உருவாக்கப்படுகின்றது. H₂O₂ இன் காரக்கரைசல் ஒன்றுடன் கூடாக்கியபோது பச்சை நிற மீதி B, மஞ்சள் நிறக் கரைசல் ஒன்றைத் தருகின்றது.
(i) A, B, C, D, E ஆகியவற்றை இனங்காண்க. (ii) பொருத்தமான தாக்கங்களிற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக.
(i) A = (NH₄)₂Cr₂O₃ (அம்மோனியம் டைகுரோமேற்று, ஆரஞ்சு). B = Cr₂O₃ (குரோமியம்(III) ஒட்சைட்டு, பச்சை). C = N₂ (நைதரசன்). D = Mg₃N₂ (மக்னீசியம் நைத்திரைட்டு, வெண்மை). E = NH₃ (அமோனியா).
(ii) சமன்பாடுகள்:
• A சிதைவு: (NH₄)₂Cr₂O₃(s)→Cr₂O₃(s)+N₂(g)↑+4H₂O(g)
• C+Mg: 3Mg(s)+N₂(g)→Mg₃N₂(s)
• D+H₂O: Mg₃N₂(s)+6H₂O(l)→3Mg(OH)₂(s)+2NH₃(g)↑
• A+Na₂CO₃ (வெப்பமேற்றப்பட்டது): 2NH₄⁺(aq)+CO₃²⁻(aq)→2NH₃(g)↑+H₂O(l)+CO₂(g)↑
• B+H₂O₂/NaOH: Cr₂O₃(s)+3H₂O₂(aq)+4NaOH(aq)→2Na₂CrO₄(aq)+5H₂O(l).
2010/ess/08(a) பின்வரும் வினாக்கள் நைதரசனின் ஒட்சைட்டுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை.
(i) நைதரசனின் ஒட்சியேற்ற எண்கள் ஒன்றிலிருந்தொன்று வேறுபடும் நைதரசனின் ஐந்து ஒட்சைட்டுகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களையும் லோதுப் பெயர்களையும் எழுதுக. நீர் இனங்கண்ட ஒவ்வோர் ஒட்சைட்டிலும் நைதரசனின் ஒட்சியேற்ற எண்ணைத் தருக. ஒவ்வோர் ஒட்சைட்டும் அமிலமா, மூலமா, நடுநிலையானதா எனக் குறிப்பிடுக.
(ii) மேலே (i) இல் குறிப்பிடப்பட்ட ஒட்சைட்டுகளில் எவையேனும் மூன்றை ஆய்வுகூடத்தில் எங்ஙனம் தயாரிக்கலாமெனக் குறிப்பிடுக.
(iii) நைதரசனின் ஒட்சியேற்ற எண் +1 ஆக இருக்கும் நைதரசனின் ஒட்சைட்டின் பரிவுக் கட்டமைப்புகளை வரைக.
(iv) அறைவெப்பநிலையிலும் வளிமண்டல அமுக்கத்திலும் சோடிசோடியாக இராத இலத்திரன்கள் உள்ள நைதரசனின் இரு ஒட்சைட்டுகளைத் தருக. இவ்வொட்சைட்டுகள் குளிர்ச்சியாக்கப்படும்போது நடைபெறும் இரசாயன மாற்றத்தைக் குறிப்பிடுக.
• N₂O (டைநைதரசன் மோனொட்சைட்டு / நைதரசுஸ் ஒட்சைட்டு) -- N ஒட்சியேற்ற எண் +1 -- நடுநிலையானது.
• NO (நைதரிக் ஒட்சைட்டு) -- N ஒட்சியேற்ற எண் +2 -- நடுநிலையானது.
• N₂O₃ (டைநைதரசன் டிரையொட்சைட்டு) -- N ஒட்சியேற்ற எண் +3 -- அமிலத்தன்மையுடையது (HNO₂ இன் நீரகற்றியம்).
• NO₂ (நைதரசன் டையொட்சைட்டு) -- N ஒட்சியேற்ற எண் +4 -- அமிலத்தன்மையுடையது (நீருடன் HNO₃+HNO₂ கலவையைத் தரும்).
• N₂O₅ (டைநைதரசன் பென்டொட்சைட்டு) -- N ஒட்சியேற்ற எண் +5 -- அமிலத்தன்மையுடையது (HNO₃ இன் நீரகற்றியம்).
(ii) மூன்று ஒட்சைட்டுகளின் ஆய்வுகூட தயாரிப்பு:
• N₂O: NH₄NO₃ ஐ மெதுவாக வெப்பமேற்றுதல் (≈250°C): NH₄NO₃(s)→N₂O(g)↑+2H₂O(g).
• NO: ஐதான HNO₃ உடன் Cu தாக்குதல்: 8HNO₃(dilute)+3Cu(s)→3Cu(NO₃)₂(aq)+2NO(g)↑+4H₂O(l).
• NO₂: செறிந்த HNO₃ உடன் Cu தாக்குதல்: 4HNO₃(conc)+Cu(s)→Cu(NO₃)₂(aq)+2NO₂(g)↑+2H₂O(l).
(iii) N ஒட்சியேற்ற எண் +1 = N₂O (நேர்கோட்டு மூலக்கூறு, CO₂ உடன் ஐசோஎலக்ட்ரோனிக்). இரு பரிவுக் கட்டமைப்புகள் (இணை-மின்னூட்டங்களுடன்):
• கட்டமைப்பு A: ⁻N=N⁺=O (முனை N -1, மைய N +1, O 0)
• கட்டமைப்பு B: N≡N⁺-O⁻ (முனை N 0, மைய N +1, O -1)
(இரண்டு கட்டமைப்புகளிலும் மைய N எப்போதும் +1 ஒட்சியேற்ற நிலையில் இருப்பது கவனிக்கத்தக்கது; உண்மையான மூலக்கூறு இவ்விரு பரிவுக் கட்டமைப்புகளினதும் கலப்பு.)
(iv) அறைவெப்பநிலையிலும் வளிமண்டல அமுக்கத்திலும் சோடியிலா (unpaired) இலத்திரன் உள்ள நைதரசனின் இரு ஒட்சைட்டுகள்: NO (ஒற்றைப்படை மொத்த வேலன்ஸ் இலத்திரன் எண் 11) மற்றும் NO₂ (ஒற்றைப்படை மொத்த வேலன்ஸ் இலத்திரன் எண் 17) -- இரண்டும் "ஒற்றை-இலத்திரன் மூலக்கூறுகள்" (odd-electron/free-radical மூலக்கூறுகள்), எனவே அயஸ்காந்தத்தன்மையுடையவை (paramagnetic).
குளிர்ச்சியாக்கப்படும்போது: இவ்வொட்சைட்டுகள் சோடியிலா இலத்திரன்களை சோடியாக்கிக்கொண்டு இருமூலக்கூறாக்கம் (dimerisation) அடைகின்றன -- இதனால் மேலும் நிலைப்புத்தன்மையுடைய, அயஸ்காந்தமற்ற (diamagnetic) இருமூலக்கூறு உருவாகின்றது: 2NO₂(g,கபில)⇌N₂O₄(g,நிறமற்ற) (குளிர்ச்சியாக்கும்போது சமநிலை வலமாக நகர்ந்து கபில நிறம் மறைந்து நிறமற்ற N₂O₄ அதிகரிக்கின்றது -- வெப்பமிக்குறை தாக்கம்).
2010/ess/08(b) 3d-தொகுதியில் உள்ள மூலகம் M ஆனது சூத்திரம் 2MXO₃.M(OH)₂ ஐ உடைய ஒரு சேர்வை A ஐ உண்டாக்குகின்றது. இங்கு மூலகம் X ஆனது p-தொகுதிக்கு உரியது. சேர்வை A ஆனது செறிந்த HCl உடன் தாக்கம்புரிந்து நிறமற்ற மணமற்ற ஒரு வாயு B ஐயும் ஒரு மஞ்சள் நிற கரைசல் C ஐயும் தருகின்றது. A ஆனது ஐதான HCl உடன் தாக்கம்புரியும்போது அது (நிறமற்ற, மணமற்ற) வாயு B ஐயும் M இன் இரு சிக்கலயன்களைக் கொண்ட ஒரு பச்சை நிற கரைசல் D ஐயும் தருகின்றது. கரைசல் D ஆனது நீருடன் ஐதாக்கப்படும்போது ஒரு மென்நீல நிறக் கரைசல் E உண்டாகின்றது. NH₄OH இன் ஒரு சிறிய அளவை E யிற்குச் சேர்க்கும்போது ஒரு நீலநிறமுள்ள ஜெலற்றின் போன்ற வீழ்படிவு F உண்டாகின்றது. மேலதிக NH₄OH இல் F கரைந்து ஒரு கருநீல நிறக் கரைசல் G ஐத் தருகின்றது. மிகையான KI உடன் கரைசல் E யைத் தொழிற்பட விடப்படும்போது விளைவுகளாக வீழ்படிவு MI உம் அயடீன் மாத்திரமும் உண்டாகின்றன.
(i) M, X ஆகிய மூலகங்களை இனங்காண்க. (ii) M இன் இலத்திரன் நிலையமைப்பைத் தருக. (iii) M இன் பொது ஒட்சியேற்ற எண்களைத் தருக. (iv) C, D, E, G கரைசல்களின் நிறங்களுக்கு ஏதுவான அயனினங்களின் சூத்திரங்களை எழுதி, அவற்றின் IUPAC பெயர்களைத் தருக. (v) வாயு B ஐயும் வீழ்படிவு F ஐயும் இனங்காண்க. (vi) கரைசல் E மிகையான KI உடன் புரிந்து தாக்கத்திற்காக சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக. (vii) வழங்கப்பட்டுள்ள A இன் ஒரு மாதிரியில் உள்ள M இன் திணிவுச் சதவீதத்தை KI உடன் E யின் தாக்கத்தைப் பயன்படுத்திப் பரிசோதனை முறையாகத் துணியும் விதத்தைக் காட்டும் படிமுறைகளைக் குறிப்பிடுக. உமது பரிசோதனைமுறைத் தரவுகளைக்கொண்டு M இன் திணிவுச் சதவீதம் கணிக்கப்படும் விதத்தைக் குறிப்பிடுக. (viii) வெப்பமான செறிந்த H₂SO₄ உடன் தனித்தனியாக M உம் X உம் புரியும் தாக்கங்களுக்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக. (ix) எளிதாக ஒட்சியேற்றப்படத்தக்க சில சேர்வைகளுடன் மூல நிலைமையின் கீழ் M இன் பொது உப்புகளை வெப்பமாக்கும்போது M₂O படிவு வீழ்த்தப்படுகின்றது. இச்செயன் முறைக்கான சமன்படுத்திய ஓர் அரைத் தாக்கத்தை எழுதி, இத்தாக்கத்தின் ஒரு முக்கிய பயன்பாட்டைத் தருக. (x) M இன் இரு முக்கிய வர்த்தகப் பயன்பாடுகளைத் தருக.
(i) M = Cu (செம்பு). X = C (கரி). A = 2CuCO₃.Cu(OH)₂ (அசூரைட்டு).
(ii) Cu இன் இலத்திரன் நிலையமைப்பு: [Ar]3d¹⁰4s¹ (முழுமையான 3d உபகூட்டின் கூடுதல் நிலைப்புத்தன்மை காரணமாக 4s²3d⁹ இலிருந்து விலகல்).
(iii) Cu இன் பொது ஒட்சியேற்ற எண்கள்: +1 (Cu⁺) மற்றும் +2 (Cu²⁺).
(iv) நிறங்களுக்கு ஏதுவான அயனினங்கள்:
• C (மஞ்சள்): [CuCl₄]²⁻ -- டெற்றாகுளோரிடோகுப்ரேற்று(II) அயன்.
• D (பச்சை): [Cu(H₂O)₆]²⁺ (நீலம்) மற்றும் [CuCl₄]²⁻ (மஞ்சள்) இரண்டின் கலப்பு -- ஹெக்சாஅக்குவாகுப்பர்(II) அயன் + டெற்றாகுளோரிடோகுப்ரேற்று(II) அயன்.
• E (மென்நீலம்): [Cu(H₂O)₆]²⁺ -- ஹெக்சாஅக்குவாகுப்பர்(II) அயன்.
• G (கருநீலம்): [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ -- டெற்றாஅம்மீன்டையஅக்குவாகுப்பர்(II) அயன்.
(v) வாயு B = CO₂ (கரியமில வாயு). வீழ்படிவு F = Cu(OH)₂ (செம்பு(II) ஐதரொட்சைட்டு).
(vi) E+மிகையான KI: 2Cu²⁺(aq)+4I⁻(aq)→2CuI(s)↓+I₂(aq).
(vii) Cu²⁺ இன் திணிவுச் சதவீதத்தை அயடோமெற்றிக் நியமனத்தால் துணியும் முறை:
• A இன் அறியப்பட்ட திணிவை ஐதான அமிலத்தில் கரைத்து Cu²⁺ கரைசலாக்குக.
• இக்கரைசலுக்கு மிகையான KI சேர்க்க -- I₂ வெளிவிடப்படும் (Cu²⁺ உடன் 2:1 விகிதத்தில்): 2Cu²⁺+4I⁻→2CuI(s)↓+I₂.
• வெளிவந்த I₂ ஐ, ஸ்ரார்ச் சுட்டியுடன் (இறுதிக்கு அண்மையில் சேர்க்கப்படும்), அளவீடு செய்யப்பட்ட Na₂S₂O₃ கரைசலுடன் நியமனம் செய்க: I₂+2S₂O₃²⁻→2I⁻+S₄O₆²⁻ (இறுதிப்புள்ளி: நீலகருப்பு ஸ்ரார்ச்-அயடின் நிறம் மறைதல்).
• கணக்கீடு: நியமனத்திலிருந்து mol(S₂O₃²⁻) = கொள்ளளவு×செறிவு → mol(I₂) = mol(S₂O₃²⁻)/2 → mol(Cu²⁺) = 2×mol(I₂) → Cu இன் திணிவு = mol(Cu²⁺)×63.5 → Cu இன் திணிவுச் சதவீதம் = (Cu இன் திணிவு ÷ A இன் மாதிரித் திணிவு) × 100.
(viii) வெப்பமான செறிந்த H₂SO₄ உடன் தாக்கங்கள்:
• M(Cu): Cu(s)+2H₂SO₄(conc,hot)→CuSO₄(aq)+SO₂(g)↑+2H₂O(l).
• X(C): C(s)+2H₂SO₄(conc,hot)→CO₂(g)↑+2SO₂(g)↑+2H₂O(l).
(ix) இது Fehling's/Benedict's சோதனையின் அடிப்படைத் தாக்கத்திற்குப் பொருந்துகின்றது (எளிதில் ஒட்சியேற்றப்படும் ஆல்டிஹைட்டு/குறையும் சீனிகளுடன், கார ஊடகத்தில் Cu²⁺ ஆனது Cu₂O (M₂O, செங்கல்-சிவப்பு வீழ்படிவு) ஆகக் குறைக்கப்படுகின்றது). அரைத் தாக்கம் (ஒடுக்கம்): 2Cu²⁺(aq)+2OH⁻(aq)+2e⁻→Cu₂O(s)↓+H₂O(l). முக்கிய பயன்பாடு: சிறுநீரில்/உயிர்வேதியியலில் குறையும் சீனிகளை (எ.கா. குளுக்கோஸ்) கண்டறியும் மருத்துவப் பரிசோதனையாக (Benedict's test, நீரிழிவு சிறுநீர்ச் சோதனை).
(x) Cu இன் இரு முக்கிய வர்த்தகப் பயன்பாடுகள்: (1) மின்கம்பிகள்/மின்கடத்திகளாக (உயர் மின்கடத்துத்திறன் காரணமாக); (2) பித்தளை (brass, Cu+Zn) மற்றும் வெண்கலம் (bronze, Cu+Sn) போன்ற உலோகக் கலவைகள் தயாரிக்க.
2010/ess/09(a) நிறமற்ற நீர்க் கரைசல் P யில் மூன்று உலோக அயன்கள் அவற்றின் நைத்திரேற்றுகளாக அடங்கியுள்ளன. கரைசல் P உடன் செய்யப்பட்ட சோதனைகளும் அவற்றின் அவதானிப்புகளும் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.
(1) கரைசல் P யிற்கு மிகையான NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு உண்டாகியது (ஐதான NaOH இல் கரையத்தக்கது).
(2) சோதனை (1) இலிருந்து பெற்ற வடிதிரவம் ஐதான HCl உடன் அமிலமாக்கப்பட்டது -- ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு உண்டாகியது (ஐதான HNO₃ இல் கரையாதது).
(3) சோதனை (2) இலிருந்து பெற்ற வடிதிரவத்திற்கு NH₄OH துளிகளாகச் சேர்க்கப்பட்டது -- மேலதிக NH₄OH ஐச் சேர்க்கும்போது கரையும் வெள்ளை வீழ்படிவு உண்டாகியது.
(i) கரைசல் P யில் உள்ள உலோக அயன்களை இனங்காண்க. (ii) (1), (2), (3) ஆகிய சோதனைகளில் உண்டாகிய வெள்ளை வீழ்படிவுகளை இனங்காண்க. (iii) சோதனைகள் (1), (3) ஆகியவற்றில் பெறப்பட்ட வீழ்படிவுகள் கோபாற்று நைத்திரேற்று முன்னிலையில் கரிக்கட்டைச் சோதனைக்கு உட்படுத்தப்பட்டால் எதிர்பார்க்கப்படும் அவதானிப்புகளைத் தருக. (iv) சோதனை (1) இல் உண்டாகிய வெள்ளை வீழ்படிவு ஐதான NaOH உடன் காட்டும் தாக்கத்திற்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக.
(2) வடிதிரவத்திற்கு ஐதான HCl சேர்க்கும்போது வெள்ளை வீழ்படிவு, ஐதான HNO₃ இல் கரையாதது -- இது தொகுதி I கற்றயன் வீழ்படிவின் பிரசித்தமான அடையாளம் (AgCl, HNO₃ இலும் கரையாது) ⇒ Ag⁺.
(3) NH₄OH துளித்துளியாகச் சேர்க்கும்போது வெள்ளை வீழ்படிவு, மேலும் மிகையான NH₄OH இல் கரைவது -- Zn(OH)₂ இற்கான தனித்துவமான அடையாளம் (வெள்ளை நிறம், [Zn(NH₃)₄]²⁺ நிறமற்ற சிக்கல் அயன் ஆக மீள்கரைதல் -- நீல Cu(OH)₂ அன்று) ⇒ Zn²⁺.
(i) கரைசல் P யில் உள்ள உலோக அயன்கள்: Al³⁺, Ag⁺, Zn²⁺ (நைத்திரேற்றுகளாக: Al(NO₃)₃, AgNO₃, Zn(NO₃)₂).
(ii) வெள்ளை வீழ்படிவுகள்: (1) = Al(OH)₃ (அலுமினியம் ஐதரொட்சைட்டு); (2) = AgCl (வெள்ளி குளோரைட்டு); (3) = Zn(OH)₂ (துத்தநாக ஐதரொட்சைட்டு).
(iii) கோபாற்று நைத்திரேற்று (Co(NO₃)₂) முன்னிலையில் கரிக்கட்டைச் சோதனை (பிரசித்தமான, வழக்கமான தரமான பகுப்பாய்வுச் சோதனை):
• சோதனை (1) இன் வீழ்படிவு (Al(OH)₃) -- நீல நிற ("தெனார்ட் நீலம்", Thenard's blue, CoAl₂O₄) நிறமுள்ள மீதி உருவாகும்.
• சோதனை (3) இன் வீழ்படிவு (Zn(OH)₂) -- பச்சை நிற ("ரின்மன் பச்சை", Rinman's green, CoZnO₂) நிறமுள்ள மீதி உருவாகும்.
(iv) Al(OH)₃+ஐதான NaOH: Al(OH)₃(s)+OH⁻(aq)→[Al(OH)₄]⁻(aq) (அலுமினேற்று அயன் உருவாக்கம், ஈரியல்பு தாக்கம்).
2010/ess/09(b) ஒரு நீர்க் கரைசல் Q வின் இரு அயனன்கள் அவற்றின் சோடிய உப்புகளாக அடங்கியுள்ளன. கரைசல் Q உடன் செய்யப்பட்ட சோதனைகளும் அவற்றின் அவதானிப்புகளும் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.
(4) கரைசல் Q இற்கு ஒரு BaCl₂ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு உண்டாகியது (ஐதான HNO₃ இல் கரையத்தக்கது).
(5) கரைசல் Q இற்கு அமிலமாக்கிய KMnO₄ சேர்க்கப்பட்டது -- KMnO₄ கரைசல் நிறநீக்கப்பட்டது.
(6) சோதனை (5) ஐச் செய்த பின்னர் பெற்ற கரைசலிற்கு ஒரு BaCl₂ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு உண்டாகியது (ஐதான HNO₃ இல் கரையாதது).
(7.1) கரைசல் Q இற்கு Pb(NO₃)₂ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு உண்டாகியது.
(7.2) வெள்ளை வீழ்படிவு உள்ள கரைசல் கொதிக்க வைக்கப்பட்டது -- வீழ்படிவின் ஒரு பகுதி கரைந்தது.
(7.3) வெப்பமாக இருக்கும்போது (7.2) இலிருந்து பெற்ற கலவை வடிகட்டப்பட்டது; வடிதிரவம் ஆறும்போது ஊசிகளின் வடிவத்தில் உள்ள ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு உண்டாகியது.
(i) கரைசல் Q இல் உள்ள இரு அயனன்களை இனங்காண்க. (ii) (4), (6) ஆகிய சோதனைகளில் உண்டாகிய வெள்ளை வீழ்படிவுகளை இனங்காண்க. (iii) சோதனை (7.3) இல் ஊசிகளின் வடிவத்தில் உண்டாகிய வெள்ளை வீழ்படிவை இனங்காண்க. (iv) சோதனை (5) இல் உள்ள தாக்கத்திற்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக.
(5) அமிலமாக்கிய KMnO₄ நிறநீக்கப்படுதல் -- SO₃²⁻ ஒரு ஒடுக்கியாகச் செயற்பட்டு Mn₄⁺ ஐ Mn²⁺ ஆக ஒடுக்கி, SO₃²⁻ தானே SO₄²⁻ ஆக ஒட்சியேற்றப்படுவதை உறுதிப்படுத்துகின்றது.
(6) (5) இற்குப் பின் பெறப்பட்ட (SO₄²⁻ ஆக ஒட்சியேற்றப்பட்ட) கரைசலுடன் BaCl₂ -- வெள்ளை வீழ்படிவு, இம்முறை ஐதான HNO₃ இல் கரையாதது -- இது BaSO₄ (SO₃²⁻ இலிருந்து புதிதாக உருவான SO₄²⁻) இற்குப் பொருந்துகின்றது -- (4) உம் (6) உம் இணைந்து SO₃²⁻→SO₄²⁻ ஒட்சியேற்றத்தை நேரடியாக உறுதிப்படுத்துகின்றன.
(7) Pb(NO₃)₂ உடன் வெள்ளை வீழ்படிவு, வெப்பமாக்கும்போது ஒரு பகுதி கரைதல், ஆறும்போது ஊசி வடிவில் மீளத் திண்மமாதல் -- இது PbCl₂ இற்கான பிரசித்தமான, தனித்துவமான பண்பு (குளிர்ந்த நீரில் குறைந்த கரைதிறன், சூடான நீரில் அதிகரித்த கரைதிறன், ஆறும்போது ஊசி வடிவ படிகங்களாக மீள்படிகமாதல்) ⇒ Cl⁻ இரண்டாம் அயனனாக இருப்பதை உறுதிப்படுத்துகின்றது (சோதனை (7.1) இலுள்ள வீழ்படிவு உண்மையில் PbCl₂+PbSO₃ இரண்டின் கலவை; வெப்பமாக்கும்போது கரையும் பகுதி = PbCl₂, கரையாத பகுதி = PbSO₃).
(i) கரைசல் Q இல் உள்ள இரு அயனன்கள்: SO₃²⁻ (சல்பைற்று) மற்றும் Cl⁻ (குளோரைட்டு) (சோடிய உப்புகளாக: Na₂SO₃, NaCl).
(ii) வெள்ளை வீழ்படிவுகள்: (4) = BaSO₃ (பேரியம் சல்பைற்று); (6) = BaSO₄ (பேரியம் சல்பேற்று).
(iii) ஊசி வடிவ வெள்ளை வீழ்படிவு (7.3) = PbCl₂ (ஈயம்(II) குளோரைட்டு).
(iv) (5) இலுள்ள தாக்கம்: 2MnO₄⁻(aq)+5SO₃²⁻(aq)+6H⁺(aq)→2Mn²⁺(aq)+5SO₄²⁻(aq)+3H₂O(l).
2011new/ess/08(a) A, B என்பன நீரில் கரையத்தக்க இரு பளிங்குருச் சேர்வைகளாகும். A, B ஆகியவற்றின் நீர்க்கரைசல்கள் ஒன்றாகக் கலக்கப்படும்போது ஒரு கரையாத சேர்வை C யும் நீரில் கரையத்தக்க ஒரு சேர்வை D யும் உண்டாகின்றன.
(1) A வெப்பமாக்கப்பட்டது -- ஒரு செங்கபில நிற வாயு வெளிவந்தது.
(2) A யின் நீர்க் கரைசலுக்கு Al தூளும் NaOH உம் சேர்க்கப்பட்டு கலவை இளஞ்சூடாக்கப்பட்டு, வெளிவரும் வாயு ஈரப் பாசிச்சாயத்துடன் சோதிக்கப்பட்டது -- செம்பாசிச்சாயம் நீல நிறமாக மாறியது.
(3) A யின் நீர்க் கரைசலினுள்ளே H₂S அனுப்பப்பட்டது -- ஒரு கருமை நிற வீழ்படிவு உண்டாகியது.
(4) A யின் நீர்க் கரைசலுடன் ஐதான HCl சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உண்டாகியது.
(5) சோதனை (4) இல் பெறப்பட்ட கலவை கொதிக்கச் செய்யப்பட்டது -- வீழ்படிவு கரைந்து தெளிவான கரைசல் கிடைத்தது.
(6) சோதனை (5) இல் உண்டாகிய வெப்பமான கரைசல் குளிர்ச்சியடைய விடப்பட்டது -- வெண்ணிற ஊசிகள் படிவு வீழ்த்தப்பட்டன.
(7) B யின் நீர்க் கரைசலுடன் BaCl₂ சேர்க்கப்பட்டது -- ஐதான HCl இலும் ஐதான HNO₃ இலும் கரையாத வெண்வீழ்படிவு உண்டாகியது.
(8) மேலே (7) இலிருந்து பெற்ற வடிதிரவம் இரு பகுதிகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுப் பின்வருமாறு சோதிக்கப்பட்டது: I. NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது -- ஓர் அழுக்கான பச்சை நிற வீழ்படிவு உண்டாகிறது. II. சிறிய அளவும் செறிந்த HNO₃ உம் அதனைத் தொடர்ந்து KSCN உம் சேர்க்கப்பட்டன -- கரைசல் குருதிச் செந்நிறமாக மாறியது.
(i) மேலே குறித்த அவதானிப்புகளை விளக்கி A, B ஆகிய இரு சேர்வைகளையும் இனங்காண்க. (ii) மேலே (1), (2), (3), (4) ஆகியவற்றில் நடைபெறும் தாக்கங்களுக்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக. (iii) சேர்வை C ஐ இனங்காண்க. (iv) சேர்வை A யில் உள்ள கற்றயனையும் அயனனையும் இனங்காண்பதற்கு இவ்வினாவில் தரப்பட்டுள்ள சோதனைகள் தவிர, ஒவ்வொன்றுக்கும் ஒவ்வொரு இரசாயனச் சோதனையைத் தருக.
B இனங்காணல்: (7) BaCl₂ உடன் HCl/HNO₃ இரண்டிலும் கரையாத வெள்ளை வீழ்படிவு (BaSO₄) ⇒ SO₄²⁻ இருப்பதை உறுதிசெய்கின்றது; (8.I) NH₄OH உடன் "அழுக்கான பச்சை" வீழ்படிவு (Fe(OH)₂ இற்கான உண்மையான பண்பு விவரிப்பு -- Fe²⁺ காற்றால் ஓரளவு ஒட்சியேற்றப்படுவதால் தூய பச்சையாக இராமல் "அழுக்கான" தோற்றமுடையது); (8.II) செறிந்த HNO₃ (Fe²⁺ ஐ Fe³⁺ ஆக ஒட்சியேற்றுவதற்கு) தொடர்ந்து KSCN சேர்க்கும்போது குருதிச்செந்நிறம் (2008/ess/08(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Fe³⁺/KSCN சோதனை) ⇒ Fe²⁺ இருப்பதை உறுதிசெய்கின்றது.
(i) A = Pb(NO₃)₂ (ஈயம்(II) நைத்திரேற்று). B = FeSO₄ (இரும்பு(II) சல்பேற்று). A, B கரைசல்கள் கலக்கும்போது: Pb(NO₃)₂(aq)+FeSO₄(aq)→PbSO₄(s)↓+Fe(NO₃)₂(aq) (C=PbSO₄ கரையாதது, D=Fe(NO₃)₂ கரையக்கூடியது).
(ii) சமன்பாடுகள்:
• (1) 2Pb(NO₃)₂(s)→2PbO(s)+4NO₂(g)↑+O₂(g)↑
• (2) 3NO₃⁻(aq)+8Al(s)+5OH⁻(aq)+18H₂O(l)→3NH₃(g)↑+8[Al(OH)₄]⁻(aq)
• (3) Pb²⁺(aq)+H₂S(g)→PbS(s)↓+2H⁺(aq)
• (4) Pb²⁺(aq)+2Cl⁻(aq)→PbCl₂(s)↓
(iii) சேர்வை C = PbSO₄ (ஈயம்(II) சல்பேற்று).
(iv) A யிலுள்ள கற்றயனுக்கும் அயனனுக்கும், தரப்பட்ட சோதனைகள் தவிர்ந்த வேறு சோதனைகள்:
• Pb²⁺ இற்கு: K₂CrO₄ (பொட்டசியம் குரோமேற்று) கரைசலைச் சேர்க்க -- பிரகாசமான மஞ்சள் நிற PbCrO₄ ("chrome yellow") வீழ்படிவு உருவாகும்: Pb²⁺(aq)+CrO₄²⁻(aq)→PbCrO₄(s)↓.
• NO₃⁻ இற்கு: பிரசித்தமான பழுப்பு வளையச் சோதனை (brown ring test) -- நைத்திரேற்றுக் கரைசலுக்குப் புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட FeSO₄ கரைசலைச் சேர்த்து, தொடர்ந்து செறிந்த H₂SO₄ ஐ சோதனைக் குழாயின் ஓரத்தால் மெதுவாக ஊற்ற, இரு அடுக்குகளுக்கும் இடையே ஒரு பழுப்பு வளையம் உருவாகும்.
2011old/ess/09 A, B என்பன நீரில் கரையத்தக்க இரு பளிங்குருச் சேர்வைகளாகும். A, B ஆகியவற்றின் நீர்க் கரைசல்கள் ஒருமிக்கக் கலக்கப்படும்போது ஒரு கரையாத சேர்வை C யும் நீரில் கரையத்தக்க சேர்வை D யும் உண்டாகின்றன.
(1)-(5) A வெப்பமாக்கப்பட்டது (செங்கபில வாயு); Al+NaOH+இளஞ்சூடு (செம்பாசிச்சாயம் நீலமாகியது); H₂S (கருமை வீழ்படிவு); ஐதான HCl (வெண்வீழ்படிவு); கொதிக்கவைத்தல் (வீழ்படிவு கரைந்து தெளிவானது).
(6) சோதனை (5) இன் வெப்பமான கரைசல் இரு பகுதிகளாகப் பிரிக்கப்பட்டது: i. குளிர்ச்சியடைய விடப்பட்டது -- வெண்ணிற ஊசிகள் படிவு வீழ்த்தப்பட்டன. ii. KI சேர்க்கப்பட்டு குளிர்ச்சியடைய விடப்பட்டது -- ஒரு பொன் மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு உண்டாகியது.
(7) B யின் நீர்க் கரைசலுடன் BaCl₂ சேர்க்கப்பட்டது -- ஐதான HCl இலும் ஐதான HNO₃ இலும் கரையாத வெண் வீழ்படிவு.
(8) மேலே (7) இலிருந்து பெற்ற வடிதிரவம் இரு பகுதிகளாகப் பிரிக்கப்பட்டு: I. K₃Fe(CN)₆ சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு கடும் நீல நிற வீழ்படிவு உண்டாகியது. II. செறிந்த HNO₃ இன் சிறிய அளவும் தொடர்ந்து NH₄OH உம் சேர்க்கப்பட்டன -- ஒரு கபில நிற வீழ்படிவு உண்டாகிறது.
(i) மேற்குறித்த அவதானிப்புகளை விளக்கி A, B ஆகிய இரு சேர்வைகளையும் இனங்காண்க. (ii) மேலே (3), (4), (6.ii) ஆகியவற்றில் நடைபெறும் தாக்கங்களுக்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக. (iii) சேர்வை C ஐ இனங்காண்க. இச் சேர்வையைக் கரைக்கும் ஒரு சோதனைப் பொருளைக் குறிப்பிடுக. (iv) சேர்வை A யில் உள்ள கற்றயனையும் அயனனையும் இனங்காண்பதற்கு இவ்வினாவில் தரப்பட்டுள்ள சோதனைகள் தவிர, ஒவ்வொன்றுக்கும் ஒவ்வொரு இரசாயனச் சோதனையைத் தருக.
(i) A = Pb(NO₃)₂ (ஈயம்(II) நைத்திரேற்று). B = FeSO₄ (இரும்பு(II) சல்பேற்று).
(ii) சமன்பாடுகள்:
• (3) Pb²⁺(aq)+H₂S(g)→PbS(s)↓+2H⁺(aq)
• (4) Pb²⁺(aq)+2Cl⁻(aq)→PbCl₂(s)↓
• (6.ii) Pb²⁺(aq)+2I⁻(aq)→PbI₂(s)↓ (பொன் மஞ்சள்).
(iii) சேர்வை C = PbSO₄ (ஈயம்(II) சல்பேற்று, Pb(NO₃)₂+FeSO₄→PbSO₄↓+Fe(NO₃)₂ தாக்கத்திலிருந்து). PbSO₄ ஐக் கரைக்கும் சோதனைப் பொருள்: செறிந்த அம்மோனியம் அசெற்றேற்று (CH₃COONH₄) கரைசல் -- இது PbSO₄ ஐக் கரைத்து கரையக்கூடிய ஈயம் அசெற்றேற்று சிக்கல் சேர்வையாக்குகின்றது (BaSO₄/SrSO₄ போன்றவற்றிலிருந்து PbSO₄ ஐ வேறுபடுத்தும் தரமான பகுப்பாய்வு நுட்பம்).
(iv) A யிலுள்ள கற்றயனுக்கும் அயனனுக்கும், தரப்பட்ட சோதனைகள் தவிர்ந்த வேறு சோதனைகள்:
• Pb²⁺ இற்கு: K₂CrO₄ சேர்க்க -- பிரகாசமான மஞ்சள் நிற PbCrO₄ வீழ்படிவு: Pb²⁺(aq)+CrO₄²⁻(aq)→PbCrO₄(s)↓.
• NO₃⁻ இற்கு: பழுப்பு வளையச் சோதனை (brown ring test) -- புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட FeSO₄ சேர்த்து, தொடர்ந்து செறிந்த H₂SO₄ ஐ மெதுவாக ஊற்ற, ஒரு பழுப்பு வளையம் உருவாகும்.
2011old/ess/08(a) கீழே தரப்பட்டுள்ள வினாக்கள் (i)-(iv) கந்தகத்தையும் அதன் சேர்வைகளையும் அடிப்படையாகக் கொண்டவை.
(i) அறைவெப்பநிலையில் கந்தகத்தின் மிகவும் உறுதியான படிதிருப்பமுளியின் பெயரைத் தந்து, அதன் கட்டமைப்பை விபரி. (ii) கந்தகத்தின் முதன்மை ஒட்சியேற்ற நிலைகளைக் குறிக்க. ஒவ்வொரு நிலைக்கும் ஓர் உதாரணத்தைத் தருக. (iii) கந்தகம் ஒட்சியேற்றும் கருவியாகவும் தாழ்த்தும் கருவியாகவும் செயற்படலாம். இந்நடத்தையைக் காட்டுவதற்கு ஒவ்வொரு வகைக்கும் ஒவ்வொரு சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக. (iv) சல்பூரிக் அமிலம் கைத்தொழில் ரீதியில் தயாரிக்கப்படும் "தொடர்பு முறை"யில் கந்தகம் தொடக்கப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது. (I) மேற்குறித்த செயன்முறையுடன் தொடர்பான நான்கு படிமுறைகளினதும் தாக்கங்களுக்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை அவை நடைபெறும் வரிசையில் தருக, தேவையான போதெல்லாம் நிபந்தனைகளைக் காட்டுக. (II) ஈரலிப்பு இருக்கும்போது, I இலே முதற் படிமுறையில் பெற்ற விளைபொருள் H₂S உடன் எங்ஙனம் தாக்கம் புரிகின்றது என்பதைக் காட்டுவதற்குச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக. (III) வெப்பமான செறிந்த H₂SO₄ உடன் தனித்தனியாகத் தாக்கம்புரியும்போது மேலே I இன் முதற் படிமுறையில் உள்ள விளைபொருளைத் தருகின்ற ஓர் உலோகத்தையும் ஓர் அல்லுலோகத்தையும் பெயரிடுக. (IV) நான்கு வெவ்வேறு பதார்த்தங்களுடன் செறிந்த H₂SO₄ இன் சில துளிகள் சேர்க்கப்படும்போது பெற்ற நான்கு அவதானிப்புகள்: மரச் சிம்புகள் -- கருமை நிறமாக மாறுகின்றது; CuSO₄.5H₂O -- வெண்ணிறமாக மாறுகின்றது; திண்ம KBr -- செம்மஞ்சள்-கபில நிறமாக மாறுகின்றது; சுண்ணாம்புக் கல் -- வாயு வெளிவருகின்றது. ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திலும் செறிந்த H₂SO₄ இன் எந்தச் சிறப்பியல்பு வெளிக்காட்டப்படுகின்றது?
(ii) கந்தகத்தின் முதன்மை ஒட்சியேற்ற நிலைகள் (உதாரணங்களுடன்): -2 (H₂S); 0 (S₈, தனிமூலகம்); +4 (SO₂); +6 (SO₃/H₂SO₄).
(iii) ஒட்சியேற்றும் கருவியாக (S ஒடுக்கப்படுகின்றது, 0→-2): Fe(s)+S(s)→FeS(s). தாழ்த்தும் கருவியாக (S ஒட்சியேற்றப்படுகின்றது, 0→+4): S(s)+O₂(g)→SO₂(g).
(iv)(I) தொடர்பு முறையின் நான்கு படிமுறைகள் (வரிசையில்):
• படிமுறை 1 (கந்தகம் எரித்தல்): S(s)+O₂(g)→SO₂(g).
• படிமுறை 2 (வினையூக்கி ஒட்சியேற்றம், V₂O₅ வினையூக்கி, ≈450°C, ≈1-2 atm): 2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g).
• படிமுறை 3 (SO₃ ஐ செறிந்த H₂SO₄ இல் உறிஞ்சுதல் -- நேரடியாக நீரில் இல்லை, வன்முறையான தாக்கத்தையும் மூடுபனியையும் தவிர்க்க): SO₃(g)+H₂SO₄(l)→H₂S₂O₄(l) (ஓலியம், "புகைவிடும் சல்பூரிக் அமிலம்").
• படிமுறை 4 (ஓலியத்தை நீரால் நீர்த்தாக்குதல்): H₂S₂O₄(l)+H₂O(l)→2H₂SO₄(l).
(iv)(II) ஈரலிப்பு இருக்கும்போது படிமுறை 1 இன் விளைபொருள் (SO₂) H₂S உடன்: 2H₂S(g)+SO₂(g)→3S(s)↓+2H₂O(l) (2008/ess/08(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட H₂S/SO₂ ஒப்பீட்டு-விகிதவகைத் தாக்கம்).
(iv)(III) வெப்பமான செறிந்த H₂SO₄ உடன் தாக்கும்போது SO₂ ஐத் தரும் ஓர் உலோகமும் ஓர் அல்லுலோகமும் (2010/ess/08(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட தாக்கங்கள்): உலோகம் = Cu (செம்பு) [Cu+2H₂SO₄(conc,hot)→CuSO₄+SO₂+2H₂O]; அல்லுலோகம் = C (கரி) [C+2H₂SO₄(conc,hot)→CO₂+2SO₂+2H₂O].
(iv)(IV) ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திலும் வெளிக்காட்டப்படும் செறிந்த H₂SO₄ இன் சிறப்பியல்பு:
• மரச் சிம்புகள் (கருமை): நீரகற்றும் (dehydrating) பண்பு -- கருஏடு (cellulose) விலிருந்து H, O ஐ 2:1 விகிதத்தில் நீராக அகற்றி கரியை (charring) மிச்சப்படுத்துகின்றது.
• CuSO₄.5H₂O (வெண்மை): நீரகற்றும் பண்பு -- படிக நீரை அகற்றி நீல CuSO₄.5H₂O ஐ வெண்மையான நீரிலா CuSO₄ ஆக்குகின்றது.
• திண்ம KBr (செம்மஞ்சள்-கபிலம்): ஒட்சியேற்றும் பண்பு -- Br⁻ ஐ Br₂ ஆக ஒட்சியேற்றுகின்றது: 2KBr(s)+2H₂SO₄(conc)→K₂SO₄(aq)+SO₂(g)↑+Br₂(l)+2H₂O(l).
• சுண்ணாம்புக் கல் (வாயு வெளிவருதல்): வலிமையான, பறக்காத அமிலத் தன்மை -- CaCO₃ இலிருந்து பலவீனமான, எளிதில் பறக்கும் கரியமில அமிலத்தை இடம்பெயர்த்துகின்றது: CaCO₃(s)+H₂SO₄(conc)→CaSO₄(s)+H₂O(l)+CO₂(g)↑.
2011old/ess/08(a)(v)-(vii) (கந்தகம் தொடர்ச்சி) (v) கந்தகம் SF₄ ஐ உண்டாக்குகின்றது. ஆனால் ஒட்சிசன் OF₄ ஐ உண்டாக்குவதில்லை. இந்த அவதானிப்பை விளக்குக. (vi) ஐதரசன் சல்பைட்டின் (H₂S) அமில இயல்பைக் காட்டும் ஓர் இரசாயனத் தாக்கத்தைக் குறிப்பிடுக. ஆய்வுகூடத்தில் ஓர் இரசாயனச் சோதனையினால் இவ்வாயுவை எங்ஙனம் இனங்காண்பீர்? (vii) H₂SO₄ இன் உற்பத்தியைத் தவிர மூலகக் கந்தகத்தின் இரு பயன்களைத் தருக.
(vi) H₂S இன் அமிலத்தன்மையைக் காட்டும் தாக்கம் (காரத்துடன்): H₂S(aq)+2NaOH(aq)→Na₂S(aq)+2H₂O(l). ஆய்வுகூட இனங்காணல் சோதனை: ஈரமாக்கப்பட்ட ஈயம்(II) அசெற்றேற்று (lead acetate) தாளினூடாக H₂S ஐ செலுத்துக -- தாள் கறுப்பு நிறமாகும் (PbS உருவாதலால்): H₂S(g)+Pb(CH₃COO)₂(aq)→PbS(s)↓+2CH₃COOH(aq) (2008/ess/08(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட அதே சோதனை).
(vii) H₂SO₄ உற்பத்தியைத் தவிர மூலகக் கந்தகத்தின் இரு பயன்பாடுகள்: (1) ரப்பர் வல்கனைசிங் (vulcanisation of rubber) -- ரப்பர் பலிமேற்றன் சங்கிலிகளுக்கிடையே S குறுக்குப் பிணைப்புகளை உருவாக்கி, ரப்பரை இன்னும் உறுதியாகவும் மீள்திறனுடையதாகவும் ஆக்குகின்றது; (2) தீக்குச்சிகள்/வெடிமருந்து (gunpowder) தயாரிப்பில்.
2011old/ess/08(b)(iii)-(vi) iii. எல்லா "d தொகுதி மூலகங்கள் தாண்டல் மூலகங்களாகக் கருத முடியாது" -- Zn, Cu ஆகியவற்றை உதாரணங்களாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இதனை விளக்குக. iv. d தொகுதி மூலகங்கள் s தொகுதி மூலகங்களிலும் பார்க்க உயர்ந்த உருகுநிலைகளைக் கொண்டிருப்பதேன் என்பதை விளக்குக. v. ஒரு தனிச் சோதனைப் பொருளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் Fe³⁺(aq) இனதும் Cu²⁺(aq) இனதும் கலவையை எங்ஙனம் வேறுபடுத்துவீரெனக் காட்டுக. வேறுபடுத்திய பின்னர் உண்டாகும் பிரதான விளைபொருள்களின் சூத்திரங்களைத் தருக. vi. பின்வரும் ஒவ்வொன்றிற்கும் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக: I. H⁺ ஐச் சேர்க்கும்போது CrO₄²⁻ கரைசல் செம்மஞ்சளாக மாறுகின்றது. II. மூல ஊடகத்தில் MnO₄⁻ ஆனது H₂O₂ உடன் தாக்கம்புரிந்து ஒரு கருமைக் கபிலத் திண்மத்தைத் தருகின்றது. III. மூல ஊடகத்தில் Cr(OH)₄⁻ ஐக் கொண்டுள்ள கடும் பச்சை நிறக் கரைசலுக்கு H₂O₂ ஐச் சேர்க்கும்போது மஞ்சள் நிறமாக மாறுகின்றது. IV. CuS வீழ்படிவு வெப்பமான ஐதான HNO₃ இல் கரைந்து NO வாயு, ஒரு நீல நிறக் கரைசல், ஒரு மங்கலான மஞ்சள் வீழ்படிவு ஆகியவற்றைத் தருகின்றது.
iv. d தொகுதி மூலகங்களில் ns இலத்திரன்களுடன் (n-1)d இலத்திரன்களும் உலோகப் பிணைப்பில் ஈடுபடுகின்றன -- இது s தொகுதி மூலகங்களை விட (அவை ns இலத்திரன்களை மாத்திரம் பங்களிக்கும்) கூடுதலான, பலமான, விஸ்தரிக்கப்பட்ட "இலத்திரன்-கடல்" உலோகப் பிணைப்பைத் தருகின்றது -- இதனால் d தொகுதி மூலகங்கள் உயர்ந்த உருகுநிலைகளையும், அதிக அடர்த்தியையும், அதிக கடினத்தன்மையையும் கொண்டுள்ளன.
v. தனிச் சோதனைப் பொருள் = மிகையான NH₄OH (அம்மோனியா கரைசல்): Fe³⁺ உடன் சிவப்பு-கபில Fe(OH)₃ வீழ்படிவு உருவாகி, மிகையான NH₄OH இலும் கரையாது நிலைத்திருக்கும்; Cu²⁺ உடன் ஆரம்பத்தில் மென்நீல Cu(OH)₂ வீழ்படிவு உருவானாலும், மிகையான NH₄OH இல் கரைந்து கருநீல நிற [Cu(NH₃)₄]²⁺ சிக்கல் அயனாக மாறி கரைசலிலேயே தங்கும். இவ்வாறு Fe³⁺ வீழ்படிவாகவும், Cu²⁺ கரைசலிலுள்ள சிக்கல் அயனாகவும் தெளிவாக வேறுபடுத்தப்படுகின்றன. பிரதான விளைபொருள்களின் சூத்திரங்கள்: Fe(OH)₃(s) மற்றும் [Cu(NH₃)₄]²⁺(aq).
vi. சமன்பாடுகள்:
• I. (குரோமேற்று→டைகுரோமேற்று): 2CrO₄²⁻(aq)+2H⁺(aq)→Cr₂O₄²⁻(aq)+H₂O(l).
• II. (மூல ஊடகத்தில் MnO₄⁻+H₂O₂→MnO₂): 2MnO₄⁻(aq)+3H₂O₂(aq)→2MnO₂(s)↓+3O₂(g)↑+2H₂O(l)+2OH⁻(aq).
• III. (மூல ஊடகத்தில் Cr(OH)₄⁻+H₂O₂→CrO₄²⁻): 2Cr(OH)₄⁻(aq)+3H₂O₂(aq)+2OH⁻(aq)→2CrO₄²⁻(aq)+8H₂O(l).
• IV. (CuS+ஐதான HNO₃, வெப்பமான): 3CuS(s)+8HNO₃(dilute,hot)→3Cu(NO₃)₂(aq)+2NO(g)↑+3S(s)↓+4H₂O(l).
2011/New/old/str/01(a) உம்மிடம் பின்வரும் சேர்வைப் பட்டியல் தரப்பட்டுள்ளது: KIO₃, PCl₅, NaHCO₃, K₂MnO₄, BiCl₃, NH₃, Co(NO₃)₂, Al₂O₃, Na₂S₂O₃, Mg₃N₂.
மேற்குறித்த சேர்வைகளில் எது --
(i) ஈரியல்புகளைக் காட்டுகின்றது? (ii) MgSO₄ உடன் சேர்வையின் நீர்க்கரைசல் வெப்பமாக்கப்படும்போது வெண்ணிற வீழ்படிவைத் தருகின்றது? (iii) கனமானப் பகுப்பில் ஒரு முதல் நியமமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது? (iv) அமில ஊடகத்தில் இருவழிவிகாரம் அடைகின்றது? (v) ஐதான H₂SO₄ ஆனது சேர்வையின் நீர்க்கரைசலுடன் சேர்க்கப்படும்போது மங்கலான மஞ்சள் (pale yellow) வீழ்படிவைத் தருகின்றது? (vi) மிகையாக இருக்கும்போது குளோரீன் வாயுவுடன் தாக்கம்புரிந்து ஓர் தாக்கம்புரியாத நடுநிலை வாயுவைத் தருகின்றது? (vii) நீர்ப்பகுப்பிற்கு உட்பட்டு ஒரு நான்முகிக் கட்டமைப்பை உடைய ஓர் அமிலத்தைத் தருகின்றது? (viii) அது ஐதான HCl இல் கரைக்கப்பட்டுக் கரைசல் நீருடன் ஐதாக்கப்படும்போது வெண்ணிற வீழ்படிவைத் தருகின்றது? (ix) அதன் நீர்க்கரைசலுடன் செறிந்த HCl ஐச் சேர்க்கும்போது ஒரு நீலநிறக் கரைசலைத் தருகின்றது? (x) நீருடன் தாக்கம்புரிந்து மூல இயல்புகளை உடைய ஒரு வாயுவை விடுவிக்கின்றது?
• (i) Al₂O₃ -- ஈரியல்பு ஒட்சைட்டு (அமிலம், காரம் இரண்டுடனும் தாக்கும்: Al₂O₃+6H⁺→2Al³⁺+3H₂O; Al₂O₃+2OH⁻+3H₂O→2[Al(OH)₄]⁻).
• (ii) NaHCO₃ -- MgSO₄ உடன் வெப்பமாக்கும்போது: 2NaHCO₃+MgSO₄→MgCO₃(வெண்வீழ்படிவு)↓+Na₂SO₄+H₂O+CO₂ (வெப்பமாக்கும்போது பைகார்பனேற்று மேலும் பிரிகையடைந்து கார்பனேற்றாகி MgCO₃ ஆக வீழ்படிகின்றது).
• (iii) KIO₃ -- ஒரு பிரசித்தமான முதல் நியம பொருள் (primary standard) கனமான/அளவீட்டுப் பகுப்பாய்வில் (உயர் தூய்மை, நிலைப்புத்தன்மை, KI உடன் அமிலத்தில் தாக்கும்போது துல்லியமான, அறியப்பட்ட விகிதத்தில் I₂ வெளியிடுதல் காரணமாக).
• (iv) K₂MnO₄ -- அமில ஊடகத்தில் இருவழிவிகாரம் (disproportionation): 3MnO₄²⁻+4H⁺→2MnO₄⁻+MnO₂+2H₂O (Mn(VI) ஒரேநேரத்தில் Mn(VII) ஆகவும் Mn(IV) ஆகவும் மாறுகின்றது).
• (v) Na₂S₂O₃ -- ஐதான H₂SO₄ உடன்: Na₂S₂O₃+H₂SO₄→Na₂SO₄+S(s)↓(மங்கலான மஞ்சள்)+SO₂(g)↑+H₂O (2015/ess/08(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட தையோசல்பேற்று-அமிலத் தாக்கம்).
• (vi) NH₃ -- மிகையான Cl₂ உடன்: 2NH₃+3Cl₂→N₂(g,தாக்கமுறாத நடுநிலை வாயு)+6HCl.
• (vii) PCl₅ -- நீர்ப்பகுப்பு: PCl₅+4H₂O→H₃PO₄(நான்முகி)+5HCl.
• (viii) BiCl₃ -- ஐதான HCl இல் கரைத்து நீரால் ஐதாக்கும்போது: BiCl₃+H₂O→BiOCl(வெண்வீழ்படிவு)↓+2HCl (2018/str/01(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Bi³⁺ நீரகற்ற நடத்தை).
• (ix) Co(NO₃)₂ -- செறிந்த HCl உடன்: Co²⁺(aq)(இளஞ்சிவப்பு)+4Cl⁻⇌[CoCl₄]²⁻(நீலம்)+6H₂O.
• (x) Mg₃N₂ -- நீருடன்: Mg₃N₂+6H₂O→3Mg(OH)₂+2NH₃(g,மூல வாயு)↑ (2009/ess/09(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Mg₃N₂ தாக்கம்).
2012new/str/02(a) (i) மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தில் உள்ள மூலகங்களினால் உண்டாக்கப்படும் அதியுயர் ஒட்சியேற்ற நிலை உள்ள ஒட்சைட்டுகளின் சூத்திரங்களைத் தருக. பின்வரும் பட்டியலைப் பயன்படுத்தி அவற்றின் அமில இயல்பு/ஈரியல்பு/மூல இயல்பு பற்றி விமர்சிக்க: மிக வலிமையான அமிலம், வலிமையான அமிலம், மெல்லமிலம், மிக மெல்லமிலம், மென்மூலம், மூலம், வலிமையான மூலம், ஈரியல்பு, நடுநிலை. (ii) மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்திற்குக் குறுக்கே இடமிருந்து வலமாக மின்னெதிர்த்தன்மை, அணுவாரை, முதலாம் அயனாக்கச் சக்தி ஆகியன எங்ஙனம் மாறுகின்றனவெனக் குறிப்பிடுக. (iii) M ஐ உலோகமாகப் பயன்படுத்தி கூட்டம் II நைத்திரேற்றுகளின் வெப்பப் பிரிகையைக் காட்டுவதற்குப் பொதுத் தாக்கத்தைத் தருக. (iv) கூட்டம் II நைத்திரேற்றுகளை (< குறிப்பீட்டைப் பயன்படுத்தி) வெப்ப உறுதிப்பாடு அதிகரிக்கும் வரிசையில் ஒழுங்குபடுத்துக. அயன்களின் முனைவாக்கத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு உமது விடையை விளக்குக.
• Na₂O (Na, +1) -- வலிமையான மூலம்.
• MgO (Mg, +2) -- மூலம்.
• Al₂O₃ (Al, +3) -- ஈரியல்பு.
• SiO₂ (Si, +4) -- மிக மெல்லமிலம்.
• P₂O₅ (P, +5) -- வலிமையான அமிலம்.
• SO₃ (S, +6) -- மிக வலிமையான அமிலம்.
• Cl₂O₇ (Cl, +7) -- மிக வலிமையான அமிலம் (HClO₄ அறியப்பட்ட மிக வலிமையான அமிலங்களுள் ஒன்று).
பொதுவான போக்கு: இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும்போது (உலோகத்தன்மை குறைதல், மின்னெதிர்த்தன்மை அதிகரித்தல் காரணமாக) ஒட்சைட்டுகள் மூலத்தன்மையிலிருந்து ஈரியல்பு வழியாக அமிலத்தன்மைக்கு படிப்படியாக மாறுகின்றன.
(ii) மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்திற்குக் குறுக்கே (இடமிருந்து வலமாக): மின்னெதிர்த்தன்மை அதிகரிக்கின்றது; அணுவாரை குறைகின்றது (பயன்படு கருவேற்றம் அதிகரிப்பதால்); முதலாம் அயனாக்கச் சக்தி பொதுவாக அதிகரிக்கின்றது (Al, S இல் சிறு விதிவிலக்குகளுடன், துணை உபகூட்டு நிலைப்புத்தன்மை காரணமாக).
(iii) கூட்டம் II நைத்திரேற்றுகளின் பொதுவான வெப்பப் பிரிகை: 2M(NO₃)₂(s)→2MO(s)+4NO₂(g)↑+O₂(g)↑ (M=Mg, Ca, Sr, Ba போன்ற கூட்டம் II உலோகம்).
(iv) கூட்டம் II நைத்திரேற்றுகளின் வெப்ப உறுதிப்பாடு அதிகரிக்கும் வரிசை: Mg(NO₃)₂ < Ca(NO₃)₂ < Sr(NO₃)₂ < Ba(NO₃)₂. விளக்கம் (முனைவாக்கம் அடிப்படையில், Fajans விதிகள்): கூட்டம் II இல் கீழே செல்லும்போது கற்றயன் அளவு அதிகரிக்கின்றது, அதன் முனைவாக்கத் திறன் (charge density) குறைகின்றது -- சிறிய, அதிக முனைவாக்கத் திறனுடைய கற்றயன்கள் (Mg²⁺) நைத்திரேற்று அயனினுடைய இலத்திரன் மேகத்தை அதிகமாக சிதைத்து, N-O பிணைப்புகளை பலவீனப்படுத்தி, குறைந்த வெப்பநிலையிலேயே பிரிகையடையச் செய்கின்றன; பெரிய, குறைந்த முனைவாக்கத் திறனுடைய கற்றயன்கள் (Ba²⁺) குறைவாகச் சிதைத்து, அதிக வெப்ப உறுதிப்பாட்டைத் தருகின்றன.
2012new/str/02(b) பின்வரும் வினாக்கள் Mn எனும் தாண்டல் மூலகத்தையும் அதன் சேர்வைகளையும் அடிப்படையாகக் கொண்டவை.
(i) Mn இன் இலத்திரன் நிலையமைப்பைத் தருக. (ii) Mn இன் பொது ஒட்சியேற்ற நிலைகளைக் குறிப்பிடுக. (iii) பொது ஒட்சியேற்ற நிலைகளில் Mn இனால் உண்டாக்கப்படும் ஒட்சைட்டுகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக. இவ்வொட்சைட்டுகள் ஒவ்வொன்றும் அமிலமா, ஈரியல்புள்ளனவா, மூலமா எனக் குறிப்பிடுக. (iv) KMnO₄ இன் IUPAC பெயரைத் தருக. (v) 3d-தாண்டல் மூலகங்களுக்கிடையே Mn ஆனது மிகத் தாழ்ந்த உருகுநிலையையும் மிகத் தாழ்ந்த கொதிநிலையையும் உடையது. இது ஏன் என விளக்குக. (vi) Mn²⁺ இன் ஒரு நீர்க்கரைசலுடன் ஓர் ஐதான அமோனியாக் கரைசலைச் சேர்த்து வளிமண்டல அமுக்கத்திற்கு விடும்போது நீர் அவதானிக்க எதிர்பார்ப்பது யாது? (vii) செறி KOH ஐச் சேர்க்கும்போது ஒரு KMnO₄ கரைசல் பச்சை நிறமாக மாறுகின்றது. நீருடன் அல்லது அமிலத்துடன் பச்சைக் கரைசலை ஐதாக்கும்போது ஒரு செவ்வூதாக் கரைசலும் ஒரு கருங்கபில வீழ்படிவும் பெறப்படுகின்றன. இவ்வவதானிப்புகளை விளக்குவதற்குச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக. (viii) பின்வரும் ஒவ்வொன்றினதும் ஒரு முக்கிய பயன்பாட்டைத் தருக: 1) KMnO₄ (ஓர் ஒட்சியேற்றும் கருவியாகத் தவிர) 2) Mn உலோகம். (ix) KMnO₄ ஆனது அமில ஊடகத்திலும் மூல ஊடகத்திலும் ஓர் ஒட்சியேற்றும் கருவியாக எங்ஙனம் நடந்துகொள்கிறது என்பதைக் காட்டுவதற்கு அரைத் தாக்கங்களைத் தருக. (x) KMnO₄ ஐ ஓர் ஒட்சியேற்றும் கருவியாகப் பயன்படுத்தும்போது நீர் எதிர்பார்க்கத்தக்க இரு பிரச்சினைகளைக் குறிப்பிடுக.
(ii) Mn இன் பொது ஒட்சியேற்ற நிலைகள்: +2, +3, +4, +6, +7 (3d-தொடரிலுள்ள மிக அகன்ற ஒட்சியேற்ற நிலை வீச்சு).
(iii) Mn ஒட்சைட்டுகள் (அமில/மூல தன்மையுடன்): +2: MnO -- மூலம்; +3: Mn₂O₃ -- மூலம் (பலவீன ஈரியல்பு); +4: MnO₂ -- ஈரியல்பு; +6: MnO₃ -- அமிலம் (H₂MnO₄ இன் நீரகற்றியம்); +7: Mn₂O₇ -- வலிமையான அமிலம் (HMnO₄ இன் நீரகற்றியம்).
(iv) KMnO₄ இன் IUPAC பெயர்: பொட்டசியம் டெற்றாஒட்சிடோமங்கனேற்று(VII) (potassium tetraoxidomanganate(VII), பொதுவாக பொட்டசியம் பேமாங்கனேற்று எனப்படும்).
(v) Mn இன் [Ar]3d⁵4s² நிலையமைப்பில் 3d⁵ பாதிநிறை உபகூடு விசேட நிலைப்புத்தன்மையுடையது -- இதனால் Mn இன் d-இலத்திரன்கள் இக்கூட்டையடுத்த மூலகங்களை (Cr, Fe) விட உலோகப் பிணைப்பில் குறைவாகவே பங்கேற்கின்றன (குறைந்த d-இலத்திரன் பங்கேற்பு காரணமாக பலவீனமான உலோகப் பிணைப்பு) -- இதுவே Mn இன் அசாதாரணமாகத் தாழ்ந்த உருகு/கொதிநிலைகளுக்குக் காரணம்.
(vi) Mn²⁺+ஐதான NH₃: ஆரம்பத்தில் வெண்மை/வெளிர்-இளஞ்சிவப்பு Mn(OH)₂ வீழ்படிவு உண்டாகும். வளிமண்டலத்திற்குத் திறந்து வைக்கும்போது, காற்றின் O₂ ஆல் Mn(OH)₂ ஒட்சியேற்றப்பட்டு, வீழ்படிவு படிப்படியாக கபில நிறமாக மாறும் (Fe(OH)₂→Fe(OH)₃ தாக்கத்திற்கு ஒப்பான நடத்தை).
(vii) செறி KOH சேர்க்கும்போது (KMnO₄→K₂MnO₄ ஒடுக்கம்): 4MnO₄⁻+4OH⁻→4MnO₄²⁻+O₂(g)↑+2H₂O (பச்சை). நீருடன்/அமிலத்துடன் ஐதாக்கும்போது (இருவழிவிகாரம்): 3MnO₄²⁻+4H⁺→2MnO₄⁻(செவ்வூதா)+MnO₂(s,கருங்கபிலம்)↓+2H₂O (2011/New/old/str/01(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட K₂MnO₄ இருவழிவிகாரத் தாக்கம்).
(viii) 1) KMnO₄ (ஒட்சியேற்றும் கருவியாகத் தவிர): குடிநீரைச் சுத்திகரிக்கும் இரும்பு/மங்கனீசு அகற்றும் நீர்ச் சுத்திகரிப்புப் பொருளாக (அல்லது தோல்/பூஞ்சை நோய்த் தொற்றுக்களுக்கான மருத்துவ அன்டிசெப்டிக்காக). 2) Mn உலோகம்: எஃகு உற்பத்தியில் ஃபெரோமங்கனீசு உலோகக்கலவை ஆக (எஃகின் உறுதி, கடினத்தன்மை, தேய்மான எதிர்ப்பை மேம்படுத்த).
(ix) அரைத்தாக்கங்கள் (KMnO₄ ஒட்சியேற்றும் கருவியாக): அமில ஊடகத்தில்: MnO₄⁻+8H⁺+5e⁻→Mn²⁺+4H₂O. மூல/நடுநிலை ஊடகத்தில்: MnO₄⁻+2H₂O+3e⁻→MnO₂(s)↓+4OH⁻.
(x) KMnO₄ ஐ ஒட்சியேற்றும் கருவியாகப் பயன்படுத்தும்போது எதிர்பார்க்கத்தக்க இரு பிரச்சினைகள்: (1) KMnO₄ கரைசல் நீருடன் மெதுவாக (குறிப்பாக ஒளியில்) தாக்கமடைந்து சிதைவடைந்து கருங்கபில MnO₂ வீழ்படிவைத் தருகின்றது -- இது KMnO₄ கரைசலின் செறிவை நேரத்துடன் மாற்றி, அதனை நேரடி முதல் நியமமாகப் பயன்படுத்த முடியாதபடி செய்கின்றது (திரும்பத் திரும்ப தரப்படுத்தல் தேவை); (2) ஊடக pH இற்கேற்ப KMnO₄ வெவ்வேறு விளைபொருள்களைத் தருகின்றது (அமிலத்தில் Mn²⁺, மூலத்தில் MnO₂) -- இது ஒரே நிலையான குறைப்புப் பெறுமானமின்மையை உருவாக்கி, துல்லியமான நியமனத்திற்குக் கவனமான pH கட்டுப்பாட்டைத் தேவைப்படுத்துகின்றது (செறி HCl பயன்படுத்த முடியாது, ஏனெனில் அதுவும் ஒட்சியேற்றப்படும்).
2012new/ess/08(a) (i) ஒரு திண்மக் கலவை பின்வருவனவற்றில் இரண்டை மாத்திரம் கொண்டுள்ளது: Ba(NO₃)₂, Zn(NO₃)₂, AgNO₃, CaCO₃, NaOH. அவற்றை இனங்காண்பதற்குச் செய்யப்பட்ட சோதனைகள்: (1) கலவையுடன் நீர் சேர்க்கப்பட்டது -- கலவை கரைந்து தெளிவான கரைசலைத் தந்தது. (2) மேலே 1 இல் பெற்ற நீர்க்கரைசலின் ஒரு பகுதியுடன் பினோத்தலீனின் சில துளிகள் சேர்க்கப்பட்டன -- தெளிவான நிறமற்ற கரைசல் இளஞ்சிவப்பாக மாறியது. (3) மேலே 1 இல் பெற்ற நீர்க்கரைசலின் வேறொரு பகுதியுடன் ஐதான HCl படிப்படியாகச் சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உண்டாகியது; அமிலத்தை மேலும் சேர்க்கும்போது கரைந்தது. காரணங்கள் தந்து கலவையிலுள்ள இரு சேர்வைகளையும் இனங்காண்க.
(ii) கீழே வரிப்படத்தில் தரப்பட்டுள்ள A தொடக்கம் I வரையான சேர்வைகளின் சூத்திரங்களை எழுதுக: A(திண்மம், கறுப்பு)+ஐதான H₂SO₄→B(கரைசல்)+C(வாயு, நிறமற்றது). B+[1.செறிந்த HNO₃/வெப்பமாக்கல் 2.NH₄SCN]→கருஞ்சிவப்பு. C+அமிலம் D→இளம் மஞ்சள் வீழ்படிவு (சிலவேளைகளில் வெண் கலங்கல்). C+சிறிதளவில் காரமான F→கறுப்பு வீழ்படிவு→வெப்பச்செறிந்த HNO₃→கலங்கற் பச்சை/நீல கரைசல்→ஐதான NH₄OH→இளம் பச்சை/நீல வீழ்படிவு→செறிந்த NH₄OH→I(கருநீலம்). நீர் F+BaCl₂→வெள்ளை வீழ்படிவு (ஐதான HNO₃ இல் கரையாதது).
(ii) A(கறுப்பு திண்மம்)+ஐதான H₂SO₄→B(கரைசல்)+C(நிறமற்ற வாயு) -- B இனது HNO₃/NH₄SCN சோதனையில் கருஞ்சிவப்பு நிறம் ([FeSCN]²⁺ சிக்கல் அயன், 2008/ess/08(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது) Fe இருப்பதை உறுதிசெய்கின்றது ⇒ A = FeS (இரும்பு(II) சல்பைட்டு, கறுப்பு): FeS(s)+H₂SO₄(aq)→FeSO₄(aq)+H₂S(g)↑. எனவே B = FeSO₄, C = H₂S.
C(H₂S)+அமிலம் D→இளம் மஞ்சள் வீழ்படிவு (சிலவேளைகளில் வெண் கலங்கல் -- நுண்ணிய திணிவுள்ள S இன் தனித்துவ இயல்பு) -- 2011old/ess/08(a)/2008/ess/08(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட H₂S/SO₂ ஒப்பீட்டு-விகிதவகைத் தாக்கத்திற்குப் பொருந்துகின்றது ⇒ D = H₂SO₃ (கந்தகவமிலம், SO₂ இன் நீர்க்கரைசல்): 2H₂S(g)+H₂SO₃(aq)→3S(s)↓+3H₂O(l).
C(H₂S)+சிறிதளவில் காரமான F→கறுப்பு வீழ்படிவு→வெப்பச்செறிந்த HNO₃→கலங்கற் நிறக் கரைசல்→ஐதான NH₄OH→இளம் நிற வீழ்படிவு→செறிந்த NH₄OH→I(கருநீலம்) -- இச்சங்கிலி முழுவதும் Cu²⁺ இற்கான தனித்துவ பாடப்புத்தக அடையாளம் (2010/ess/08(b)/NEW76 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட CuS→Cu(NO₃)₂→Cu(OH)₂→[Cu(NH₃)₄]²⁺ சங்கிலிக்கு நேரடியாகப் பொருந்துகின்றது) -- நீர் F+BaCl₂→வெள்ளை HNO₃-கரையாத வீழ்படிவு F இல் SO₄²⁻ இருப்பதை உறுதிசெய்கின்றது ⇒ F = CuSO₄ (சிறிதளவு காரமாக்கப்பட்ட ஊடகத்தில் H₂S செலுத்தப்படுவது Cu²⁺ ஐ CuS ஆகத் தெரிவாக வீழ்படியச் செய்யும் தரமான பகுப்பாய்வு நுட்பம்): CuSO₄(aq)+H₂S(g)→CuS(s)↓(கறுப்பு)+H₂SO₄(aq); 3CuS(s)+8HNO₃(conc,hot)→3Cu(NO₃)₂(aq)+2NO(g)↑+3S(s)↓+4H₂O(l); Cu²⁺+2OH⁻→Cu(OH)₂(s)↓; Cu(OH)₂(s)+4NH₃(aq)→[Cu(NH₃)₄]²⁺(aq)+2OH⁻(aq) ⇒ I = [Cu(NH₃)₄]²⁺.
(குறிப்பு: மூலப் படத்தில் Cu²⁺ வீழ்படிவுகள் "பச்சை" எனத் தரப்பட்டுள்ளன, ஆனால் 2010/ess/08(b) இல் இதே தாக்கங்கள் "நீலம்" எனக் காணப்பட்டன -- இச்சிறு நிற வேறுபாடு மூலப் பிரதியின் விபரிப்பு நடையாக இருக்கலாம் (Cu(OH)₂/Cu²⁺ கரைசல்கள் சில நேரங்களில் தூய நீலமாகவோ, சிறிதளவு பச்சை கலந்த நீலமாகவோ விபரிக்கப்படலாம்); இரசாயன அடையாளம் (Cu) மாறாது.)
சுருக்கம்: A=FeS, B=FeSO₄, C=H₂S, D=H₂SO₃, F=CuSO₄, I=[Cu(NH₃)₄]²⁺.
2012new/str/02(b)(i) ஒரு 3d-தொகுதி மூலகம் M ஆனது ஓர் Mⁿ⁺ ஐ உண்டாக்குகின்றது. இவ்வயன் ஓர் ஐதான H₂SO₄ ஊடகத்தில் MnO₄⁻ இனால் MO₂⁺ அயனைத் தருமாறு ஒட்சியேற்றப்படலாம். ஒரு பரிசோதனையில் Mⁿ⁺ இன் 5.00×10⁻³ mol ஐ MO₂⁺ ஆக ஒட்சியேற்றுவதற்கு 0.100 mol dm⁻³ KMnO₄ இன் 30.0 cm³ தேவைப்பட்டது. இத்தரவுகளைப் பயன்படுத்தி n இன் பெறுமானத்தைக் கணிக்க.
MnO₄⁻ அரைத்தாக்கம் (Mn +7→+2, 5 இலத்திரன்கள் ஏற்கின்றன): MnO₄⁻+8H⁺+5e⁻→Mn²⁺+4H₂O.
MO₂⁺ இல் M இன் ஒட்சியேற்ற நிலை: O ஒவ்வொன்றும் -2 (×2=-4), மொத்த சார்ஜ் +1 ⇒ M = +1-(-4) = +5. எனவே Mⁿ⁺ இலிருந்து MO₂⁺ ஆக மாறும்போது M (5-n) இலத்திரன்களை இழக்கின்றது.
இலத்திரன் சமநிலை: mol(M⁾⁺)×(5-n) = mol(MnO₄⁻)×5
5.00×10⁻³×(5-n) = 3.00×10⁻³×5 = 1.50×10⁻²
(5-n) = 1.50×10⁻²/5.00×10⁻³ = 3
n = 5-3 = 2.
சரிபார்ப்பு (உண்மையான வேதியியலுடன்): n=2 உடன் M²⁺→MO₂⁺ (M இன் ஒட்சியேற்ற நிலை +2→+5) என்பது துல்லியமாக வனேடியம் (V) இற்குப் பொருந்துகின்றது -- V²⁺ (வனேடியம்(II)) MnO₄⁻ ஆல் ஒட்சியேற்றப்பட்டு VO₂⁺ (டையொட்சோவனேடியம்(V), "பெர்வனடைல்" அயன்) ஆகும் தாக்கம் ஓர் உண்மையான, பிரசித்தமான பகுப்பாய்வு வேதியியல் நியமனம் ஆகும். n = 2.
2012 Old/ess/08(a) கீழே (i) தொடக்கம் (x) வரையுள்ள வினாக்கள் பொசுபரசினதும் அதன் சேர்வைகளினதும் இரசாயனவியலை அடிப்படையாகக் கொண்டவை.
(i) வெண் பொசுபரசின் (பிணைப்புகள், தனி இலத்திரன் சோடிகள், பிணைப்புக் கோணங்கள் ஆகியவற்றைக் காட்டும்) பூரண கட்டமைப்பை வரைந்து, அது N₂ வாயுவிலும் பார்க்க ஏன் தாக்குதிறன் கூடியதென சுருக்கமாக விளக்குக. (ii) வெண் பொசுபரசை நீரில் சேமித்து வைத்தல் ஏன் அவசியம்? (iii) வளி இல்லாமல் ஓர் வெப்பநிலைக்கு (~250°C) வெப்பமாக்கும்போது வெண் பொசுபரசில் உள்ள ஒரு P-P பிணைப்பு உடைவதனால் ஒரு பல்பகுதிக் கட்டமைப்பு உள்ள ஒரு செம் பொசுபரசு உண்டாகின்றது. செம் பொசுபரசின் கட்டமைப்பை வரைக. (iv) அல்லுலோகங்களுடன் அடையும் பிணைப்பின்போது பொசுபரசின் மிகவும் பொதுவாக அவதானிக்கப்படும் இரு ஒட்சியேற்ற நிலைகளும் யாவை? ஒவ்வொன்றுக்கும் ஓர் உதாரணம் தருக. (v) திரவ நிலையில் பொசுபரசினால் உண்டாக்கப்படும் இரு மிகவும் எளிய நடுநிலைப் பங்கீட்டுக் குளோரைட்டுக்களின் வடிவங்களை வரைக. (vi) மிகை நீருடன் மேலே (v) இல் இனங்கண்ட குளோரைட்டுக்களின் தாக்கங்களைக் காட்டுவதற்குச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக. (vii) மேலே (vi) இல் உண்டாகிய விளைபொருள்களைக் கொண்ட பொசுபரசின் பூரண கட்டமைப்புக்களை வரைந்து அவற்றின் அமில வலிமைகளை ஒப்பிடுக. (viii) உபபொசுபரசு அமிலமும் அதன் உப்புக்களும் ஏன் வலிமையான தாழ்த்தும் கருவிகளாகும் என்பதை விளக்குக. (ix) ஓதோபொசுபோரிக்கமிலம் ஏறத்தாழ 250°C இற்கு மெதுவாக வெப்பமாக்கப்படும்போது ஒடுக்கல் ஏற்பட்டு H₄P₂O₄ உண்டாகின்றது. அணுக்களின்மீது உள்ள எல்லாத் தனி இலத்திரன் சோடிகளையும் காட்டி H₄P₂O₄ இன் மிகவும் உறுதியான கட்டமைப்பை வரைக. ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட அணுக்களால் தொடுக்கப்பட்ட அணுக்களைச் சுற்றியுள்ள அண்ணளவான வடிவங்களைக் குறிப்பிடுக. (x) பொசுபரசைக் கொண்டுள்ள ஒரு முக்கியமான வளமாக்கியைக் குறிப்பிட்டு அதன் இரசாயனக் கூறுகளைத் தருக.
(ii) வெண் பொசுபரசு காற்றுள்ள வளிமண்டலத்தில் தன்னிச்சையாக எரிதலுக்கு (pyrophoric, spontaneous combustion) உட்படுகின்றது -- நீரில் சேமிப்பதன் மூலம் அது காற்று/O₂ உடன் தொடர்பு கொள்வது தடுக்கப்படுகின்றது.
(iii) செம் பொசுபரசு: பல்பகுதி (polymeric) வலைப்பின்னல் கட்டமைப்பு -- P₄ இலுள்ள ஒரு P-P பிணைப்பு உடைந்து, திறந்த P₄ அலகுகள் தொடர் சங்கிலிகளாக ஒன்றுடனொன்று பிணைந்து ஒரு நீண்ட கோவலன்ஸிய பல்பகுதி வலையமைப்பை உருவாக்குகின்றன (தனித்த P₄ மூலக்கூறுகளன்று).
(iv) அல்லுலோகங்களுடன் P இன் மிகவும் பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலைகள்: +3 (எ.கா. PCl₃) மற்றும் +5 (எ.கா. PCl₅).
(v) திரவ நிலையில் P இனால் உண்டாக்கப்படும் இரு எளிய நடுநிலை குளோரைட்டுக்கள்: PCl₃ -- முக்கோணப் பிரமிடு (trigonal pyramidal) வடிவம் (sp³, ஒரு தனி இலத்திரன் சோடி, NH₃ இற்கு ஒப்பானது); PCl₅ -- முக்கோண இருபிரமிடு (trigonal bipyramidal) வடிவம் (sp³d, தனி இலத்திரன் சோடி இல்லை).
(vi) மிகை நீருடன் நீர்ப்பகுப்பு: PCl₃+3H₂O→H₃PO₃(l)+3HCl(g)↑ (பொசுபரசு அமிலம்); PCl₅+4H₂O→H₃PO₄(l)+5HCl(g)↑ (ஓதோபொசுபோரிக் அமிலம்).
(vii) H₃PO₃ (பொசுபரசு அமிலம்): நான்முகி P, ஒரு நேரடி P-H பிணைப்பு, ஒரு P=O இரட்டைப் பிணைப்பு, இரு P-OH தொகுதிகள் -- இருகார (dibasic) அமிலம் (P-H ஐதரசன் அயனியமடையாது). H₃PO₄ (ஓதோபொசுபோரிக் அமிலம்): நான்முகி P, ஒரு P=O இரட்டைப் பிணைப்பு, மூன்று P-OH தொகுதிகள் -- முக்கார (tribasic) அமிலம் (மூன்று OH ஐதரசன்களும் அயனியமடையக்கூடியவை). அமில வலிமை ஒப்பீடு: H₃PO₄ முக்கார, H₃PO₃ இருகார (இக்கட்டமைப்பு வேறுபாடே -- P-H இன் அயனியமடையாத தன்மையே -- இவ்விரு அமிலங்களுக்கிடையேயான முதன்மையான வேறுபாடு).
(viii) உபபொசுபரசு அமிலம் (H₃PO₂) இல் P இன் ஒட்சியேற்ற நிலை +1 (P இற்கான மிகத் தாழ்ந்த பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலைகளுள் ஒன்று) -- இது உயர் ஒட்சியேற்ற நிலைகளுக்கு (+3, +5) எளிதில் ஒட்சியேற்றப்படும் பலமான போக்கை உடையது, இதனால் H₃PO₂ உம் அதன் உப்புக்களும் வலிமையான தாழ்த்தும் கருவிகளாக செயற்படுகின்றன. கூடுதலாக, H₃PO₂ கட்டமைப்பில் இரு நேரடி P-H பிணைப்புகள் உள்ளன (ஒரேயொரு O-H மாத்திரமே அயனியமடையக்கூடியது, ஏக-கார அமிலம்), இப்பிணைப்புகள் எளிதில் உடைந்து ஒட்சியேற்றத்திற்கு உட்படுகின்றன.
(ix) 2H₃PO₄→H₄P₂O₄(பைரோபொசுபோரிக் அமிலம்)+H₂O. கட்டமைப்பு: இரு PO₄ நான்முகிகள் ஒரு பாலம்-அமைக்கும் O அணுவால் (P-O-P) இணைக்கப்பட்டுள்ளன, ஒவ்வொரு P உம் ஒரு P=O இரட்டைப் பிணைப்பையும் இரு P-OH தொகுதிகளையும் கொண்டுள்ளது. ஒவ்வொரு P அணுவையும் சுற்றியுள்ள வடிவம்: நான்முகி (tetrahedral) (4 O அணுக்களுடன் இணைந்துள்ளதால்). பாலம் O அணுவைச் சுற்றியுள்ள வடிவம்: வளைந்த (bent/angular) (2 P அணுக்களுடன் இணைந்து, 2 தனி இலத்திரன் சோடிகளையும் கொண்டு, நீர் மூலக்கூற்றுக்கு ஒப்பான sp³ வடிவமைப்பு).
(x) பொசுபரசைக் கொண்ட முக்கிய வளமாக்கி: சூப்பர்பொசுபேட்டு (superphosphate of lime, single superphosphate) -- Ca₃(PO₄)₂ (பாறைப் பொசுபேட்டு) ஐ H₂SO₄ உடன் தாக்கவைத்து தயாரிக்கப்படுகின்றது: Ca₃(PO₄)₂+2H₂SO₄→Ca(H₂PO₄)₂+2CaSO₄ -- இறுதிப் பொருள் Ca(H₂PO₄)₂ (கரையக்கூடிய கால்சியம் டைஐதரசன் பொசுபேட்டு) மற்றும் CaSO₄ (கால்சியம் சல்பேற்று) இன் கலவை.
2012 Old/ess/08(b) X ஆனது மூலக்கூற்றுச் சூத்திரம் CoN₄H₁₂Cl₃ ஐ உடைய கோபாற்றின் ஓர் இணைப்புச் சேர்வையாகும். சேர்வை X ஆனது நீர்க்கரைசலில் இரு அயன்களைத் தருகின்றது. X இன் ஒரு நீர்க்கரைசலுடன் AgNO₃ ஐச் சேர்க்கும்போது ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உண்டாகின்றது.
i. X இன் இரசாயனச் சூத்திரத்தை எழுதுக. ii. X இன் கேத்திரகணிதத்தைக் குறிப்பிடுக. iii. X இற்கு எத்தனை கேத்திரகணிதச் சமபகுதியங்கள் சாத்தியமெனக் குறிப்பிடுக. iv. X இல் கோபாற்றின் ஒட்சியேற்ற நிலையைக் குறிப்பிடுக. v. X இல் கோபாற்றின் இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக. vi. கேத்திரகணிதச் சமபகுதிச் சேர்வைப் புறக்கணித்து X இற்கான IUPAC பெயரைத் தருக. vii. AgNO₃ ஐச் சேர்க்கும்போது உண்டாகும் வெண்ணிற வீழ்படிவின் சூத்திரத்தை எழுதுக. viii. கோபாற்றின் இரு மிகப் பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலைகளைத் தருக. ix. மேலே (viii) இல் தரப்பட்டுள்ள இரு ஒட்சியேற்ற நிலைகளில் நீரில் உறுதியான தாழ்ந்த ஒட்சியேற்ற நிலை ஏனைய லிகண்டுகள் உடனான சிக்கல் ஆக்கத்தின்போது உயர் ஒட்சியேற்ற நிலைக்கு இலகுவில் மாற்றப்படலாம். இந்த ஒட்சியேற்றத்தை உண்டாக்கத்தக்க ஐதரசன், ஒட்சிசன் ஆகிய மூலகங்களை மாத்திரம் கொண்ட ஒரு சோதனைப் பொருளை இனங்காண்க. x. கோபாற்று நைத்திரேற்றின் ஒரு நீர்க்கரைசல் மிகையான குளோரைட்டு அயன்களுடன் தொழிற்படவிடப்படும்போது ஒரு நிறமாற்றம் அவதானிக்கப்படுகின்றது. இந்த அவதானிப்பை விளக்குக.
i. X இன் சூத்திரம்: [Co(NH₃)₄Cl₂]Cl.
ii. கேத்திரகணிதம்: Co, 4 NH₃ + 2 Cl (ஒருங்கிணைந்த) = 6 லிகண்டுகளுடன் பிணைந்துள்ளது ⇒ அட்டமுக (octahedral) கேத்திரகணிதம், ஒருங்கிணைப்பு எண் 6.
iii. [Co(NH₃)₄Cl₂]⁺ ஆனது MA₄B₂ வகை அட்டமுகச் சிக்கலாகும் -- இதற்கு துல்லியமாக 2 கேத்திரகணிதச் சமபகுதியங்கள் சாத்தியம்: cis (இரு Cl லிகண்டுகளும் அடுத்தடுத்து, 90°) மற்றும் trans (இரு Cl லிகண்டுகளும் எதிரெதிராக, 180°).
iv. X இல் Co இன் ஒட்சியேற்ற நிலை: NH₃ நடுநிலை, 2 Cl⁻ (-2), சிக்கல் சார்ஜ் +1 ⇒ Co = +1-(-2) = +3.
v. Co (Z=27) அணு நிலை [Ar]3d₄s² -- Co³⁺ (3 இலத்திரன்கள் இழத்தல், முதலில் 4s பின் 3d): [Ar]3d⁾.
vi. IUPAC பெயர்: டெற்றாஅம்மீன்டைகுளோரிடோகோபால்ற்று(III) குளோரைட்டு (tetraamminedichloridocobalt(III) chloride).
vii. வெண்ணிற வீழ்படிவின் சூத்திரம்: AgCl (வெள்ளி குளோரைட்டு -- அயனிய Cl⁻ உடன் மாத்திரம் தாக்கமடைகின்றது, ஒருங்கிணைந்த Cl அல்ல).
viii. கோபாற்றின் இரு மிகப் பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலைகள்: +2 (Co²⁺) மற்றும் +3 (Co³⁺).
ix. நீரில் Co²⁺ உறுதியான தாழ்ந்த ஒட்சியேற்ற நிலை (தூய Co³⁺(aq) நிலையற்றது, நீரையே ஒட்சியேற்றும்); ஆனால் NH₃ போன்ற லிகண்டுகளுடன் சிக்கலாக்கும்போது Co³⁺ நிலை மிகவும் நிலைப்படுத்தப்படுகின்றது, எளிதில் ஒட்சியேற்றமடையலாம். இவ்வொட்சியேற்றத்தை உண்டாக்கத்தக்க H, O மூலகங்களை மாத்திரம் கொண்ட சோதனைப் பொருள்: H₂O₂ (ஐதரசன் பேரொட்சைட்டு): 2[Co(NH₃)₆]²⁺+H₂O₂→2[Co(NH₃)₆]³⁺+2OH⁻.
x. Co(NO₃)₂ நீர்க்கரைசல் (இளஞ்சிவப்பு [Co(H₂O)₆]²⁺, அட்டமுக) மிகையான Cl⁻ உடன் தொழிற்படும்போது, H₂O லிகண்டுகள் Cl⁻ லிகண்டுகளால் படிப்படியாக இடம்பெயர்க்கப்பட்டு நீல நிற [CoCl₄]²⁻ (நான்முகி) உருவாகின்றது: [Co(H₂O)₆]²⁺+4Cl⁻⇌[CoCl₄]²⁻+6H₂O -- இளஞ்சிவப்பிலிருந்து நீலமாகும் இந்நிறமாற்றம் அட்டமுகத்திலிருந்து நான்முகத்திற்கான கேத்திரகணித மாற்றத்துடன் தொடர்புடையது (2011/New/old/str/01(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Co²⁺/Cl⁻ சிக்கலாக்க நிற மாற்றத்திற்குப் பொருந்துகின்றது).
2013new/str/02 a. மூலகம் A ஆனது s-தொகுப்புக்குரியது. இது தான் இருக்கும் கூட்டத்தில் அதிகூடிய அயனாக்கற் சக்தி உடையது. A ஆனது நீருடன் தாக்கம்புரிந்து B எனும் வாயுவைத் தந்தது. இத்தாக்கத்தின் விளைவாக உண்டாகும் கரைசல் பன்சன் சுவாலையுடன் சிவப்பு நிறத்தைத் தருவதோடு, ஆவியாக்கும்போது ஓர் உலோக ஒட்சைட்டைக் கொடுக்கும். A ஆனது N₂(g) உடன் தாக்கம்புரிந்து சேர்வை C ஐக் கொடுப்பதோடு, H₂(g) உடன் தாக்கி உப்பைப் போன்ற மூலகச் சேர்வை D ஐக் கொடுக்கும். நீருடன் பரிகரிக்கும்போது C ஆனது செம்பாசிச்சாயத்தை நீல நிறமாக்கும் வாயு E ஐக் கொடுக்கும்.
I. A, B, C, D, E ஆகியவற்றை இனங்கண்டு இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக. II. மேலே தரப்பட்ட தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்திய சமன்பாடுகளைத் தருக.
b. பின்வரும் வினாக்கள் தாண்டல் உலோகங்களான V, Cr மற்றும் அவற்றின் சேர்வைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டன.
i. V இன் தரை இலத்திரன் நிலையமைப்பைத் தருக. ii. V இன் நேர் ஒட்சியேற்ற நிலைகளைத் தருக. iii. மேலே வினா (ii) இல் தரப்பட்ட நேர் ஒட்சியேற்ற நிலைகளுக்குரிய ஒட்சைட்டுகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக. அவை ஒவ்வொன்றும் அமிலமா, ஈரியல்புடையதா, காரமா எனக் குறிப்பிடுக. iv. வனேடியத்தினால் (V) உருவாக்கப்படும் இரு ஒட்சோகற்றயன்களுக்குரிய இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக. அமில நீர்க்கரைசல் ஊடகத்தில் அவற்றின் நிறங்களைக் குறிப்பிடுக.
I. A = Li, B = H₂, C = Li₃N, D = LiH, E = NH₃.
II. சமன்பாடுகள்:
• A+H₂O: 2Li(s)+2H₂O(l)→2LiOH(aq)+H₂(g)↑
• A+N₂: 6Li(s)+N₂(g)→2Li₃N(s)
• A+H₂: 2Li(s)+H₂(g)→2LiH(s)
• C+H₂O: Li₃N(s)+3H₂O(l)→3LiOH(aq)+NH₃(g)↑
b.i. V (Z=23) இன் தரை இலத்திரன் நிலையமைப்பு: [Ar]3d³4s².
b.ii. V இன் நேர் ஒட்சியேற்ற நிலைகள்: +2, +3, +4, +5.
b.iii. V இன் ஒட்சைட்டுகள் (அமில/மூல தன்மையுடன்): +2: VO -- மூலம்; +3: V₂O₃ -- மூலம் (பலவீன ஈரியல்பு); +4: VO₂ -- ஈரியல்பு; +5: V₂O₅ -- அமிலம் (பலவீன, வனேடேற்று அயன்களைத் தரும்).
b.iv. வனேடியத்தினால் உருவாக்கப்படும் இரு ஒட்சோகற்றயன்கள் (அமில நீர்க்கரைசலில் நிறங்களுடன்): VO²⁺ (வனடைல், V(IV)) -- நீல நிறம்; VO₂⁺ (பேர்வனடைல்/டையொட்சோவனேடியம், V(V)) -- மஞ்சள் நிறம் (2012new/str/02(b)(i) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட VO₂⁺ அயனுக்குப் பொருந்துகின்றது -- "வனேடியம் நிற ஏணி" V²⁺(ஊதா)→V³⁺(பச்சை)→VO²⁺(நீலம்)→VO₂⁺(மஞ்சள்) என்பது பிரசித்தமான அசேதன வேதியியல் அத்தாட்சி).
2013new/str/02(b)(v)-(x) (V, Cr தொடர்ச்சி) v. நீர்க்கரைசலில் குரோமியத்தினால் உருவாக்கப்படும் எளிய அயன் எது? அதன் நிறத்தைக் குறிப்பிடுக. அவ்வயனின் நீர்க்கரைசலுக்குத் திண்ம Na₂CO₃ ஐச் சேர்க்கும்போது எதிர்பார்க்கும் அவதானிப்புகளைக் கூறுக. vi. உலோகம் V இன் பயன்பாடு ஒன்றைத் தருக. vii. பச்சை நிறமான CrCl₃ நீர்க்கரைசல் பின்வருவனவற்றால் பரிகரிக்கும்போது எதனை அவதானிப்பீர்? I. ஐதான NaOH இன் சில துளிகளைச் சேர்த்தல். II. மிகை ஐதான NaOH சேர்த்தலைத் தொடர்ந்து H₂O₂ ஐச் சேர்த்து வெப்பப்படுத்தல். viii. செறிந்த K₂Cr₂O₄ கரைசலுக்கு செறிந்த H₂SO₄ ஐச் சேர்க்கும்போது குரோமியத்தின் பிரகாசமான சிவப்புநிற அமில ஒட்சைட் X வீழ்படிவாகும். X ஐ வெப்பப்படுத்தும்போது பச்சை நிறமான ஈரியல்புடைய ஒட்சைட் Y கிடைக்கும். (NH₄)₂Cr₂O₃ ஐ வெப்பப்படுத்தும்போதும் Y கிடைக்கும். X,Y ஆகியவற்றின் இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தருக. ix. K₂Cr₂O₃ கரைசலுக்கு ஐதான NaOH சேர்ப்பதால் எதனை அவதானிப்பீர்? x. நியமிப்புக்களில் K₂Cr₂O₃ ஐப் பயன்படுத்துதலால் அனுகூலம் ஒன்றையும் பிரதிகூலம் ஒன்றையும் தருக.
vi. V உலோகத்தின் பயன்பாடு: V₂O₅ -- சல்பியூரிக் அமில உற்பத்தியின் "தொடர்பு முறை"யில் (Contact process) SO₂→SO₃ ஒட்சியேற்றத்திற்கான வினையூக்கியாக (2011old/ess/08(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட முறையில்).
vii. I. சில துளிகள் ஐதான NaOH -- பச்சை நிற ஜெலற்றின் போன்ற Cr(OH)₃ வீழ்படிவு உருவாகும்: Cr³⁺+3OH⁻→Cr(OH)₃(s)↓. II. மிகை ஐதான NaOH -- Cr(OH)₃ கரைந்து பச்சை நிற [Cr(OH)₄]⁻ (குரோமைட்டு) கரைசலைத் தரும் (ஈரியல்பு தாக்கம்); பின்னர் H₂O₂ சேர்த்து வெப்பப்படுத்தும்போது மஞ்சள் நிற CrO₄²⁻ (குரோமேற்று) ஆக ஒட்சியேற்றப்படும் (2012new/str/02(b)/NEW83 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Cr(OH)₄⁻+H₂O₂ ஒட்சியேற்றத் தாக்கத்திற்குப் பொருந்துகின்றது): 2[Cr(OH)₄]⁻+3H₂O₂+2OH⁻→2CrO₄²⁻+8H₂O.
viii. செறிந்த K₂Cr₂O₃+செறிந்த H₂SO₄→X: K₂Cr₂O₃+2H₂SO₄(conc)→2CrO₃(s)↓+2KHSO₄+H₂O (X=CrO₃, குரோமியம் ட்ரையொட்சைட்டு, பிரகாச சிவப்பு படிகங்கள்). X வெப்பப்படும்போது: 4CrO₃→2Cr₂O₃+3O₂ (Y=Cr₂O₃, பச்சை, ஈரியல்பு). (NH₄)₂Cr₂O₃ வெப்பப்படும்போதும் Y (Cr₂O₃) கிடைக்கும் (2009/ess/09(b)/NEW74 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட "எரிமலை" சிதைவு).
ix. K₂Cr₂O₃ (ஆரஞ்சு) கரைசலுக்கு ஐதான NaOH சேர்க்கும்போது: ஆரஞ்சு நிறம் மஞ்சள் நிறமாக மாறும் (குரோமேற்று-டைகுரோமேற்று சமநிலை காரத்தால் வலமாக நகர்தல்): Cr₂O₃²⁻+2OH⁻→2CrO₄²⁻+H₂O (2012new/str/02(b)/NEW83 இல் இதே சமநிலையின் தலைகீழ் திசையில் ஏற்கனவே காணப்பட்டது).
x. K₂Cr₂O₃ நியமிப்புகளில்: அனுகூலம் -- உயர் தூய்மை, நிலைப்புத்தன்மை, நீரகற்றமடையாத தன்மை காரணமாக சிறந்த முதல் நியமப் பொருள் (தரப்படுத்தல் தேவையின்றி நேரடியாகப் பயன்படுத்தலாம்). பிரதிகூலம் -- KMnO₄ ஐ விட பலவீனமான ஒட்சியேற்றும் கருவி (குறைந்த ஒடுக்கல் மின்னழுத்தம்) -- KMnO₄ ஒட்சியேற்றக்கூடிய சில பொருட்களை K₂Cr₂O₃ ஒட்சியேற்ற முடியாது; மேலும் KMnO₄ போல் சுயசுட்டியாகச் செயற்படாது (வெளிப்புற சுட்டி, எ.கா. டைபினைலமீன், தேவைப்படுகின்றது).
2013new/ess/08/old/09(a) ஆவர்த்தன அட்டவணையில் 3d-தொகுப்பில் உள்ள ஒரு மூலகத்தின் சேர்வையின் தாக்கங்கள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன. A, B, C, D, E, F, G, H ஆகியவற்றை இனங்காண்க.
A(வெண்ணிறத்தூள்)—Δ→B(வெப்பமாக்கும்போது மஞ்சளாக மாறும் வெண்ணிறத் திண்மம்)+C(சுண்ணாம்பு நீரைப் பால்நிறமாக்கும் நிறமற்ற மணமற்ற வாயு).
A+ஐதான HCl→கரைசல் D+C.
கரைசல் D+ஐதான NaOH→F(ஜெலற்றின் போன்ற வெண்ணிற வீழ்படிவு). F+மிகையான ஐதான NH₄OH→H(நிறமற்ற கரைசல்). F+ஐதான NaOH→G(நிறமற்ற கரைசல்).
கரைசல் D+[1.ஐதான NH₄OH/NH₄Cl 2.H₂S]→E(ஐதான HCl இல் கரைகின்ற வெண்ணிற வீழ்படிவு).
A = ZnCO₃ (துத்தநாகக் கார்பனேற்று). B = ZnO (துத்தநாக ஒட்சைட்டு). C = CO₂ (கரியமில வாயு). D = ZnCl₂ (துத்தநாகக் குளோரைட்டு, கரைசலில் Zn²⁺). E = ZnS (துத்தநாக சல்பைட்டு). F = Zn(OH)₂ (துத்தநாக ஐதரொட்சைட்டு). G = Na₂[Zn(OH)₄] (சோடிய சிங்கேற்று). H = [Zn(NH₃)₄]²⁺ (டெற்றாஅம்மீன்சிங்க்(II) சிக்கல் அயன்).
சமன்பாடுகள்:
• A→B+C: ZnCO₃(s)→ZnO(s)+CO₂(g)↑
• A+HCl→D+C: ZnCO₃(s)+2HCl(aq)→ZnCl₂(aq)+H₂O(l)+CO₂(g)↑
• D+NaOH→F: ZnCl₂(aq)+2NaOH(aq)→Zn(OH)₂(s)↓+2NaCl(aq)
• F+மிகையான NH₄OH→H: Zn(OH)₂(s)+4NH₃(aq)→[Zn(NH₃)₄]²⁺(aq)+2OH⁻(aq)
• F+NaOH→G: Zn(OH)₂(s)+2NaOH(aq)→Na₂[Zn(OH)₄](aq)
• D+H₂S(NH₄OH/NH₄Cl இடையகத்தில்)→E: ZnCl₂(aq)+H₂S(g)→ZnS(s)↓+2HCl(aq) (NH₄OH/NH₄Cl இடையகம் pH ஐக் கட்டுப்படுத்தி, ZnS ஐ தெரிவாக வீழ்படியச் செய்கின்றது).
2013new/ess/08/old/09(b) நிறமற்ற வாயு P ஐ நீரினுள் செலுத்துவதன் மூலம் உண்டாக்கப்பட்ட ஒரு நீர்க்கரைசல் Z உடன் சோதனைகள் (1) உம் (2) உம் நிறைவேற்றப்பட்டன.
1. Z கரைசலுடன் அமில K₂Cr₂O₃ இன் ஒரு கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு தெளிந்த பச்சை நிறக் கரைசல் பெறப்பட்டது.
2. Z கரைசலுடன் H₂O₂ ஐச் சேர்த்து இளஞ்சூடாக்கப்பட்டது. பின்னர் BaCl₂ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- ஐதான HCl இல் கரையாத ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உண்டாகியது.
(i) வாயு P ஐ இனங்காண்க (காரணங்கள் தேவைப்படுவதில்லை). (ii) சோதனைகள் (1) இலும் (2) இலும் நடைபெற்ற தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக. (iii) கரைசல் Z இனூடாக வாயு Q ஐச் செலுத்தியபோது ஒரு வெளிறிய மஞ்சள் (வெள்ளையாகக் காணப்படக்கூடிய) கலங்கற்தன்மை கிடைத்தது. I. வாயு Q ஐ இனங்காண்க. II. இத்தாக்கத்திற்கான சமப்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக.
(i) P = SO₂ (கந்தகம் டையொட்சைட்டு).
(ii) சமன்பாடுகள்:
• (1) Cr₂O₄²⁻+3SO₂+2H⁺→2Cr³⁺+3SO₄²⁻+H₂O (2008/ess/08(a)/NEW70 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட சமன்பாடு).
• (2) H₂SO₃+H₂O₂→H₂SO₄+H₂O, தொடர்ந்து H₂SO₄+BaCl₂→BaSO₄(s)↓+2HCl (HNO₃/HCl இரண்டிலும் கரையாத வெண் BaSO₄).
(iii) I. Q = H₂S (ஐதரசன் சல்பைட்டு). II. 2H₂S(g)+H₂SO₃(aq)→3S(s)↓+3H₂O(l) (S இன் -2, +4 நிலைகள் ஒன்றிணைந்து 0 நிலைக்கு மாறும் ஒப்பீட்டு-விகிதவகைத் தாக்கம்).
2013new/ess/10(a) பின்வரும் தாக்கங்களின் விளைபொருட்களை எதிர்வு கூறுவதோடு சமப்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக. தாக்கங்களின் அடிக்கோடிடப்பட்டுள்ள இனங்களின் செயலைக் குறிப்பிடுக.
(i) H₂O₂(aq) + PbS(s) → ?
(ii) MnO₄⁻(aq) + H₂O₂(aq) + H⁺(aq) → ?
(iii) Cr₂O₄²⁻(aq) + H₂S(aq) + H⁺(aq) → ?
(iv) Cu(s) + H₂S(g) --Δ--> ?
(v) C(s) + செறி HNO₃ --Δ--> ?
(ii) H₂O₂ ஒடுக்கும் கருவியாகச் செயற்பட்டு அமிலமாக்கப்பட்ட MnO₄⁻ ஐ Mn²⁺ ஆக ஒடுக்குகின்றது, O₂ வெளியேற்றியவாறு (2007/ess/08(b)/NEW68 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது): 2MnO₄⁻+5H₂O₂+6H⁺→2Mn²⁺+5O₂(g)↑+8H₂O.
(iii) H₂S ஒடுக்கும் கருவியாகச் செயற்பட்டு Cr₂O₄²⁻ ஐ Cr³⁺ ஆக ஒடுக்குகின்றது, S ஐ வீழ்படியவைத்தவாறு (SO₂ ஒடுக்கும் தாக்கத்திற்கு ஒப்பானது): Cr₂O₄²⁻+3H₂S+8H⁺→2Cr³⁺+3S(s)↓+7H₂O.
(iv) Cu உலோகம் H₂S உடன் நேரடியாகத் தாக்கி CuS ஐயும் H₂ வாயுவையும் தருகின்றது: Cu(s)+H₂S(g)→CuS(s)+H₂(g)↑.
(v) செறிந்த HNO₃ ஒட்சியேற்றும் கருவியாகச் செயற்பட்டு C ஐ CO₂ ஆக ஒட்சியேற்றுகின்றது, NO₂ வெளியேற்றியவாறு (2010/ess/08(b), 2011old/ess/08(a) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட மாதிரிக்கு ஒப்பானது): C(s)+4HNO₃(conc,hot)→CO₂(g)↑+4NO₂(g)↑+2H₂O(l).
2013 Old/ess/08(a) பின்வரும் வினாக்கள் மூலகம் ஒட்சிசனையும் அதன் சேர்வைகளையும் பற்றியன.
i. மூலகம் ஒட்சிசனின் பிறதிருப்பமுளிகளின் சூத்திரங்களைத் தருக. ii. இப்பிறதிருப்பமுளிகளின் லூயிஸ் கட்டமைப்புக்களை வரைந்து, அவற்றின் பிணைப்பு நீளங்களை ஒப்பிடுக. iii. வளி நிலையில் இப்பிறதிருப்பமுளிகளின் நிறங்களைத் தருக. iv. ஒட்சிசன் எங்ஙனம் கைத்தொழில் ரீதியில் பெறப்படுகிறது. v. ஒட்சிசன் ஆய்வுகூடத்தில் தயாரிக்கத்தக்க இரு முறைகளைக் கூறுக (சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகள் தேவைப்படுவதில்லை). vi. பிறதிருப்பமுளிகள் ஒவ்வொன்றுக்கும் ஒரு பயன்பாட்டைத் தருக. vii. H₂O₂ ஆனது மூலகம் ஒட்சிசனின் ஒரு முக்கிய சேர்வையாகும். அதன் வடிவத்தையும் அணுக்களில் உள்ள தனிச்சோடி இலத்திரன்களையும் காட்டி அதன் கட்டமைப்பை வரைக. viii. 1. அமிலநீர் KMnO₄ உடன் 2. அமிலநீர் KI உடன் H₂O₂ இன் தாக்கத்தைக் காட்டுவதற்குச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக.
ii. O₂: O=O (இரட்டைப் பிணைப்பு), ஒவ்வொரு O வும் 2 தனி இலத்திரன் சோடிகளுடன். O₃: வளைந்த (bent, ≈117°) கட்டமைப்பு, பரிவு கட்டமைப்புகளுடன் (ஒரு O=O இரட்டைப் பிணைப்பும் ஒரு O-O ஒற்றைப் பிணைப்பும் மாறி மாறி வரும்). பிணைப்பு நீளம் ஒப்பீடு: O₂ இன் பிணைப்பு (≈121 pm, தூய இரட்டைப் பிணைப்பு) O₃ இன் ஒவ்வொரு O-O பிணைப்பையும் விட (≈128 pm, பரிவு காரணமாக ஒற்றை/இரட்டைக்கு இடைப்பட்டது) குறுகியது/பலமானது.
iii. வளி நிலையில் நிறங்கள்: O₂ -- நிறமற்றது; O₃ -- வெளிர் நீலம்.
iv. ஒட்சிசன் கைத்தொழில் ரீதியில் பெறப்படும் முறை: திரவமாக்கப்பட்ட காற்றின் பின்னக் காய்ச்சி வடிநீக்கம் (fractional distillation of liquefied air) -- N₂ (கொதிநிலை -196°C) உம் O₂ (கொதிநிலை -183°C) உம் வெவ்வேறு கொதிநிலைகள் காரணமாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன.
v. ஒட்சிசன் ஆய்வுகூடத் தயாரிப்பு (இரு முறைகள்): (1) MnO₂ வினையூக்கியுடன் KClO₃ ஐ வெப்பப்படுத்தி சிதைத்தல்; (2) MnO₂ வினையூக்கியுடன் H₂O₂ ஐச் சிதைத்தல் (அல்லது KMnO₄ ஐ வெப்பப்படுத்தல்).
vi. பயன்பாடுகள்: O₂ -- மருத்துவ சுவாசக் கருவிகளில் (அல்லது எஃகு உற்பத்தியில் ஒட்சிசன் உலையில்); O₃ -- நீர்/காற்று கிருமிநீக்கியாக (disinfectant).
vii. H₂O₂ கட்டமைப்பு (2007/ess/08(b)/NEW68 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது): H-O-O-H, ஒவ்வொரு O உம் 2 தனி இலத்திரன் சோடிகளுடன், தட்டையற்ற "திறந்த புத்தக" (open-book/skew) வடிவம் (இருமுனைக் கோணம் ≈90-100°).
viii. சமன்பாடுகள் (2007/ess/08(b)/NEW68, 2013new/ess/10(a)/NEW95 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டவை):
• 1. H₂O₂+அமில KMnO₄ (H₂O₂ ஒடுக்கும் கருவி): 2MnO₄⁻+5H₂O₂+6H⁺→2Mn²⁺+5O₂(g)↑+8H₂O.
• 2. H₂O₂+அமில KI (H₂O₂ ஒட்சியேற்றும் கருவி): H₂O₂+2I⁻+2H⁺→I₂+2H₂O.
2013 Old/ess/08(a)(ix)-(x) (H₂O₂ தொடர்ச்சி) ix. H₂O₂ ஓர் உறுதியற்ற சேர்வையாகும். இது ஊக்கிகள் முன்னிலையில் உடனடியாகப் பிரிகையடைகின்றது. H₂O₂ இன் பிரிகைக்கான ஒரு சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதி, அது எவ்வகைத் தாக்கத்துக்கு உரியது என்பதை இனங்காண்க. உமது விடைக்குக் காரணங்களைத் தருக. x. H₂O₂ இன் ஒரு பயன்பாட்டைத் தருக.
x. H₂O₂ இன் பயன்பாடு: கிருமிநாசினியாக/புண் சுத்தம் செய்யும் அன்டிசெப்டிக்காக (அல்லது முடி/துணி வெளுக்கும் ப்ளீச்சிங் கருவியாக, 2007/ess/08(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது).
2013 Old/ess/08(b) X, Y, Z ஆகியன இணைப்புச் சேர்வைகளாகும். அவை ஓர் எண்முகிக் கேத்திரகணிதத்தை உடையன. அவற்றின் மூலக்கூற்றுச் சூத்திரங்கள் முறையே Br₃H₁₈N₆Co, Br₂ClH₁₅N₅Co, Br₂ClH₁₂N₄Co ஆகும். X, Y, Z ஆகியவற்றின் சமமூலர் நீர்க்கரைசல்களுடன் மிகையான AgNO₃ ஐச் சேர்க்கும்போது ஒரு தூய வெளிறிய மஞ்சட் சேர்வை வீழ்படிவாகின்றது. உண்டாகிய வீழ்படிவின் அளவுகள் X, Y, Z ஆகியவற்றுக்கு முறையே 3:2:1 என்னும் விகிதத்தில் உள்ளன.
(i) வெளிறிய மஞ்சட் சேர்வையின் இரசாயனச் சூத்திரத்தை எழுதுக. (ii) X, Y, Z ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புக்களை வரைக. (iii) X, Y, Z ஆகிய சேர்வைகள் ஒவ்வொன்றிலும் உள்ள கோபாற்றின் ஒட்சியேற்ற நிலைகளைத் தருக. (iv) இச்சேர்வைகள் ஒவ்வொன்றும் எதிர்பார்க்கும் கேத்திரகணிதச் சமபகுதியங்களின் எண்ணிக்கையை எதிர்வுகூறுக. (v) வெளிறிய மஞ்சட் சேர்வையுடன் செறிந்த அமோனியாவின் ஒரு சிறிய கரைசலைச் சேர்க்கும்போது அவதானிப்பதற்கு எதிர்பார்ப்பது யாது? (vi) மேலே (v) இல் நடைபெறும் தாக்கத்திற்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக.
• X (Br₃H₁₈N₆Co, 3 mol AgBr/mol X): எல்லா 3 Br உம் அயனியமானவை, 6 NH₃ உம் ஒருங்கிணைந்தவை ⇒ X = [Co(NH₃)₆]Br₃.
• Y (Br₂ClH₁₅N₅Co, 2 mol AgBr/mol Y): 2 Br அயனியமானவை, 1 Cl+5 NH₃ ஒருங்கிணைந்தவை (6 லிகண்டுகள்) ⇒ Y = [CoCl(NH₃)₅]Br₂.
• Z (Br₂ClH₁₂N₄Co, 1 mol AgBr/mol Z): 1 Br அயனியமானது, 1 Br+1 Cl+4 NH₃ ஒருங்கிணைந்தவை (6 லிகண்டுகள்) ⇒ Z = [CoBrCl(NH₃)₄]Br.
(i) வெளிறிய மஞ்சள் சேர்வையின் சூத்திரம்: AgBr (வெள்ளி புரோமைட்டு -- வெண்மையான AgCl இலிருந்தும், மஞ்சள் AgI இலிருந்தும் வேறுபட்ட, தனித்துவமான வெளிறிய மஞ்சள்/மஞ்சள்-வெண்மை நிறம்).
(ii) X, Y, Z மூன்றும் எண்முக (octahedral) Co(III) சிக்கல்கள்: X=[Co(NH₃)₆]³⁺ (6 NH₃ ஒருங்கிணைவு); Y=[CoCl(NH₃)₅]²⁺ (1 Cl+5 NH₃); Z=[CoBrCl(NH₃)₄]⁺ (1 Br+1 Cl+4 NH₃), ஒவ்வொன்றும் தத்தமது வெளிக்கோள Br⁻ எண்ணிக்கையுடன் (X:3, Y:2, Z:1).
(iii) Co இன் ஒட்சியேற்ற நிலைகள் (எல்லாவற்றிலும்): NH₃ நடுநிலை, Cl⁻/Br⁻ ஒவ்வொன்றும் -1: X இல் Co=+3 ([Co(NH₃)₆]³⁺: Co+6(0)=+3); Y இல் Co=+3 ([CoCl(NH₃)₅]²⁺: Co+(-1)+5(0)=+2, Co=+3); Z இல் Co=+3 ([CoBrCl(NH₃)₄]⁺: Co+(-1)+(-1)+4(0)=+1, Co=+3). மூன்றிலும் Co³⁺ ஒரே ஒட்சியேற்ற நிலை.
(iv) கேத்திரகணிதச் சமபகுதியங்களின் எண்ணிக்கை: X (MA₆ வகை): அனைத்து லிகண்டுகளும் ஒரேமாதிரியானவை -- சமபகுதியம் ஏதுமில்லை (1). Y (MA₅B வகை): ஒரேயொரு சாத்தியமான அமைப்பு -- சமபகுதியம் ஏதுமில்லை (1). Z (MA₄BC வகை, B≠C): 2 கேத்திரகணிதச் சமபகுதியங்கள் சாத்தியம் (cis: Br,Cl அடுத்தடுத்து 90°; trans: Br,Cl எதிரெதிராக 180°).
(v) AgBr உடன் சிறிய அளவு செறிந்த NH₃ சேர்க்கும்போது: AgCl உடன் ஒப்பிடும்போது AgBr குறைந்த கரைதிறனையுடையது (Ksp குறைவு) -- சிறிய அளவில் காணப்படக்கூடிய கரைவு மிகக் குறைவு/இல்லாதது எனக் காணப்படும் (AgBr முழுமையாகக் கரைவதற்குச் செறிந்த NH₃ இன் மிகையான அளவும் நீண்ட நேரமும் தேவைப்படும்).
(vi) சமன்பாடு (மிகையான செறிந்த NH₃ உடன் நிகழும் கரைதல்): AgBr(s)+2NH₃(aq)→[Ag(NH₃)₂]⁺(aq)+Br⁻(aq).
2015/ess/10(a) A, B, C, D ஆகியன குரோமியத்தின் இணைப்புச் சேர்வைகள் (சிக்கல் சேர்வைகள்) ஆகும். அவை எண்கோண கேத்திரகணிதத்தைக் கொண்டன. எல்லாச் சேர்வைகளும் ஒரு குரோமியம் அயனாலும், பங்கீட்டுவலி அத்துடன்/அல்லது அயன் பிணைப்பைக் கொண்ட மூன்று குளோரின் அணுக்களினாலும், நீர் மூலக்கூறுகளினாலும் ஆக்கப்பட்டுள்ளன. சேர்வைகளில் நீர் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை வேறுபடும். எல்லாச் சேர்வைகளிலும் குரோமியம் அயன் ஒரே ஒட்சியேற்ற நிலையைக் கொண்டிருக்கும். A, B, C, D ஆகியவற்றின் சிக்கல் அயன்பகுதியின் (உலோக அயனும் அதனுடன் இணைந்த லிகண்டுகளும்) ஏற்றங்கள் முறையே +3, +2, +1, பூச்சியம் ஆகும். (குறிப்பு: கேத்திரகணிதச் சமபகுதியங்களைக் கவனத்திற் கொள்ள வேண்டாம்.)
i. இணைப்புச் சேர்வைகளில் குரோமியத்தின் ஒட்சியேற்ற நிலையைத் தருக. ii. இச்சேர்வைகளில் குரோமியத்தின் இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக. iii. A, B, C, D ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புச் சூத்திரங்களை எழுதுக. iv. A இன் IUPAC பெயரைத் தருக. v. A, D என்பவற்றை ஒன்றிலிருந்தொன்று வேறுபடுத்தி இனங்காண்பதற்குப் பயன்படுத்தக்கூடிய இரசாயனச் சோதனை ஒன்றைத் தருக (சோதனையுடன் அவதானிப்பையும் குறிப்பிடுக). vi. ஒட்சலேற்று அயன் (C₂O₄²⁻) மறையேற்றத்தைக் கொண்டு, இரு ஒட்சிசன்களின் ஊடாக குரோமியம் அயனுடன் இணைந்து எண்கோண கேத்திரகணிதத்தைக் கொண்ட E என்னும் சிக்கல் அயன் பகுதியை உருவாக்குகின்றது. E இன் கட்டமைப்புச் சூத்திரத்தை எழுதுக (E இலுள்ள குரோமியம் அயன் A-D இலுள்ள அதே ஒட்சியேற்ற நிலையைக் கொண்டுள்ளது; ஒட்சலேற்று அயனை 'OX' எனச் சுருக்கமாகக் குறிப்பிடுக).
• A (சார்ஜ் +3, Cl இன்றி ஒருங்கிணைந்தது): [Cr(H₂O)₆]Cl₃ (ஊதா).
• B (சார்ஜ் +2, 1 Cl ஒருங்கிணைந்தது): [CrCl(H₂O)₅]Cl₂.H₂O (வெளிர் பச்சை).
• C (சார்ஜ் +1, 2 Cl ஒருங்கிணைந்தன): [CrCl₂(H₂O)₄]Cl.2H₂O (கருங்கபில் பச்சை, 2007/ess/09(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது).
• D (சார்ஜ் 0, 3 Cl உம் ஒருங்கிணைந்தன, அயனிய Cl இன்றி): [CrCl₃(H₂O)₃].3H₂O (நடுநிலைச் சிக்கல்).
i. குரோமியத்தின் ஒட்சியேற்ற நிலை (எல்லாச் சேர்வைகளிலும்): +3 (Cl⁻ ஒவ்வொன்றும் -1, சிக்கல் சார்ஜ் = +3-(ஒருங்கிணைந்த Cl எண்ணிக்கை) என்னும் தொடர்பு A-D நான்கிலும் Cr=+3 ஐ உறுதிசெய்கின்றது).
ii. Cr³⁺ இன் இலத்திரன் நிலையமைப்பு: [Ar]3d³ (Cr அணு நிலை [Ar]3d⁵4s¹, 4s¹ முதலில் இழக்கப்பட்டு, தொடர்ந்து 2 3d இலத்திரன்கள் இழக்கப்படுகின்றன).
iii. கட்டமைப்புச் சூத்திரங்கள்: A=[Cr(H₂O)₆]Cl₃, B=[CrCl(H₂O)₅]Cl₂.H₂O, C=[CrCl₂(H₂O)₄]Cl.2H₂O, D=[CrCl₃(H₂O)₃].3H₂O (நான்கிலும் மொத்த சூத்திரம் CrCl₃.6H₂O மாறாது, ஒருங்கிணைந்த/லேட்டிஸ் நீரின் விநியோகம் மாத்திரம் வேறுபடுகின்றது).
iv. A இன் IUPAC பெயர்: ஹெக்சாஅக்குவாகுரோமியம்(III) குளோரைட்டு (hexaaquachromium(III) chloride).
v. A, D ஐ வேறுபடுத்தும் சோதனை: AgNO₃ கரைசலைச் சேர்க்க -- A உடன் உடனடியாக ஏராளமான வெண்ணிற AgCl வீழ்படிவு உண்டாகும் (3 mol அயனிய Cl⁻/mol A); D உடன் எவ்வித வீழ்படிவும் உண்டாகாது (D இல் அயனிய Cl⁻ இல்லை, எல்லா 3 Cl உம் ஒருங்கிணைந்துள்ளன).
vi. மூன்று ஒட்சலேற்று அயன்கள் (இருபல்-பிணைப்புள்ள லிகண்டுகள், ஒவ்வொன்றும் 2 ஒருங்கிணைவு இடங்களை ஆக்கிரமிக்கும்) Cr³⁺ உடன் இணைந்து 6 ஒருங்கிணைவு இடங்களையும் (எண்கோணம்) நிரப்புகின்றன: E = [Cr(OX)₃]³⁻ (Cr³⁺+3×(ஒட்சலேற்று²⁻) = +3+3(-2) = -3, ட்ரிஸ்(ஒட்சலேற்றோ)குரோமேற்று(III) அயன் -- K₃[Cr(C₂O₄)₃] போன்ற உண்மையான, பிரசித்தமான சேர்வைகளில் காணப்படும் அயன்).
2016/Essay/08(a) சேர்வை A (A=MXⁿ: M=3d தொகுப்பைச் சேர்ந்த ஒரு தாண்டல் மூலகம். X = ஒரே வகையைச் சேர்ந்த இணையிகள்) மிகை ஐதான NaOH உடனும் பின்னர் H₂O₂ உடனும் பரிகரிக்கப்படும்போது B என்னும் சேர்வையைத் தருகின்றது. B இன் ஒரு நீர்க்கரைசலை ஐதான H₂SO₄ இனால் அமிலமாக்கும்போது சேர்வை C ஐத் தருகின்றது. சேர்வை C ஆனது NH₄Cl உடன் தாக்கம்புரிந்து விளைபொருள்களில் ஒன்றாகச் சேர்வை D ஐத் தருகின்றது. திண்ம D ஐ வெப்பமாக்கும்போது பச்சைநிறச் சேர்வை E, நீராவி, சடத்துவ ஈரணு வாயு F என்பவற்றைத் தருகின்றது. Ca உலோகத்தினை F வாயுவில் எரிக்கும்போது வெண்ணிறத் திண்மம் G ஐத் தருகின்றது. G இன் நீருடனான தாக்கத்தின்போது வாயு H வெளிவிடப்படுகின்றது. இவ்வாயு HCl வாயுவுடன் வெண் தூமத்தை உருவாக்குகின்றது. திரவ H உடன் உலோகம் Na தாக்கம்புரிந்து விளைபொருள்களில் ஒன்றாக ஒரு நிறமற்ற ஈரணு வாயு I ஐத் தருகின்றது. A இன் நீர்க்கரைசலொன்று மிகை Na₂CO₃ உடன் பரிகரிக்கப்படும்போது நிறமுள்ள வீழ்படிவொன்றைத் தருகின்றது. இவ்வீழ்படிவு வடிகட்டப்பட்டு, வடிதிரவம் ஐதான HNO₃ இனால் அமிலமாக்கப்பட்டது. இக்கரைசலுக்கு AgNO₃(aq) சேர்க்கப்படும்போது ஐதான NH₄OH இல் கரையும் ஒரு வெண்வீழ்படிவைத் தருகின்றது.
(i) A,B,C,D,E,F,G,H,I ஆகியவற்றை இனங்காண்க. (ii) C அடங்கும் கரைசலொன்றை ஐதான NaOH இனால் பரிகரிக்கும்போது உங்களுக்கு எதனை அவதானிக்க இயலுமாயிருக்கும்? இவ்வவதானிப்புக்குப் பொருத்தமான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக.
A+மிகை NaOH+H₂O₂→B: Cr(OH)₃→[Cr(OH)₄]⁻→CrO₄²⁻ (மஞ்சள், 2012new/str/02(b)/NEW83, 2013new/str/02(b)/NEW92 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட ஒட்சியேற்றத் தாக்கம்) ⇒ B = Na₂CrO₄.
B+ஐதான H₂SO₄→C: CrO₄²⁻→Cr₂O₄²⁻ (ஆரஞ்சு, குரோமேற்று-டைகுரோமேற்று சமநிலையின் தலைகீழ் திசை) ⇒ C = Na₂Cr₂O₄ (சோடிய டைகுரோமேற்று).
C+NH₄Cl→D (இரட்டைப் பகிர்வு): D = (NH₄)₂Cr₂O₄ (அம்மோனியம் டைகுரோமேற்று).
D வெப்பமேற்றல் (2009/ess/09(b)/NEW74 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட "எரிமலை" சிதைவு): (NH₄)₂Cr₂O₄→Cr₂O₃(E,பச்சை)+N₂(F)↑+4H₂O(நீராவி).
Ca+F(N₂)→G: 3Ca+N₂→Ca₃N₂ (கல்சியம் நைத்திரைட்டு, வெண்ணிறத் திண்மம்).
G+H₂O→H: Ca₃N₂+6H₂O→3Ca(OH)₂+2NH₃(H)↑ (NH₃ HCl வாயுவுடன் வெண்தூமம் NH₄Cl தருதல் -- NH₃ இற்கான தனித்துவ சோதனை).
திரவ H(NH₃)+Na→I: 2Na+2NH₃(l)→2NaNH₂+H₂(I)↑ (சோடியம் திரவ அமோனியாவில் கரைந்து சோடாமைட்டையும் H₂ ஐயும் தருதல் -- உண்மையான, பிரசித்தமான தாக்கம்).
(i) A=CrCl₃, B=Na₂CrO₄, C=Na₂Cr₂O₄, D=(NH₄)₂Cr₂O₄, E=Cr₂O₃, F=N₂, G=Ca₃N₂, H=NH₃, I=H₂.
(ii) C(Na₂Cr₂O₄, ஆரஞ்சு) கரைசலுக்கு ஐதான NaOH சேர்க்கும்போது: ஆரஞ்சு நிறம் மஞ்சள் நிறமாக மாறும் (2012new/str/02(b)/NEW83, 2013new/str/02(b)(v-x)/NEW92 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட குரோமேற்று-டைகுரோமேற்று சமநிலை): Cr₂O₄²⁻+2OH⁻→2CrO₄²⁻+H₂O.
2016/10/essay/a X, Y, Z ஆகியன இணைப்புச் சேர்வைகள் ஆகும். அவை எண்கோண கேத்திரகணிதத்தைக் கொண்டிருக்கும். X, Y, Z ஆகியவற்றின் இணைப்புக்கோளத்திலுள்ள இனங்களின் (அ-து உலோக அயனும் அதனுடன் இணைந்துள்ள இணையிகளும்) அணுவுக்குரிய அமைப்புகள் முறையே FeH₁₀CNO₅S, FeH₈C₂N₂O₄S₂, FeH₆C₃N₃O₃S₃ ஆகும். மூன்று சேர்வைகளிலும் உலோக அயன் ஒரே ஒட்சியேற்ற நிலையைக் கொண்டிருக்கும். ஒவ்வொரு சேர்வையிலும் இரண்டு வகையான இணையிகள் உலோக அயனுடன் இணைந்திருக்கும். இச்சேர்வைகளில் இணைப்பில் அல்லாத அயனிகள் இருப்பின் அவை ஒரே வகையைச் சார்ந்தனவாகும்.
நீர்க்கரைசல் S ஆனது 1:1:1 என்ற மூலர் விகிதத்தில் X, Y, Z ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கும். S இலுள்ள ஒவ்வொரு கூறினதும் செறிவு 0.10 moldm⁻³ ஆகும். S இன் 100.0 cm³ இற்கு மிகை AgNO₃ கரைசலைச் சேர்த்தபோது மஞ்சள் நிற வீழ்படிவொன்று உருவாகியது. வீழ்படிவு நீரினால் கழுவப்பட்டு, மாறாத திணிவு பெறப்படும் வரை கனலடுப்பில் உலர்த்தப்பட்டது. வீழ்படிவின் திணிவு 7.05 g ஆக இருந்தது. இவ்வீழ்படிவு செறிந்த NH₄OH இல் கரையமாட்டாது. (மஞ்சள் வீழ்படிவில் அடங்கும் இரசாயனச் சேர்வையின் சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவு = 235)
(i) X, Y, Z ஆகியவற்றின் உலோக அயன்களுடன் இணைந்துள்ள இணையிகளை இனங்காண்க. (ii) மஞ்சள் நிற வீழ்படிவின் இரசாயனச் சூத்திரத்தைத் தருக. (iii) காரணங்களைத் தந்து X, Y, Z ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புகளைத் துணிக. (iv) எதிலீனீரமைன் (en, H₂N-CH₂-CH₂-NH₂) இன் இரண்டு நைதரசன் அணுக்களினூடாக உலோக அயன் M³⁺ உடன் இணைந்து சிக்கல் அயன் Q இனை உருவாக்குகின்றது. Q எண்கோணக் கேத்திரகணிதத்தைக் கொண்டது. Q இன் கட்டமைப்புச் சூத்திரத்தை எழுதி அதன் கட்டமைப்பை வரைக (எதிலீனீரமைனுக்காக 'en' எனும் சுருக்கத்தைப் பயன்படுத்துக).
(i) இணையிகள்: H₂O (அக்குவா) மற்றும் NCS⁻/SCN⁻ (தையோசயனேற்றோ) -- Fe³⁺/SCN⁻ இணைவு பிரசித்தமான, உண்மையான ஒருங்கிணைப்பு வேதியியல் (இரத்த-சிவப்பு நிற Fe(III) தையோசயனேற்று சோதனையின் அடிப்படை).
ஒட்சியேற்ற நிலை: NCS⁻ ஒவ்வொன்றும் -1, H₂O நடுநிலை. Fe=+3 எனக் கொண்டால் (Fe(III) இன் மிக உறுதியான, பொதுவான நிலை): X சிக்கல் சார்ஜ்=+3-1=+2 ⇒ 2 I⁻ தேவை; Y சார்ஜ்=+3-2=+1 ⇒ 1 I⁻ தேவை; Z சார்ஜ்=+3-3=0 ⇒ I⁻ தேவையில்லை. S இல் மொத்த I⁻ (100cm³, X:Y:Z ஒவ்வொன்றும் 0.10 mol/dm³, 0.01 mol வீதம்) = (0.01×2)+(0.01×1)+(0.01×0) = 0.03 mol. மஞ்சள் வீழ்படிவு AgI (108+127=235, தரப்பட்ட 235 உடன் துல்லியமாகப் பொருந்துகின்றது; AgI செறிந்த NH₄OH இலும் கரையாது, AgCl/AgBr போலன்றி -- 2013 Old/ess/08(b)/NEW98 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட AgX கரைதிறன் வேறுபாட்டுத் தொடர்): mol AgI = 7.05/235 = 0.030 mol -- கணக்கிடப்பட்ட 0.03 mol உடன் துல்லியமாகப் பொருந்துகின்றது, Fe³⁺ உறுதிப்படுத்தப்படுகின்றது.
(ii) மஞ்சள் வீழ்படிவின் சூத்திரம்: AgI (வெள்ளி அயடைட்டு).
(iii) கட்டமைப்புகள் (காரணம்: மேலுள்ள மூலக்கூற்றுச் சூத்திர-பொருத்தமும் AgI அளவு-சமநிலைக் கணக்கீடும்): X = [Fe(H₂O)₅(NCS)]I₂, Y = [Fe(H₂O)₄(NCS)₂]I, Z = [Fe(H₂O)₃(NCS)₃] (நடுநிலைச் சிக்கல், அயனிய I⁻ இன்றி).
(iv) en ஈரிணைப்புள்ள (bidentate) லிகண்ட் (2 ஒருங்கிணைவு இடங்களை ஆக்கிரமிக்கும்) -- எண்கோண M³⁺ இன் 6 இடங்களையும் நிரப்ப 3 en மூலக்கூறுகள் தேவை: Q = [M(en)₃]³⁺ (M³⁺+3×0(en நடுநிலை)=+3). M=Fe எனக் கொண்டால் (X,Y,Zஇன் அதே உலோகம்): Q = [Fe(en)₃]³⁺ -- ஒவ்வொரு en உம் Fe-N-C-C-N 5-அணு வளையத்தை (chelate ring) உருவாக்கும் எண்கோணச் சிக்கல் (உண்மையான, பிரசித்தமான "ட்ரிஸ்-கிலேற்று" சிக்கல் வகை, எ.கா. [Co(en)₃]³⁺, ஒளிச்சுழற்சி ஐசோமரிசத்திற்குப் பெயர்பெற்றது).
2016/essay/08(b) T என்னும் நீர்க்கரைசலொன்றில் மூன்று உலோக அயன்கள் உள்ளன. இவ்வுலோக அயன்களை இனங்காண்பதற்குப் பின்வரும் பரிசோதனைகள் நடத்தப்பட்டன.
1. ஐதான HCl இனால் T அமிலமாக்கப்பட்டு, பெறப்பட்ட தெளிவான கரைசலூடாக H₂S அனுப்பப்பட்டது -- ஒரு கருநிற வீழ்படிவு Q₁ உருவாகியது.
2. வடிகட்டலினால் Q₁ அகற்றப்பட்டது. H₂S முழுவதும் அகற்றப்படும் வரை வடிதிரவம் கொதிக்கவைக்கப்பட்டது. கரைசல் குளிர்த்தப்பட்டு NH₄Cl, NH₄OH ஆகியன சேர்க்கப்பட்டன. H₂S ஆனது கரைசலூடாக அனுப்பப்பட்டது -- ஒரு கருநிற வீழ்படிவு Q₂ உருவாகியது.
3. வடிகட்டல் மூலம் Q₂ அகற்றப்பட்டது. H₂S முழுவதும் அகற்றப்படும்வரை வடிதிரவம் கொதிக்கவைக்கப்பட்டு (NH₄)₂CO₃ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு Q₃ உருவாகியது.
Q₁, Q₂, Q₃ ஆகிய வீழ்படிவுகளுக்கான பரிசோதனை:
1. சூடான, ஐதான HNO₃ இல் Q₁ கரைக்கப்பட்டது. குளிராக்கப்பட்ட பின்னர் கரைசல் நடுநிலையாக்கப்பட்டு KI சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வீழ்படிவும் கபில நிறக் கரைசலும் உருவாகின.
2. சூடான, ஐதான HCl இல் Q₂ கரைக்கப்பட்டது. கரைசல் குளிராக்கப்பட்டு ஐதான NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது. இக்கலவைக்கு மேலும் ஐதான NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு பச்சைநிற வீழ்படிவு உருவாகியது; பச்சை நிற வீழ்படிவு கரைந்து கடும் நீலநிறக் கரைசலொன்றைத் தந்தது.
3. செறிந்த HCl இல் Q₃ கரைக்கப்பட்டு கரைசல் சுவாலைச் சோதனைக்கு உட்படுத்தப்பட்டது -- ஒரு பச்சை நிறச் சுவாலை கிடைத்தது.
(i) கரைசல் T இலுள்ள உலோக அயன்கள் மூன்றையும் இனங்காண்க (காரணங்கள் அவசியமன்று). (ii) Q₁, Q₂, Q₃ ஆகிய வீழ்படிவுகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக.
படி 1: T+ஐதான HCl (அமிலமாக்கல்)+H₂S→Q₁(கருப்பு) -- தொகுதி II சல்பைட்டு, அமில ஊடகத்தில் வீழ்படியும். உறுதிச் சோதனை: Q₁ சூடான ஐதான HNO₃ இல் கரைந்து, நடுநிலையாக்கப்பட்டு KI சேர்க்கும்போது வீழ்படிவும் கபில நிறக் கரைசலும் தருதல் -- இது Cu²⁺+KI இன் பிரசித்தமான தாக்கத்திற்குப் பொருந்துகின்றது: 2Cu²⁺+4I⁻→2CuI(s)↓(வெண்/குரீம் வீழ்படிவு)+I₂(கபில நிறக் கரைசல், மிகை I⁻ உடன் I₃⁻ ஆக) ⇒ Q₁ = CuS, உலோக அயன் 1 = Cu²⁺.
படி 2: வடிதிரவம்+NH₄Cl/NH₄OH இடையகம் (2013new/ess/08/old/09(a)/NEW93 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட pH-கட்டுப்பாட்டு நுட்பம்)+H₂S→Q₂(கருப்பு) -- தொகுதி III சல்பைட்டு. உறுதிச் சோதனை: Q₂ சூடான ஐதான HCl இல் கரைந்து, ஐதான NH₄OH சேர்க்கும்போது பச்சை வீழ்படிவு, மேலும் மிகை NH₄OH இல் அவ்வீழ்படிவு கரைந்து கடும் நீல நிறக் கரைசல் தருதல் -- இது Ni²⁺ இற்கான தனித்துவ, உண்மையான அடையாளம்: Ni²⁺+2NH₄OH→Ni(OH)₂(s,பச்சை)↓+2NH₄⁺, தொடர்ந்து Ni(OH)₂+6NH₃→[Ni(NH₃)₆]²⁺(கடும் நீலம்)+2OH⁻ ⇒ Q₂ = NiS, உலோக அயன் 2 = Ni²⁺.
படி 3: வடிதிரவம்+(NH₄)₂CO₃→Q₃(வெண்) -- தொகுதி IV கார்பனேற்று. உறுதிச் சோதனை: Q₃ செறிந்த HCl இல் கரைந்து சுவாலைச் சோதனையில் பச்சை (ஆப்பிள்-பச்சை) சுவாலை தருதல் -- இது Ba²⁺ இற்கான பிரசித்தமான, தனித்துவ சுவாலை நிற அடையாளம் ⇒ Q₃ = BaCO₃, உலோக அயன் 3 = Ba²⁺.
(i) கரைசல் T இலுள்ள மூன்று உலோக அயன்கள்: Cu²⁺, Ni²⁺, Ba²⁺.
(ii) Q₁ = CuS (செம்பு(II) சல்பைட்டு), Q₂ = NiS (நிக்கல்(II) சல்பைட்டு), Q₃ = BaCO₃ (பேரியம் கார்பனேற்று).
2017/08a/Essay கரைசல் Y இல் மூன்று கற்றயன்கள் அடங்கியுள்ளன.
(A) இக்கற்றயன்களை இனங்காண்பதற்குப் பின்வரும் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன: 1. Y இன் சிறிய பகுதிக்கு ஐதான HCl சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு (P₁). 2. P₁ ஐ வடிகட்டிப் பிரித்தெடுக்கப்பட்ட கரைசலினூடு H₂S செலுத்தப்பட்டது -- ஒரு கருநிற வீழ்படிவு (P₂). 3. P₂ வடிகட்டி வேறாக்கப்பட்டு H₂S ஐ அகற்றுவதற்காக வடிதிரவம் கொதிக்கவைக்கப்பட்டு, குளிர்ந்து NH₄OH/NH₄Cl சேர்க்கப்பட்டது -- வீழ்படிவு இல்லை. 4. கரைசலினூடு H₂S செலுத்தப்பட்டது -- ஒரு கருநிற வீழ்படிவு (P₃).
(B) P₁, P₂, P₃ ஆகியவற்றுக்கான பரிசோதனைகள்: P₁ -- I. P₁+நீர் சேர்த்து கலவை கொதிக்கவைக்கப்பட்டது -- P₁ இன் ஒரு பகுதி கரைந்தது. II. சூடாக இருக்கும்போதே வடிகட்டப்பட்டு வடிதிரவம் (F₁), மீதி (R₁) பிரிக்கப்பட்டன. F₁ (குளிர்ந்தபின்): +ஐதான H₂SO₄→ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு. R₁ (சூடான நீரில் நன்கு கழுவப்பட்டு): +ஐதான NH₄OH→R₁ கரைந்தது; தொடர்ந்து +KI→ஒரு கூடும் மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு.
P₂: சூடான ஐதான HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டு பொற்றாசியம் குரோமேற்றுக் கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு.
P₃ -- I. சூடான ஐதான HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டது -- ஓர் இளஞ்சிவப்பு நிறக் கரைசல் (கரைசல் 1). II. கரைசல் 1 இற்கு: செறிந்த HCl→நீல நிறக் கரைசல் (கரைசல் 2); ஐதான NH₄OH→மஞ்சட் கபில நிறக் கரைசல் (கரைசல் 3).
(i) கற்றயன்கள் மூன்றையும் இனங்காண்க (காரணங்கள் அவசியமல்ல). (ii) I. P₁, P₂, P₃ ஆகிய வீழ்படிவுகளின் சூத்திரங்களைத் தருக. II. கரைசல்கள் 1,2,3 இன் நிறங்களுக்குக் காரணமான இனங்களை இனங்காண்க. (iii) மேலே (A)(4) இல் வீழ்படிவாகும் கற்றயன் அமில ஊடகத்தில் ஏன் வீழ்படிவாவதில்லை என்பதைச் சுருக்கமாக விளக்குக.
P₂(கருப்பு, அமில H₂S வீழ்படிவு)+HNO₃+பொற்றாசியம் குரோமேற்று→மஞ்சள் PbCrO₄ வீழ்படிவு ⇒ P₂ = PbS (தொடக்கத்தில் Cl⁻ ஆல் முழுமையாக வீழ்படியாத மீதி Pb²⁺, Pb²⁺ பாரம்பரியமாகத் தொகுதி I,II இரண்டிலும் பகிரப்படுவதற்குப் பெயர்பெற்றது -- புதிய கற்றயனன்று, Pb²⁺ ஏற்கனவே P₁ இல் உறுதிசெய்யப்பட்டது).
P₃(கருப்பு, NH₄OH/NH₄Cl இடையகத்தில் H₂S வீழ்படிவு, 2013new/ess/08/old/09(a)/NEW93, 2016/essay/08(b)/NEW102 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட நுட்பம்)+HNO₃→இளஞ்சிவப்பு கரைசல் (Co²⁺(aq) இற்கான பிரசித்தமான நிறம்); +செறி HCl→நீலம் ([CoCl₄]²⁻, 2011/New/old/str/01(a)/NEW84, 2012 Old/ess/08(b)/NEW90 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Co²⁺/Cl⁻ இளஞ்சிவப்பு→நீலம் மாற்றம்); +ஐதான NH₄OH→மஞ்சட்-கபிலம் ([Co(NH₃)₆]²⁺, ஹெக்ஸாஅம்மீன்கோபால்ற்று(II), காற்றில் இலகுவாக ஒட்சியேற்றமடையும்) ⇒ P₃ = CoS, Co²⁺ மூன்றாவது கற்றயன்.
(i) Y இலுள்ள மூன்று கற்றயன்கள்: Ag⁺, Pb²⁺, Co²⁺.
(ii) I. P₁ = AgCl+PbCl₂ (கலவை), P₂ = PbS, P₃ = CoS. II. கரைசல் 1 (இளஞ்சிவப்பு): [Co(H₂O)₆]²⁺ (ஹெக்ஸாஅக்குவாகோபால்ற்று(II)); கரைசல் 2 (நீலம்): [CoCl₄]²⁻ (டெற்றாகுளோரிடோகோபால்ற்று(II)); கரைசல் 3 (மஞ்சட்-கபிலம்): [Co(NH₃)₆]²⁺ (ஹெக்ஸாஅம்மீன்கோபால்ற்று(II)).
(iii) Co²⁺ இன் CoS ஆனது (தொகுதி II சல்பைட்டுகளான CuS/PbS ஐ விட) கூடிய கரைதிறனுடையது (கூடிய Kₛₓ). அமில ஊடகத்தில் H₂S இன் அயனியமாக்கல் சமநிலை (H₂S⇌2H⁺+S²⁻) H⁺ ஆல் இடதுபுறமாக அழுத்தப்படுகின்றது (பொது-அயன் விளைவு), [S²⁻] மிகக் குறைவாக வைத்திருக்கின்றது -- இது மிக-கரையாத தொகுதி II சல்பைட்டுகளின் Kₛₓ ஐ மாத்திரம் மிஞ்சப் போதுமானது. NH₄OH/NH₄Cl இடையகம் (பலவீன காரம்) H⁺ ஐ அகற்றி, சமநிலையை வலப்புறமாக நகர்த்தி [S²⁻] ஐ கூட்டுகின்றது -- இதுவே கூடிய Kₛₓ கொண்ட CoS ஐ வீழ்படியச் செய்யப் போதுமான அளவு உயர்கின்றது.
2017/essay/10/a (i) TiCl₃ ஓர் ஊதா நிறத் திண்மமாகும். நீரில் TiCl₃ இன் A, B என்னும் இரு நீரேற்றப்பட்ட இனங்கள் உருவாகின. A, B ஆகியன H₂O மற்றும் Cl⁻ ஆகிய இணையிகள் அடங்கும் எண்கோண கேத்திரகணிதத்தைக் கொண்ட தைத்தேனியத்தின் இணைப்புச் சேர்வைகளாகும். A, B ஆகியவை வேறுபடுத்தப்பட்டு அவற்றின் அணு அமைப்புகள் துணியப்பட்டன. பின்வரும் நடைமுறைகளைப் பயன்படுத்திச் சேர்வைகள் மேலும் பகுப்பாய்வுச் செய்யப்பட்டன.
A இன் பகுப்பாய்வு: A இன் 0.20 moldm⁻³ கரைசலின் 50.00 cm³ இற்கு மிகை AgNO₃(aq) ஐச் சேர்த்தபோது ஐதான அமோனியாவில் கரையும் ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு கிடைத்தது. வீழ்படிவைக் கழுவிக் கனலடுப்பில் உலர்த்தியபோது (மாறாத் திணிவு பெறப்படும் வரை) திணிவு 4.305 g ஆகும்.
B இன் பகுப்பாய்வு: B இன் 0.30 moldm⁻³ கரைசலின் 50.00 cm³ இற்கு மிகை AgNO₃(aq) ஐச் சேர்த்தபோது A இன் பகுப்பாய்வில் போன்ற அதே வெண்ணிற வீழ்படிவு கிடைத்தது. வீழ்படிவைக் கழுவி, கனலடுப்பில் உலர்த்தியபோது (ஒரு மாறாத் திணிவு பெறப்படும் வரை) கிடைத்த திணிவும் 4.305 g ஆகும். (H=1,O=16,Cl=35.5,Ti=48,Ag=108)
I. A, B ஆகியவற்றில் தைத்தேனியத்தின் இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக. II. A, B ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புகளை உய்த்தறிக. III. A, B ஆகியவற்றின் IUPAC பெயர்களைத் தருக.
(ii) X,Y,Z ஆகியன உலோக அயன் M(II) இன் இணைப்புச் சேர்வைகளாகும். அவை சதுரத் தளக் கேத்திரகணிதத்தைக் கொண்டவை. X ஒரு நடுநிலைச் சேர்வையாகும். Y இன் நீர்க்கரைசலுக்கு BaCl₂(aq) ஐச் சேர்க்கும்போது ஐதான அமிலங்களில் கரையாத வெண்ணிற வீழ்படிவொன்று கிடைத்தது. நீர்க்கரைசலில் Z ஆனது மூன்று அயன்களைத் தரும். பின்வரும் பட்டியலில் பொருத்தமான இனங்களைத் தெரிவுசெய்து X,Y,Z ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புச் சூத்திரங்களை எழுதுக: K⁺, NH₃, CN⁻, SO₄²⁻.
I. Ti (Z=22) அணு நிலை [Ar]3d²4s²; Ti³⁺ (A,B இரண்டிலும், 3 இலத்திரன்கள் இழத்தல் -- 4s² முதலில், தொடர்ந்து 1 3d இலத்திரன்): [Ar]3d¹.
II. A = [Ti(H₂O)₆]Cl₃, B = [TiCl(H₂O)₅]Cl₂.H₂O (மேலே கணக்கிடப்பட்டவாறு).
III. A இன் IUPAC பெயர்: ஹெக்சாஅக்குவாதைத்தேனியம்(III) குளோரைட்டு (hexaaquatitanium(III) chloride). B இன் IUPAC பெயர்: பென்டாஅக்குவாகுளோரிடோதைத்தேனியம்(III) குளோரைட்டு (pentaaquachloridotitanium(III) chloride).
(ii) சதுரத் தளம் (CN=4). நடுநிலைச் சேர்வை X: M²⁺+2NH₃(நடுநிலை)+2CN⁻(-2) = +2+0-2 = 0 ⇒ X = [M(NH₃)₂(CN)₂]. Y+BaCl₂→HCl-கரையாத வெண்BaSO₄ ⇒ Y இல் அயனிய SO₄²⁻ உள்ளது: Y = [M(NH₃)₄]SO₄ (4 NH₃ ஒருங்கிணைந்து, M²⁺+4(0)=+2, SO₄²⁻ ஆல் சமன்படுத்தப்படுகின்றது). Z மூன்று அயன்களைத் தருதல்: Z = K₂[M(CN)₄] (2K⁺+[M(CN)₄]²⁻ = 3 அயன்கள்; M²⁺+4CN⁻(-4)=-2, 2K⁺ ஆல் சமன்படுத்தப்படுகின்றது) -- K₂[Ni(CN)₄] போன்ற உண்மையான, பிரசித்தமான சதுரத் தள d⁸ சிக்கல்களுக்குப் பொருந்துகின்றது.
2018/Str/02(a) X ஆவர்த்தன அட்டவணையில் ஒரு p-தொகுப்பு மூலகமாகும். இது ஓர் ஈரணு வாயுவாக இருக்கின்றது. X ஆனது பரந்த வீச்சிலுள்ள ஒட்சியேற்ற நிலைகளைக் காட்டுகிறது. Y ஆனது X இனது மிகவும் பொதுவான ஐதரைட்டு ஆகும். Y ஆனது நீரில் இலகுவாகக் கரைந்து ஒரு கார கரைசலைக் கொடுக்கிறது. Y ஆனது ஓர் ஒட்சியேற்றும் கருவியாக, ஒரு தாழ்த்தும் கருவியாக, ஓர் அமிலமாக, ஒரு காரமாகத் தொழிற்படுகிறது. X இன் ஈரணு வாயு Y இன் உற்பத்தியில் பயன்படுகிறது.
(i) X, Y ஆகியவற்றை இனங்காண்க. (ii) X இன் ஈரணு வாயு பொதுவாக சடத்துவமானது எனக் கருதப்படுகிறது. சுருக்கமாக விளக்குக. (iii) X இன் ஒட்சைட்டுகள் மூன்றின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதி, அவ்வொவ்வொரு சேர்வையிலும் X இன் ஒட்சியேற்ற நிலையைக் குறிப்பிடுக. (iv) பின்வரும் சந்தர்ப்பங்கள் ஒவ்வொன்றிலும் Y இன் தொழிற்பாட்டைக் காட்டுவதற்கு ஒரு சமப்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடு தருக: I. Y ஓர் ஒட்சியேற்றும் கருவியாக. II. Y ஒரு தாழ்த்தும் கருவியாக. (v) X அடங்கும் கூட்டத்தில் உள்ள மூலகங்களின் Y இற்கு ஒத்த ஐதரைட்டுகளைக் கருத்திற் கொள்க. இவ் ஐதரைட்டுகளின் (Y அடங்கலாக) கொதிநிலை மாறலை கீழே உள்ள வரைபில் பருமட்டாக வரைக. உமது வரைபில் ஐதரைட்டுகளை அவற்றின் இரசாயனச் சூத்திரங்களைப் பயன்படுத்தி குறித்துக் காட்டுக (குறிப்பு: கொதிநிலைகளின் பெறுமானங்கள் அவசியமில்லை).
(i) X = N₂, Y = NH₃.
(ii) N₂ இன் சடத்துவத்திற்குக் காரணம்: N₂ மிக வலிமையான N≡N முப்பிணைப்பை (≈945 kJ/mol, அறியப்பட்ட வலிமையான பிணைப்புகளுள் ஒன்று) உடையது, இதனை உடைப்பதற்குப் பேரளவு தூண்டல் சக்தி தேவைப்படுகின்றது -- இதனால் பல தாக்கங்கள் வெப்ப-இயக்கவியல் ரீதியில் சாத்தியமானாலும், அறை வெப்பநிலையில் N₂ இயக்கவியல் ரீதியில் மிகவும் தாழ்ந்த வீதத்தில் தாக்கமடைகின்றது (2013 Old/ess/08(a)/NEW89 இல் ஏற்கனவே P₄ இன் அதிக தாக்குதிறனை N₂ உடன் ஒப்பிட்டபோது இதே N≡N பிணைப்பு வலிமை காரணம் காணப்பட்டது).
(iii) N இன் மூன்று ஒட்சைட்டுகள்: N₂O (டைநைத்திரசன் மோனொட்சைட்டு, N≡N→O வடிவம்) -- N இன் சராசரி ஒட்சியேற்ற நிலை +1. NO (நைத்திரிக் ஒட்சைட்டு, N=O, ஓற்பயிரி இலத்திரனுடன்) -- N இன் ஒட்சியேற்ற நிலை +2. NO₂ (நைத்திரசன் டையொட்சைட்டு, O=N-O வளைந்த வடிவம், ஓற்பயிரி இலத்திரனுடன்) -- N இன் ஒட்சியேற்ற நிலை +4.
(iv) I. Y ஓர் ஒட்சியேற்றும் கருவியாக: 2Na(s)+2NH₃(l)→2NaNH₂(s)+H₂(g)↑ (2016/Essay/08(a)/NEW100 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட தாக்கம், NH₃ இலுள்ள H (+1) Na ஆல் ஒடுக்கப்பட்டு H₂(0) ஆவதால் NH₃ ஒட்சியேற்றியாகச் செயற்படுகின்றது). II. Y ஒரு தாழ்த்தும் கருவியாக: 4NH₃(g)+5O₂(g)—Pt வினையூக்கி→4NO(g)+6H₂O(g) (ஒஸ்ற்வால்ட் முறை, HNO₃ உற்பத்தியின் முதற்படி; NH₃ இலுள்ள N இன் -3 நிலை +2 ஆக ஒட்சியேற்றப்படுவதால் NH₃ தாழ்த்தியாகச் செயற்படுகின்றது).
(v) கூட்டம் 15 ஐதரைட்டுகளின் கொதிநிலைப் போக்கு: NH₃ அசாதாரணமாக உயர்ந்த கொதிநிலையுடையது (ஐதரசன் பிணைப்பு காரணமாக), தொடர்ந்து PH₃ மிகத் தாழ்ந்த கொதிநிலையுடையது (ஐதரசன் பிணைப்பு இன்மையால் திடீர் வீழ்ச்சி), பின்னர் PH₃<AsH₃<SbH₃<BiH₃ எனக் கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லச் செல்ல மூலக்கூற்றளவு/வான்டர்வால்சு விசைகள் அதிகரிப்பதால் கொதிநிலை படிப்படியாக அதிகரிக்கின்றது (H₂O/H₂S/H₂Se/H₂Te, HF/HCl/HBr/HI ஆகியவற்றில் காணப்படும் இதே வகை ஐதரசன்-பிணைப்பு-முரண்பாட்டுக்கு ஒப்பான, உண்மையான, நன்கறியப்பட்ட ஆவர்த்தனப் போக்கு).
2018/Str/02(a)(vi)-(ix) (N₂/NH₃ தொடர்ச்சி) (vi) மேலே பகுதி (v) இல் கொதிநிலைகளிலுள்ள மாறலுக்கான காரணங்களைத் தருக. (vii) I. Al₂(SO₄)₃ கரைசலுக்கு Y (NH₃) இன் மிகை நீர்க்கரைசலொன்றைச் சேர்க்கும் போது நீர் என்ன அவதானிப்பீர் என்பதை எழுதுக. மேலே பகுதி I இல் உமது அவதானிப்புக்குக் காரணமான இனத்தின் இரசாயனச் சூத்திரத்தை எழுதுக. (viii) Y ஐ இனங்காண்பதற்கு ஓர் இரசாயனச் சோதனையைத் தருக. (ix) Z ஆனது X (N) இன் ஓர் ஒட்சோ-அமிலமும் ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் கருவியும் ஆகும். I. Z ஐ இனங்காண்க. II. சூடான செறிந்த Z ஆனது கந்தகத்துடன் தாக்கம்புரியும் போது கிடைக்கும் விளைபொருள்களைக் குறிப்பிடுக.
(vii) I. Al₂(SO₄)₃+மிகை NH₃: வெண்மையான ஜெலற்றின் போன்ற Al(OH)₃ வீழ்படிவு உண்டாகும், மிகை NH₃ இல் இவ்வீழ்படிவு கரையாது (Al(OH)₃ Zn(OH)₂ போலன்றி மிகை NH₃ இல் கரையாது, 2010/ess/08(b)/NEW76 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Al³⁺/Zn²⁺ வேறுபாடு): Al₂(SO₄)₃+6NH₃+6H₂O→2Al(OH)₃(s)↓+3(NH₄)₂SO₄. காரணமான இனம்: Al(OH)₃.
(viii) Y(NH₃) ஐ இனங்காண்பதற்கான சோதனை: செறிந்த HCl இல் தோய்ந்த ஒரு கண்ணாடிக் கோலை NH₃ வாயுவிற்கு அருகில் கொண்டுவரல் -- வெண்ணிற அடர் தூமம் (NH₄Cl) உருவாகும் (2016/Essay/08(a)/NEW100 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட NH₃ இன் தனித்துவ சோதனை): NH₃(g)+HCl(g)→NH₄Cl(s)↓.
(ix) N இன் ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் ஒட்சோ-அமிலம்: I. Z = HNO₃ (நைத்திரிக் அமிலம்). II. சூடான செறிந்த HNO₃+S: S+6HNO₃(செறி,சூடு)→H₂SO₄+6NO₂(g)↑+2H₂O (S ஆனது H₂SO₄ ஆக ஒட்சியேற்றப்பட, HNO₃ NO₂ ஆக ஒடுக்கப்படுகின்றது -- C+செறி HNO₃ தாக்கத்திற்கு ஒப்பான வடிவம், 2013new/ess/10(a)/NEW95 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது).
2018/Str/02(b) A, B ஆகியன ஆவர்த்தன அட்டவணையில் ஒரே கூட்டத்தைச் சேர்ந்த p-தொகுப்பிற்குரிய இரு மூலகங்களின் சேர்வைகளாகும். A ஆனது அறை வெப்பநிலையிலும் வளிமண்டல அமுக்கத்திலும் நிறமற்ற, மணமற்ற திரவமாக இருக்கின்றது. மேலும் இது வாயு மற்றும் திண்ம நிலைகளிலும் காணப்படுகின்றது. A இன் திண்ம நிலையானது அதன் திரவநிலையிலும் அடர்த்தி குறைந்தது. அயன் சேர்வைகளும் முனைவுத்தன்மையுள்ள சேர்வைகளும் A இல் இலகுவாகக் கரையும்.
B ஆனது அறை வெப்பநிலையிலும் வளிமண்டல அமுக்கத்திலும் ஒரு நிறமற்ற வாயுவாகும். ஈய அசற்றேற்றில் ஈரமாக்கப்பட்ட ஒரு வடிகட்டித்தாள் B உடன் பரிகரிக்கப்பட்டபோது கறுப்பாக மாறுகின்றது.
(i) A மற்றும் B ஆகியவற்றை இனங்காண்க. (ii) தேவையான இடங்களில் தனிச்சோடி இலத்திரன்களைக் காட்டி A மற்றும் B ஆகியவற்றின் வடிவங்களைப் பருமட்டாக வரைக. (iii) A இற்கா, B இற்கா மிகப்பெரிய பிணைப்புக்கோணம் உள்ளதெனக் காரணங்களைத் தந்து குறிப்பிடுக. (iv) பின்வரும் ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திலும் A இன் தொழிற்பாட்டைக் காட்டுவதற்கு ஒரு சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக: I. A ஓர் அமிலமாக. II. A ஒரு காரமாக. (v) நீர் சுவை அசற்றேற்றுடன் B இன் தாக்கத்திற்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக. (vi) I. A, B ஆகியவற்றை வேறு வேறாக ஓர் அமிலமாக்கப்பட்ட BiCl₃ கரைசலுடன் சேர்க்கும்போது நீர் எதனை அவதானிப்பீர் என எழுதுக (மிகை A உடன்.......... B உடன்..........). II. மேலே பகுதி I இல் உமது அவதானிப்புகளுக்கான சமப்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக.
(i) A = H₂O, B = H₂S.
(ii) இரண்டும் வளைந்த (bent) வடிவம், மையவணுவில் 2 தனிச்சோடி இலத்திரன்களுடன் (sp³ பங்கீட்டமைவு).
(iii) A(H₂O) இற்கு மிகப்பெரிய பிணைப்புக்கோணம் (≈104.5°, B(H₂S) இன் ≈92° உடன் ஒப்பிடுகையில்). காரணம்: O, S ஐ விட அதிக மின்னெதிர்த்தன்மையும் சிறிய அணு அளவும் கொண்டது -- O இன் பிணைப்பு இலத்திரன் இணைகள் தனிச்சோடி இலத்திரன்களுடன் ஒப்பீட்டளவில் அதிக sp³ கலப்புத்தன்மையைக் கொண்டு, தனிச்சோடி-பிணைப்புச் சோடி விலக்கல் மையவணுவைச் சுற்றி மிக நெருக்கமாக நிகழ்வதால் கோணம் தூய p-சுற்றுவட்டப் பிணைப்புக் கோணமான 90° இலிருந்து விலகி 104.5° ஆக விரிவடைகின்றது; S இன் பெரிய அளவு/குறைந்த மின்னெதிர்த்தன்மை காரணமாக பிணைப்பு இலத்திரன்கள் தூய p-சுற்றுவட்டங்களை நெருக்கமாகப் பயன்படுத்தி 92° இற்கு நெருக்கமான கோணத்தைத் தருகின்றன (கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிச் செல்லச் செல்ல ஐதரைட்டு பிணைப்புக்கோணம் குறையும் நன்கறியப்பட்ட போக்கு: NH₃>PH₃, H₂O>H₂S).
(iv) I. A ஓர் அமிலமாக: H₂O+NH₃→NH₄⁺+OH⁻ (H₂O NH₃ இற்குப் புரோத்தன் வழங்குகின்றது). II. A ஒரு காரமாக: H₂O+HCl→H₃O⁺+Cl⁻ (H₂O HCl இலிருந்து புரோத்தன் ஏற்கின்றது) -- நீரின் இரட்டைவாய்ப்பு (amphiprotic) தன்மையைக் காட்டுகின்றன.
(v) B(H₂S)+ஈர SO₂ (2008/ess/08(a)/NEW70, 2011old/ess/08(a)/NEW81-82, 2013new/ess/08/old/09(b)/NEW94 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட ஒப்பீட்டு-விகிதவகைத் தாக்கம்): 2H₂S(g)+SO₂(g)→3S(s)↓+2H₂O(l).
(vi) I. மிகை A உடன் (அமிலமாக்கப்பட்ட BiCl₃): வெண்ணிற BiOCl வீழ்படிவு (BiCl₃ இன் நீரகற்றம், 2018/str/01(b) இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Bi³⁺ நீரகற்ற நடத்தை); B உடன்: கருங்கபில/கருப்பு Bi₂S₃ வீழ்படிவு (Bi³⁺ இன் தொகுதி II-வகைச் சல்பைட்டு).
II. சமன்பாடுகள்: BiCl₃+H₂O→BiOCl(s)↓+2HCl (A உடன்); 2BiCl₃+3H₂S→Bi₂S₃(s)↓+6HCl (B உடன்).
2018/essay/08/a P என்னும் ஒரு நீர்க் கரைசலில் இரு கற்றயன்களும் இரு அனயன்களும் உள்ளன. இக்கற்றயன்களையும் அனயன்களையும் இனங்காண்பதற்குப் பின்வரும் பரிசோதனைகள் செய்யப்பட்டன.
கற்றயன்கள்: (1) P ஆனது ஐதான HCl இனால் அமிலமாக்கப்பட்டு கரைசலினூடாக H₂S வாயு செலுத்தப்பட்டது -- ஒரு தெளிந்த கரைசல் பெறப்பட்டது. (2) எல்லா H₂S உம் அகற்றப்படும் வரை மேற்குறித்த கரைசல் கொதிக்க வைக்கப்பட்டது. செறிந்த HNO₃ இன் சில துளிகள் சேர்க்கப்பட்டு கரைசல் மேலும் வெப்பமாக்கப்பட்டது. விளைவுக் கரைசல் குளிர்த்தப்பட்டு NH₄Cl/NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு கபில நிற வீழ்படிவு (Q) உருவாகியது. (3) Q வடிகட்டி அகற்றப்பட்டு வடிதிரவத்தினூடாக H₂S செலுத்தப்பட்டது -- ஒரு வெளிறிய இளஞ்சிவப்பு வீழ்படிவு (R) உருவாகியது. (4) R வடிகட்டி அகற்றப்பட்டு எல்லா H₂S உம் அகற்றப்படும்வரை வடிதிரவம் கொதிக்க வைக்கப்பட்டு (NH₄)₂CO₃ சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு தெளிந்த கரைசல் பெறப்பட்டது. (5) P யின் புதிய பகுதியுடன் ஐதான NaOH சேர்க்கப்பட்டது -- ஓர் அழுக்குப் பச்சை வீழ்படிவும் ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவும் உருவாகின.
Q, R ஆகிய வீழ்படிவுகளுக்கான பரிசோதனைகள்: (6) Q ஆனது ஐதான HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டு சலுசிலிக்கமிலக் கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- ஓர் இளம் ஊதா நிறக்கரைசல் பெறப்பட்டது. (7) R ஆனது ஐதான அமிலத்தில் கரைக்கப்பட்டு கரைசலுடன் ஐதான NaOH சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உருவாகியது; அது சிறிது நேரத்தில் கபில நிறமாக மாறியது.
அனயன்கள்: (8) I. P உடன் BaCl₂ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உருவாகியது. II. வெண்ணிற வீழ்படிவு வடிகட்டி வேறாக்கப்பட்டு வீழ்படிவுடன் ஐதான HCl சேர்க்கப்பட்டது -- வெண்ணிற வீழ்படிவு கரையவில்லை. (9) (8)II இன் வடிதிரவத்தின் ஒரு பகுதியுடன் Cl₂ நீரும் குளோரோபோமும் சேர்க்கப்பட்டுக் கலவை நன்கு குலுக்கப்பட்டது -- குளோரோபோம் படை மஞ்சட் கபில நிறமாகியது.
(i) கரைசல் P யில் உள்ள இரு கற்றயன்களையும் இரு அனயன்களையும் இனங்காண்க (காரணங்கள் அவசியமில்லை). (ii) Q, R ஆகிய வீழ்படிவுகளுக்கான இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக. (iii) பின்வருவனவற்றிற்குக் காரணங்களைத் தருக: I. கற்றயன்களுக்கான பரிசோதனை (2) இல் H₂S அகற்றப்பட்டமை. II. கற்றயன்களுக்கான பரிசோதனை (2) இல் செறிந்த HNO₃ உடன் வெப்பமாக்கப்பட்டமை.
படி (3): Q(Fe(OH)₃) அகற்றப்பட்ட பின்னர் NH₄Cl/NH₄OH இடையகத்தில் (2013new/ess/08/old/09(a)/NEW93, 2016/essay/08(b)/NEW102, 2017/08a/Essay/NEW103 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட நுட்பம்) H₂S செலுத்தும்போது வெளிறிய இளஞ்சிவப்பு MnS வீழ்படிகின்றது ⇒ R = MnS. உறுதிச் சோதனை (7): MnS+அமிலம்→Mn²⁺, +ஐதான NaOH→வெண்ணிற Mn(OH)₂ வீழ்படிவு, சிறிது நேரத்தில் காற்றின் O₂ ஆல் ஒட்சியேற்றமடைந்து கபில நிறமாக மாறுதல் (2013new/str/02(b)/NEW86 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Mn(OH)₂ காற்று-ஒட்சியேற்றம்).
படி (5): P(மூல, ஒட்சியேற்றப்படாத Fe²⁺)+ஐதான NaOH→அழுக்குப் பச்சை Fe(OH)₂ (ஒட்சியேற்றப்படாத Fe²⁺ இன் தனித்துவ வண்ணம், Q இன் கபில நிறத்திலிருந்து வேறுபட்டது ஏனெனில் இங்கு முன்கூட்டிய HNO₃ ஒட்சியேற்றம் நடைபெறவில்லை)+வெண்ணிற Mn(OH)₂ (இரண்டு கற்றயன்களும் ஒரே சோதனையில் இரு வெவ்வேறு வீழ்படிவுகளாக வெளிப்படுதல்).
படி (8): BaCl₂+வெண் HCl-கரையாத வீழ்படிவு ⇒ BaSO₄, SO₄²⁻ இருப்பதைச் சுட்டும். படி (9): வடிதிரவம்+Cl₂ நீர்+குளோரோபோம்→குளோரோபோம் படை மஞ்சட்-கபிலம் -- Br⁻ ஐ Br₂ ஆக Cl₂ ஒட்சியேற்றி, Br₂ குளோரோபோமில் கரைந்து மஞ்சட்-கபில நிறம் தருதல் (அலசன் இடப்பெயர்ச்சி + கரைப்பான் பிரித்தல் ஆகியவற்றின் தரமான சோதனை): Cl₂+2Br⁻→2Cl⁻+Br₂ ⇒ Br⁻ இருப்பதைச் சுட்டும்.
(i) P யிலுள்ள இரு கற்றயன்கள்: Fe²⁺, Mn²⁺. இரு அனயன்கள்: SO₄²⁻, Br⁻. (P = FeBr₂+MnSO₄ வகைச் சேர்வைகளின் கலவைக்கு ஒப்பானது).
(ii) Q = Fe(OH)₃, R = MnS.
(iii) I. H₂S அகற்றப்பட்டமைக்கான காரணம்: H₂S செறிந்த HNO₃ ஆல் ஒட்சியேற்றப்படக்கூடியது (H₂S→S/SO₄²⁻), இது HNO₃ ஐ வீணடித்து Fe²⁺ ஐ ஒட்சியேற்றுவதற்குப் பதிலாக H₂S உடன் தேவையற்ற முறையில் தாக்கமடையச் செய்யும் -- எனவே Fe²⁺ ஒட்சியேற்றத்தை சுத்தமாகவும் திறமையாகவும் நடத்த H₂S முதலில் அகற்றப்பட வேண்டும்.
II. செறிந்த HNO₃ உடன் வெப்பமாக்கப்பட்டமைக்கான காரணம்: Fe²⁺ ஐ Fe³⁺ ஆக முழுமையாக ஒட்சியேற்றுவதற்கு -- Fe(OH)₂ (Fe²⁺ இலிருந்து நேரடியாக) ஒப்பீட்டளவில் அதிக கரைதிறனுடையது, அசுத்தமாக/முழுமையின்றி வீழ்படிகின்றது, மேலும் காற்றில் மெதுவாக, முழுமையின்றி ஒட்சியேற்றமடைகின்றது; ஆனால் Fe(OH)₃ (Fe³⁺ இலிருந்து) குறைந்த கரைதிறனுடையது, தூய்மையாக முழுமையாக வீழ்படிகின்றது -- இதனால் துல்லியமான இனங்காணலுக்கு HNO₃ மூலம் முன்கூட்டிய முழுமையான ஒட்சியேற்றம் அவசியம்.
2018/essay/10/a A, B ஆகியன எண்கோணக் கேத்திரகணிதத்தைக் கொண்ட சிக்கல் அயன்களாகும் (அதாவது உலோக அயனும் அதனுடன் இணைந்துள்ள இணையிகளும்). அவை ஒரே அணுவுக்குரிய அமைப்பு MnC₅H₃N₆ ஐக் கொண்டுள்ளன. ஒவ்வொரு சிக்கல் அயனிலும் இரண்டு வகையான இணையிகள் உலோக அயனுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. A அடங்கும் ஒரு நீர்க்கரைசலைப் பொற்றாசியம் உப்புடன் பரிகரிக்கும் போது C என்னும் இணைப்புச் சேர்வை உருவாகின்றது. C ஆனது நீர்க்கரைசலில் நான்கு அயன்களைக் கொடுக்கிறது. B அடங்கும் ஒரு நீர்க்கரைசலைப் பொற்றாசியம் உப்புடன் பரிகரிக்கும் போது D என்னும் இணைப்புச் சேர்வை உருவாகின்றது. D ஆனது நீர்க்கரைசலில் மூன்று அயன்களைக் கொடுக்கிறது. C, D ஆகிய இரண்டும் எண்கோணக் கேத்திரகணிதத்தை உடையன. (குறிப்பு: பொற்றாசியம் உப்புடன் பரிகரிக்கும் போது A, B ஆகியவற்றில் உள்ள மங்கனீசின் ஒட்சியேற்ற நிலைகளில் மாற்றம் எதுவும் இல்லை.)
(i) A, B ஆகியவற்றில் உள்ள மங்கனீசுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள இணையிகளை இனங்காண்க. (ii) A, B, C, D ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புகளைத் தருக. (iii) A, B ஆகியவற்றில் உள்ள மங்கனீசு அயன்களின் இலத்திரன் நிலையமைப்புகளை எழுதுக. (iv) C, D ஆகியவற்றின் IUPAC பெயரீட்டை எழுதுக.
A, B ஆகியவை வேறுபடுவது Mn இன் ஒட்சியேற்ற நிலையில் (பொற்றாசியம் உப்புடனான தாக்கம் வெறும் எளிய H⁺/K⁺ அயன் இடமாற்றம், மங்கனீசு ஒட்சியேற்ற நிலை மாறாது): C நான்கு அயன்களைத் தருதல் (3K⁺+1 சிக்கல் அயன்) ⇒ சிக்கல் அயன் சார்ஜ் = -3 ⇒ A இல் Mn+5(-1)+0=-3 ⇒ Mn²⁺. D மூன்று அயன்களைத் தருதல் (2K⁺+1 சிக்கல் அயன்) ⇒ சிக்கல் அயன் சார்ஜ் = -2 ⇒ B இல் Mn+5(-1)+0=-2 ⇒ Mn³⁺. இது உண்மையான, ஆவணப்படுத்தப்பட்ட Mn(II)/Mn(III) சயனைட்டு-அம்மீன் சிக்கல் வேதியியலுக்குப் பொருந்துகின்றது.
(i) இணையிகள் (A, B இரண்டிலும்): CN⁻ (சயனிடோ, 5) மற்றும் NH₃ (அம்மீன், 1).
(ii) A = H₃[Mn(CN)₅(NH₃)] (Mn²⁺, 3 H⁺ எதிரயன்கள்); B = H₂[Mn(CN)₅(NH₃)] (Mn³⁺, 2 H⁺ எதிரயன்கள்); C = K₃[Mn(CN)₅(NH₃)] (3K⁺+[Mn(CN)₅(NH₃)]³⁻ = 4 அயன்கள்); D = K₂[Mn(CN)₅(NH₃)] (2K⁺+[Mn(CN)₅(NH₃)]²⁻ = 3 அயன்கள்).
(iii) Mn (Z=25) அணு நிலை [Ar]3d⁵4s². A இல் Mn²⁺ (4s² இழத்தல்): [Ar]3d⁵. B இல் Mn³⁺ (4s²+1 3d இலத்திரன் இழத்தல்): [Ar]3d⁴.
(iv) C இன் IUPAC பெயர்: பொற்றாசியம் அம்மீன்பென்டாசயனிடோமங்கனேற்று(II) (potassium amminepentacyanidomanganate(II)). D இன் IUPAC பெயர்: பொற்றாசியம் அம்மீன்பென்டாசயனிடோமங்கனேற்று(III) (potassium amminepentacyanidomanganate(III)).
2019/str/02(c) A தொடக்கம் E வரைக்கும் பெயரிடப்பட்டுள்ள சோதனைக் குழாய்களில் Na₂S₂O₃, Na₂CO₃, KNO₂, KBr, Na₂S ஆகியவற்றின் (இதே வரிசையிலன்றி) நீர்க்கரைசல்கள் உள்ளன. A தொடக்கம் E வரையுள்ள ஒவ்வொரு சோதனைக் குழாயிலும் ஐதான HCl ஐச் சேர்க்கும்போது (தேவையெனின் இளஞ்சூடாக்குவதன் மூலம்) கிடைக்கும் கரைசலினதும் வெளிவரும் வாயுவினதும் இயல்புகள் பின்வரும் அட்டவணையில் தரப்பட்டுள்ளன.
A: கரைசல்-நிறமற்றது; வாயு-நிறமும் மணமும் இல்லை. B: கரைசல்-நிறமற்றது; வாயு-செங்கபில நிறமும் காரமான மணமும் உண்டு. C: கரைசல்-நிறமற்றது; வாயு-நிறமற்றது, கூழ்முட்டையின் மணம் உள்ளது. D: கரைசல்-கலங்கற்றன்மை உள்ளது; வாயு-நிறமற்றது, காரமான மணம் உண்டு. E: கரைசல்-நிறமற்றது; வாயு-வெளிவருவதில்லை.
(i) A தொடக்கம் E வரையுள்ள சோதனைக் குழாய்கள் ஒவ்வொன்றிலும் உள்ள கரைசல்களை இனங்காண்க. (ii) A, B, C, D ஆகிய சோதனைக் குழாய்களில் நடைபெறும் தாக்கங்களுக்குரிய சமப்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக. (iii) A, C, D ஆகியவற்றில் வெளிவரும் வாயுக்கள் ஒவ்வொன்றையும் இனங்காண்பதற்கு ஓர் இரசாயனச் சோதனை வீதம் எழுதுக (அவதானிப்புகளும் தேவை).
(i) A = Na₂CO₃, B = KNO₂, C = Na₂S, D = Na₂S₂O₃, E = KBr.
(ii) சமன்பாடுகள்:
• A: Na₂CO₃+2HCl→2NaCl+H₂O+CO₂(g)↑
• B: KNO₂+HCl→KCl+HNO₂, தொடர்ந்து 3HNO₂→HNO₃+2NO(g)↑+H₂O (NO காற்றின் O₂ உடன் விரைவாக ஒட்சியேற்றப்பட்டு 2NO+O₂→2NO₂ செங்கபில நிறம் தருகின்றது)
• C: Na₂S+2HCl→2NaCl+H₂S(g)↑
• D: Na₂S₂O₃+2HCl→2NaCl+S(s)↓+SO₂(g)↑+H₂O
(iii) வாயுக்களை இனங்காணும் சோதனைகள்:
• A (CO₂): சுண்ணாம்பு நீரூடாகச் செலுத்துக -- சுண்ணாம்பு நீர் பால்நிறமாகும் (CaCO₃ வீழ்படிவு).
• C (H₂S): ஈய அசற்றேற்றில் ஈரமாக்கப்பட்ட வடிகட்டித்தாளுக்கு அருகில் வைக்குக -- வடிகட்டித்தாள் கறுப்பாக மாறும் (PbS உருவாதல்).
• D (SO₂): அமிலமாக்கப்பட்ட பொற்றாசியம் டைகுரோமேற்றுக் கரைசலூடாகச் செலுத்துக -- ஆரஞ்சு நிறம் பச்சை நிறமாக மாறும் (Cr₂O₄²⁻→Cr³⁺, 2008/ess/08(a)/NEW70 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட தாக்கம்).
2019/(New)essay/07/b & 2019/(Old)essay/10/a A, B, C, D ஆகியன இணைப்புச் சேர்வைகளாகும். அவற்றுக்கு ஓர் எண்முக கேத்திர கணிதம் உண்டு. ஒவ்வொரு சேர்வையிலும் இணையிகளின் இரண்டு வகைகள் உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன. சேர்வைகளின் மூலக்கூற்றுச் சூத்திரங்கள் (வரிசையிலன்றி): NiCl₂H₁₂N₄, NiI₂H₁₆N₄O₂, NiH₁₆N₆O₈, NiCl₂H₁₅N₃O₃. சேர்வைகளின் நீர்க் கரைசல்கள் Pb(CH₃COO)₂(aq) உடன் பரிகரிக்கப்பட்டபோது கிடைத்த அவதானிப்புகள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.
A: வெந்நீரில் கரையும் ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு. B: வீழ்படிவு இல்லை. C: வெந்நீரில் கரையும் ஒரு மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு. D: வீழ்படிவு இல்லை.
I. A, B, C, D ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புகளைத் தருக. சேர்வை B இல் உள்ள எல்லா இணையிகளும் உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன. II. Pb(CH₃COOH)₂(aq) உடன் சேர்வைகளைப் பரிகரிக்கும்போது கிடைக்கும் வீழ்படிவுகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக (குறிப்பு: சேர்வையையும் சோதனைப் பொருளையும் குறிப்பிடுக). III. A, B, C, D ஆகியவற்றின் IUPAC பெயர்களைத் தருக. IV. மேலே தரப்பட்ட சேர்வைகளில் உள்ள உலோக அயனுடன் இணையாத ஓர் அனயன்/அனயன்கள் இருப்பின், அந்த அனயன்களை ஒவ்வொன்றையும் இனங்காண்பதற்கு ஓர் இரசாயனச் சோதனை வீதம் அவதானிப்புடன் குறிப்பிடுக (குறிப்பு: நீர் தரும் சோதனைகள் இங்கு குறிப்பிடப்பட்ட ஒரு சோதனையாக இருத்தலாகாது).
• NiCl₂H₁₅N₃O₃ = 3NH₃(H₉N₃)+3H₂O(H₆O₃) ஒருங்கிணைந்து (CN=6)+2 அயனிய Cl⁻ ⇒ [Ni(NH₃)₃(H₂O)₃]Cl₂ -- வெண் PbCl₂ தருதல் ⇒ A.
• NiCl₂H₁₂N₄ = 4NH₃(H₁₂N₄)+2Cl ஒருங்கிணைந்து (CN=6, அயனிய Cl எதுவுமில்லை, நடுநிலைச் சேர்வை) ⇒ [NiCl₂(NH₃)₄] -- வீழ்படிவு ஏதுமில்லை (Cl முழுவதும் ஒருங்கிணைந்தது) ⇒ B ("B இல் உள்ள எல்லா இணையிகளும் உலோக அயனுடன் இணைந்துள்ளன" எனும் குறிப்புடன் பொருந்துகின்றது).
• NiI₂H₁₆N₄O₂ = 4NH₃(H₁₂N₄)+2H₂O(H₄O₂) ஒருங்கிணைந்து (CN=6)+2 அயனிய I⁻ ⇒ [Ni(NH₃)₄(H₂O)₂]I₂ -- மஞ்சள் PbI₂ தருதல் ⇒ C.
• NiH₁₆N₆O₈ = 4NH₃(H₁₂N₄)+2H₂O(H₄O₂) ஒருங்கிணைந்து (CN=6)+2 அயனிய NO₃⁻ (N₂O₆) ⇒ [Ni(NH₃)₄(H₂O)₂](NO₃)₂ -- NO₃⁻ Pb(CH₃COO)₂ உடன் வீழ்படியாது (Pb(NO₃)₂ கரையக்கூடியது) ⇒ வீழ்படிவு ஏதுமில்லை ⇒ D.
I. A = [Ni(NH₃)₃(H₂O)₃]Cl₂, B = [NiCl₂(NH₃)₄], C = [Ni(NH₃)₄(H₂O)₂]I₂, D = [Ni(NH₃)₄(H₂O)₂](NO₃)₂.
II. A+Pb(CH₃COO)₂→PbCl₂(s)↓(வெண்மை)+[Ni(NH₃)₃(H₂O)₃](CH₃COO)₂, C+Pb(CH₃COO)₂→PbI₂(s)↓(மஞ்சள்)+[Ni(NH₃)₄(H₂O)₂](CH₃COO)₂ (B, D உடன் வீழ்படிவு ஏதுமில்லை).
III. A: ட்ரையாம்மீன்ட்ரையஅக்குவாநிக்கல்(II) குளோரைட்டு (triamminetriaquanickel(II) chloride). B: டெற்றாஅம்மீன்டைகுளோரிடோநிக்கல்(II) (tetraamminedichloridonickel(II)). C: டெற்றாஅம்மீன்டைஅக்குவாநிக்கல்(II) அயடைட்டு (tetraamminediaquanickel(II) iodide). D: டெற்றாஅம்மீன்டைஅக்குவாநிக்கல்(II) நைத்திரேற்று (tetraamminediaquanickel(II) nitrate).
IV. D இல் உலோக அயனுடன் இணையாத அனயன்: NO₃⁻. சோதனை: பழுப்பு வளையச் சோதனை (brown ring test) -- D இன் கரைசலுக்குப் புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட FeSO₄ கரைசலைச் சேர்த்து, தொடர்ந்து செறிந்த H₂SO₄ ஐ சோதனைக் குழாயின் ஓரத்தால் மெதுவாக ஊற்ற, இரு அடுக்குகளுக்கும் இடையே ஒரு பழுப்பு வளையம் உருவாகும் ([Fe(NO)(H₂O)₅]SO₄ வளையச் சேர்வை உருவாகுவதால், 2006/ess/09(a)/NEW65 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட NO₃⁻ இற்கான தரமான சோதனை).
2020/str/02 (a) A, B, C, D ஆகியன p-தொகுப்பு மூலகங்களின் குளோரைட்டுகளாகும் (இம்மூலகங்களின் அணுவெண்கள் 20 இலும் குறைந்தவை). A ஆனது ஒரு வரையறுத்த அளவு நீருடன் தாக்கம் புரியும்போதும், B, C, D ஆகியன மிகையான நீருடன் தாக்கம் புரியும்போதும் உண்டாகும் விளைபொருள்களின் (P₁-P₉) விவரணம் கீழே தரப்பட்டுள்ளது: A: P₁=பங்கீட்டுவலை வலையமைப்புக் கட்டமைப்பு உள்ள ஒரு சேர்வை; P₂=ஒரு வலிமையான ஒருமூல அமிலம். B: P₃=செம் பாசிச் சாயத்தை நீலமாக மாற்றும் ஒரு வாயு; P₄=வெளிற்று இயல்புகள் உள்ள ஒரு சேர்வை. C: P₅=ஒரு மும்மூல அமிலம்; P₆=ஒரு வலிமையான ஒருமூல அமிலம். D: P₇=அமில KMnO₄ கரைசலை நிறமற்றதாக மாற்றும் ஒரு வாயு; P₈=ஒரு கூழ்த் திண்மம்; P₉=ஒரு வலிமையான ஒருமூல அமிலம்.
(i) A, B, C, D ஐ இனங்காண்க. (ii) P₁-P₉ தருவதற்கு நீருடன் நடைபெறும் இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக. (iii) பின்வருவற்றுக்குரிய சமன்பாடுகள்: I. P₁+NaOH(aq) II. P₃+Mg III. P₇+அமில K₂Cr₂O₄.
(b) Al₂(SO₄)₃, H₂SO₄, Na₂S₂O₃, BaCl₂, Pb(Ac)₂, KOH ஆகியவற்றின் நீர்க்கரைசல்களைக் கொண்டுள்ள P,Q,R,S,T,U (இதே ஒழுங்கிலன்றி) எனப்பெயரிட்ட போத்தல்கள் தரப்பட்டுள்ளன. (Ac=அசற்றேற்று அயன்)
I. T+R → ஒரு தெளிவான நிறமற்ற கரைசல். II. P+R → ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு. III. T+S → செலன்றின் போன்ற ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு. IV. U+R → ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு. V. P+Q → ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு, வெப்பமாக்கப்படும் போது கறுப்பாக மாறுகின்றது. VI. P+U → ஒரு வெள்ளை வீழ்படிவு, வெப்பமாக்கப்படும்போது கரைகின்றது.
(i) P முதல் U வரை இனங்காண்க. (ii) I முதல் VI வரையுள்ள தாக்கங்களுக்குரிய இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக (வீழ்படிவுகளை ↓ எனக் காட்டுக).
• A = SiCl₄: SiCl₄+2H₂O(வரையறுத்தது)→SiO₂(P₁, பங்கீட்டுவலை நெட்வேர்க் திண்மம் -- குவார்ட்ஸ் போன்றது)+4HCl(P₂, வலிமையான ஒருமூல அமிலம்).
• B = NCl₃ (நைதரசன் ட்ரைகுளோரைட்டு): NCl₃+3H₂O(மிகையானது)→NH₃(P₃, செம் லிட்மஸ் சாயத்தை நீலமாக மாற்றும் காரவாயு)+3HOCl(P₄, ஹைப்போகுளோரசு அமிலம் -- ஒரு தரமான வெளிற்றும் முகவர்).
• C = PCl₅: PCl₅+4H₂O(மிகையானது)→H₃PO₄(P₅, மும்மூல பொசுபோரிக் அமிலம்)+5HCl(P₆, வலிமையான ஒருமூல அமிலம்).
• D = S₂Cl₂ (டைசல்பர் டைகுளோரைட்டு): 2S₂Cl₂+2H₂O(மிகையானது)→SO₂(P₇, அமில KMnO₄ ஐ நிறமற்றதாக்கும் ஒட்சியேற்றி)+3S(P₈, வெளிர் மஞ்சள் கூழ்த் திண்மம்)+4HCl(P₉, வலிமையான ஒருமூல அமிலம்).
(iii) I. SiO₂+2NaOH→Na₂SiO₃+H₂O. II. 3Mg+2NH₃→(வெப்பம்)Mg₃N₂+3H₂ (N₂ உடன் Mg எரிவதற்கு இணையான தாக்கம்). III. 3SO₂+K₂Cr₂O₉+H₂SO₄→K₂SO₄+Cr₂(SO₄)₃+H₂O (செம்மஞ்சள்→பச்சை நிறமாற்றம்).
(b) ஆறு தாக்கங்களையும் ஒரு தொகுப்பாகத் தீர்க்கும்போது ஒரே தீர்வு தருகின்றது: P+Q (வெள்ளை→வெப்பத்தில் கருப்பு) என்பது Pb₂⁺/S₂O₃²⁻ இற்கான தரமான "ஹைப்போ சோதனை"; P+U (வெள்ளை→வெப்பத்தில் கரைதல்) என்பது PbCl₂ இன் 2010/ess/09(b)/NEW78 முதல் NEW111 வரை பலமுறை காணப்பட்ட வெப்ப/குளிர் கரைதிறன் கையொப்பம். எனவே: P=Pb(Ac)₂ (Pb²⁺), Q=Na₂S₂O₃ (S₂O₃²⁻), U=BaCl₂ (Cl⁻). T+R→தெளிவான நிறமற்ற கரைசல் = ஒரு காரம்+அமில நடுநிலைமாக்கல்: T=KOH, R=H₂SO₄. மீதி: T+S→செலன்றின் போன்ற வெள்ளை வீழ்படிவு = Al(OH)₃ ஜெலட்டின் வீழ்படிவு ⇒ S=Al₂(SO₄)₃. U+R→BaSO₄ நிரந்தர வெள்ளை வீழ்படிவு உறுதிசெய்கிறது.
(i) P=Pb(Ac)₂, Q=Na₂S₂O₃, R=H₂SO₄, S=Al₂(SO₄)₃, T=KOH, U=BaCl₂.
(ii) I. 2KOH+H₂SO₄→K₂SO₄+2H₂O. II. Pb(CH₃COO)₂+H₂SO₄→PbSO₄↓+2CH₃COOH. III. 6KOH+Al₂(SO₄)₃→2Al(OH)₃↓+3K₂SO₄. IV. BaCl₂+H₂SO₄→BaSO₄↓+2HCl. V. Pb(CH₃COO)₂+Na₂S₂O₃→PbS₂O₃↓(வெள்ளை)+2CH₃COONa; வெப்பமாக்கும்போது: PbS₂O₃→PbS↓(கருப்பு)+SO₃. VI. Pb(CH₃COO)₂+BaCl₂→PbCl₂↓(வெள்ளை, வெப்பநீரில் கரையும்)+Ba(CH₃COO)₂.
2020/(New)/Essay/07/b உப்பு M(NO₃)ₙ ஐக் காய்ச்சி வடித்த நீரில் கரைக்கும்போது ஒரு நிறமுள்ள சிக்கலயன் P உண்டாகின்றது. M ஆனது 3d தொகுப்புக்குரிய ஒரு தாண்டல் மூலகமாகும். P பின்வரும் தாக்கங்களுக்கு உட்படுகின்றது: P+நீர் NH₃(சிறிதளவு)→Q(நீலநிற வீழ்படிவு); Q+மிகையான நீர் NH₃→R(கடும் நிறமுள்ள கரைசல்); P+செறிந்த HCl→S(மஞ்சள் நிறமுள்ள கரைசல்); P+U→T(செங்கபில வீழ்படிவு). T, U ஆகியன ஒவ்வொன்றும் நான்கு மூலகங்களைக் கொண்ட இணைப்புச் சேர்வைகளாகும்; P, R, S ஆகியன சிக்கலயன்களாகும்.
(i) உலோகம் M ஐ இனங்காண்க. சிக்கலயன் P இல் M இன் ஒட்சியேற்ற நிலையைத் தருக. (ii) M(NO₃)ₙ இல் n இன் பெறுமானத்தைத் தருக. (iii) சிக்கலயன் P இல் M இன் பூரண இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக. (iv) P,Q,R,S,T,U ஆகியவற்றின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக. (v) P,R,S,T,U ஆகியவற்றின் IUPAC பெயர்களைத் தருக. (vi) P இன் நிறம் யாது? (vii) கீழே தரப்பட்டுள்ள I, II ஆகியவற்றில் நீர் எதிர்பார்க்கும் அவதானிப்புகள் யாவை: 1. அறை வெப்பநிலையில் P ஐக் கொண்ட ஓர் அமிலக் கரைசலுக்கு H₂S வாயுவை அனுப்பும்போது. 2. மேலே I இல் கிடைக்கும் கலவையைக் கரைந்துள்ள H₂S ஐ நீக்கிய பின்னர் ஜதான HNO₃ உடன் வெப்பமாக்கும்போது. (viii) ஒரு நீர்க் கரைசலில் இருக்கும் Mⁿ⁺ இன் செறிவைத் துணிவதற்கான ஒரு முறையைப் பின்வரும் இரசாயனப் பொருள்களைப் பயன்படுத்திச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளின் துணையுடன் சுருக்கமாக விபரிக்க: KI, Na₂S₂O₃, மாப்பொருள்.
(i) M = Cu (செம்பு); P இல் ஒட்சியேற்ற நிலை = +2.
(ii) n = 2 (Cu(NO₃)₂).
(iii) Cu (Z=29): [Ar]3d¹⁰4s¹; Cu²⁺ 4s இலத்திரனையும் ஒரு 3d இலத்திரனையும் இழந்து: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹.
(iv) P=[Cu(H₂O)₆]²⁺ (நீலம்). Q=Cu(OH)₂ (நீலநிற வீழ்படிவு -- சிறிதளவு NH₃ ஒரு காரமாகச் செயற்பட்டு). R=[Cu(NH₃)₄]²⁺ (கடும்நீலம் -- மிகையான NH₃ Q ஐக் கரைத்து டெற்றா-அம்மீன் சிக்கலயனை உருவாக்குகிறது, classic "deep blue" உறுதிச் சோதனை). S=[CuCl₄]²⁻ (மஞ்சள் -- செறிந்த HCl இன் அதிக Cl⁻ செறிவு நான்முக சிக்கலயனை உருவாக்க நீர் ஈனியிகளை இடமாற்றுகிறது, Ni²⁺/NEW112 இல் ஏற்கனவே பயன்படுத்திய அதே தர்க்கம்). U=K₄[Fe(CN)₆] (பொற்றாசியம் ஹெக்சாசயனைடோபெரேற்று(II) -- K,Fe,C,N என நான்கு மூலகங்கள்). T=Cu₂[Fe(CN)₆] (செம்பு(II) ஹெக்சாசயனைடோபெரேற்று(II), செங்கபில/சொக்லேற் நிற வீழ்படிவு -- Cu,Fe,C,N என நான்கு மூலகங்கள் -- Cu²⁺ இற்கான மிக உணர்திறன் மிக்க தரமான சோதனை).
(v) P=hexaaquacopper(II) ion; R=tetraamminecopper(II) ion; S=tetrachloridocuprate(II) ion; T=dicopper(II) hexacyanidoferrate(II); U=potassium hexacyanidoferrate(II). (S, T இல் "-ate" இறுதி, ஏனெனில் அவை எதிர்மின்னேற்ற/நடுநிலை உலோகக் கூட்டு அயன்கள்.)
(vi) P இன் நிறம் = நீலம் (blue) (எண்முக [Cu(H₂O)₆]²⁺ இன் d-d மாற்றத்தால் உண்டாகும் classic நிறம்).
(vii) 1. ஒரு கருமை நிற வீழ்படிவு (CuS) உண்டாகும்: Cu²⁺+H₂S→CuS↓+2H⁺ (classic Group II சல்பைட்டு). 2. CuS ஜதான HNO₃ இனால் கரைந்து, மீண்டும் ஒரு நீல நிறக் கரைசல் தரும் (Cu²⁺ மீட்சி), வெளிர் மஞ்சள் கந்தகத் தேக்கத்துடன்: 3CuS+8HNO₃→3Cu(NO₃)₂+3S↓+2NO↑+4H₂O.
(viii) இது Cu²⁺ இற்கான classic அயடோமெற்றிக் தரப்படுத்தல்: KI மிகையாகச் சேர்க்க, Cu²⁺ I⁻ ஐ ஒட்சியேற்றி I₂ ஐ விடுவிக்கும், தானும் வெண்நிற CuI ஆகக் குறையும் (2Cu²⁺+4I⁻→2CuI↓+I₂). விடுவிக்கப்பட்ட I₂ ஐ Na₂S₂O₃ கரைசலுக்கு எதிராகத் தரப்படுத்த, முடிவுப்புள்ளிக்கு அண்மையில் மாப்பொருளைச் சுட்டியாகப் பயன்படுத்தலாம் (ஆழ்நீல மாப்பொருள்-I₂ சிக்கலயன் நிறமிழக்கும் புள்ளியே முடிவுப்புள்ளி): I₂+2Na₂S₂O₃→2NaI+Na₂S₄O₆. நுகரப்பட்ட Na₂S₂O₃ இன் அளவிலிருந்து, மோல் விகிதவியல் மூலம் (1 mol Cu²⁺ ≡ 1 mol Na₂S₂O₃) கரைசலில் உள்ள Cu²⁺ செறிவைக் கணிக்கலாம்.
2020/(New)/Essay/09/a பாய்ச்சற் கோட்டுப்படத்தில் A-Q இல் தரப்பட்டுள்ள பதார்த்தங்களின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக (பதார்த்தங்கள் A-Q ஐ இனங்காண்பதற்கு இரசாயனச் சமன்பாடுகளும் காரணங்களும் எதிர்பார்க்கப்படவில்லை). உலோகம் A+ஜதான H₂SO₄→B(இளம் பச்சை)+C(நிறமற்றது, மணமற்றது); B+ஜதான NaOH→D(அழுக்குப் பச்சை); D+E→F(செங்கபிலம்) (E ஆனது ஆவர்த்தன அட்டவணையின் முதல் இரு ஆவர்த்தனங்களுக்கும் உரிய இரு மூலகங்களைக் கொண்ட ஒரு சேர்வையாகும், நிறமற்றது); F→(வெப்பமாக்கல்)G(செங்கபிலம்); F+1.ஜதான HNO₃ 2.H→I(கரும் நீலம்); F+ஜதான NH₄OH←J(மஞ்சட் கபிலம்); J+AgNO₃→Q(வெள்ளை); Q+ஜதான NH₄OH→தெளிவானது, நிறமற்றது; J→K(நிறமற்றது, துர்நாற்றம்)+L(கறுப்பு)+M(இளம் மஞ்சள்/பால் வெள்ளை)+வலிமையான ஒருமூல அமிலம்; J+O(சிறிதளவில் அமிலமானது); O+ஜதான NaOH→P(நெஸ்லர் சோதனைப் பொருளால் ஈரமாக்கப்பட்ட வடிகட்டித் தாளைக் கபில நிறமாக மாற்றுகின்றது); O→N(கடுஞ் சிவப்பு). (ii) A இன் பூரண இலத்திரன் நிலையமைப்பைத் தருக. (iii) D இலிருந்து F இற்கான மாற்றத்தில் E இன் தொழிற்பாட்டைக் குறிப்பிடுக; இத்தொழிற்பாட்டிற்குரிய சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டைத் தருக.
2020/(Old)/08/a (இதே F→1.ஜதான HNO₃ 2.H→I சோதனையின் மற்றுமொரு உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி வடிவம், வேறுபட்ட H உடன்): F(செங்கபிலம்)+1.ஜதான HNO₃ 2.H→I(ஊதா).
A=Fe (இரும்பு)+H₂SO₄→B=FeSO₄(இளம் பச்சை)+C=H₂(நிறமற்றது, மணமற்றது). B+NaOH→D=Fe(OH)₂(அழுக்குப் பச்சை -- ஆக்சியேற்றப்படாத Fe²⁺ இன் தனித்துவமான நிறம், 2018/essay/08/a/NEW108 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்டது). E=H₂O (H:ஆவர்த்தனம்1, O:ஆவர்த்தனம்2 -- காற்றிலுள்ள O₂ உடன் இணைந்து D ஐ ஆக்சியேற்றுகிறது): 4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃(F, செங்கபிலம்). F→(வெப்பமாக்கல்)→2Fe(OH)₃→G=Fe₂O₃(செங்கபிலம்)+3H₂O.
F+ஜதான HNO₃(Fe³⁺ கரைசலாகக் கரைத்தல்)+H=K₄[Fe(CN)₆] (பொற்றாசியம் ஹெக்சாசயனைடோபெரேற்று(II))→I=பிரஷ்யன் நீலம் (KFe[Fe(CN)₆], கரும் நீலம் -- Fe³⁺ இற்கான உலகப் புகழ்பெற்ற தரமான சோதனை).
J=FeCl₃(aq) (மஞ்சட் கபிலம் -- யதார்த்த FeCl₃ கரைசலின் நிறம்): J+ஜதான NH₄OH→F(Fe(OH)₃, Fe³⁺ ஐ உறுதிசெய்கிறது); J+AgNO₃→Q=AgCl(வெள்ளை, Cl⁻ ஐ உறுதிசெய்கிறது); Q+ஜதான NH₄OH→[Ag(NH₃)₂]⁺(தெளிவானது, நிறமற்றது).
O (சிறிதளவில் அமிலமானது)+NaOH→NH₃↑ (நெஸ்லர் சோதனைப் பொருளுடன் கபில நிறம் = P, NH₄⁺ இற்கான தரமான சோதனை) ⇒ O ஆனது NH₄⁺ கொண்டது (எ.கா. NH₄SCN போன்றது, NH₄⁺ உப்புகள் நீர்க்கரைசலில் லேசாக அமிலத்தன்மை கொண்டவை). O ஆனது J/F இலுள்ள Fe³⁺ உடன் தாக்கம் புரிந்து N=கடுஞ் சிவப்பு கரைசல் தருகிறது -- இது Fe³⁺+SCN⁻→[Fe(SCN)]²⁺ (அல்லது [Fe(SCN)₆]³⁻) இற்கான classic, உலகப் புகழ்பெற்ற இரத்தச் சிவப்பு சிக்கலயனச் சோதனை.
குறிப்பு (வெளிப்படைத்தன்மை): K (நிறமற்றது, துர்நாற்றம் -- H₂S எனக் கருதப்படுகிறது), L (கறுப்பு), M (இளம் மஞ்சள்/பால் வெள்ளை) ஆகியவற்றை J யிலிருந்து ஒரே பாய்ச்சலில் தருவதற்குரிய திட்டவட்டமான வினைபடி/வினைப்பொருள் மூலப்படத்தில் தெளிவாகக் காணப்படவில்லை (எந்த வினைப்பொருளும் அம்புக்குறியில் குறிப்பிடப்படவில்லை); எனவே இம்மூன்று பதார்த்தங்களையும் உறுதியான இரசாயன அடையாளங்களாகத் தராமல், மேலதிக உறுதிப்படுத்தலுக்காக (உத்தியோகபூர்வ புள்ளியிடும் திட்டம் அல்லது தெளிவான மூலப்படம்) விடப்பட்டுள்ளது -- தவறான தகவலைத் தராமலிருப்பதே முன்னுரிமை.
(ii) Fe (Z=26) இன் பூரண இலத்திரன் நிலையமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².
(iii) D இலிருந்து F இற்கான மாற்றத்தில் E(H₂O) இன் தொழிற்பாடு: ஒரு ஊடகமாகவும் ஒரு வினைபடியாகவும் -- காற்றிலுள்ள O₂ ஆனது உண்மையான ஆக்சியேற்றியாகச் செயற்படுகிறது, ஆனால் H₂O வும் சமன்பாட்டில் நேரடியாகப் பங்கேற்கிறது: 4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃.
2020/(Old)/08/a: இங்கு H=சோடியம் சாலிசிலேற்று (sodium salicylate) -- Fe(OH)₃+ஜதான HNO₃+சோடியம் சாலிசிலேற்று→ஊதா நிறக் கரைசல் (Fe³⁺ இற்கான மற்றுமொரு classic, 2018/essay/08/a/NEW108 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட சாலிசிலேற்று-சிக்கலயனச் சோதனை) ⇒ I=[Fe(salicylate)]⁺ ஊதா நிறச் சிக்கலயன்.
2020/(Old)/Essay/10/a உப்பு M(NO₃)ₙ ஐக் காய்ச்சி வடித்த நீரில் கரைக்கும்போது ஒரு நிறமுள்ள சிக்கலயன் P உண்டாகின்றது. M ஆனது 3d தொகுப்புக்குரிய ஒரு தாண்டல் மூலகமாகும். P பின்வரும் தாக்கங்களுக்கு உட்படுகின்றது: P+நீர் NH₃→Q(நீலநிற வீழ்படிவு); Q+மிகையான நீர் NH₃→R(கடும் நிறமுள்ள கரைசல்); P+செறிந்த HCl→S(மஞ்சள் நிறமுள்ள கரைசல்); P+U→T(கறுப்பு நிற வீழ்படிவு). P,R,S ஆகியன சிக்கலயன்களாகும்.
(i) உலோகம் M ஐ இனங்காண்க; சிக்கலயன் P இல் M இன் ஒட்சியேற்ற நிலையைத் தருக. (ii) M(NO₃)ₙ இல் n இன் பெறுமானத்தைத் தருக. (iii) சிக்கலயன் P இல் M இன் பூரண இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக. (iv) P,Q,R,S,T,U ஆகியவற்றின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக. (v) P,R,S ஆகியவற்றின் IUPAC பெயர்களைத் தருக. (vi) R இன் நிறம் யாது? (vii) பின்வரும் சேர்வைகளின் நீர்க்கரைசல்களை U உடன் பரிகரிக்கும்போது நீர் எதனை அவதானிப்பதற்கு எதிர்பார்ப்பீர்: I. MnCl₂ II. ZnCl₂. (viii) ஒரு தாண்டல் உலோகத்தின் ஓர் உப்பின் கரைசலுடன் நீர் NH₃ ஐச் சேர்க்கும்போது மஞ்சட் கபிலச் சிக்கலயன் V உண்டாகின்றது: 1. V ஐ இனங்காண்க. 2. V இன் IUPAC பெயரைத் தருக. (ix) ஒரு நீர்க் கரைசலில் இருக்கும் Mⁿ⁺ இன் செறிவைத் துணிவதற்கான ஒரு முறையைப் பின்வரும் இரசாயனப் பொருள்களைப் பயன்படுத்திச் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளின் துணையுடன் சுருக்கமாக விபரிக்க: KI, Na₂S₂O₃, மாப்பொருள்.
(i) M=Cu; ஒட்சியேற்ற நிலை=+2. (ii) n=2. (iii) Cu²⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹.
(iv) P=[Cu(H₂O)₆]²⁺(நீலம்), Q=Cu(OH)₂(நீலநிற வீழ்படிவு), R=[Cu(NH₃)₄]²⁺(கடும் நீலம்), S=[CuCl₄]²⁻(மஞ்சள்) -- NEW113 இல் அதே தர்க்கம். இங்கு U=Na₂S (அல்லது (NH₄)₂S, ஒரு கரையக்கூடிய சல்பைட்டு ஊடகம்) + P→T=CuS↓(கறுப்பு) -- (vii) இல் உள்ள U இன் பொது சல்பைட்டு-வீழ்படிவு நடத்தை (Mn²⁺/Zn²⁺ உடன்) இதனை உறுதிசெய்கிறது.
(v) P=hexaaquacopper(II) ion; R=tetraamminecopper(II) ion; S=tetrachloridocuprate(II) ion.
(vi) R இன் நிறம் = கடும் நீலம் (deep blue) ([Cu(NH₃)₄]²⁺ இற்கான classic "royal blue" நிறம்).
(vii) U(Na₂S) ஆனது ஒரு நேரடி கரையக்கூடிய சல்பைட்டு மூலமாகச் செயற்படுகிறது (H₂S வாயுவைப் போலன்றி, இடையகநிலை தேவையின்றி நேரடியாக வீழ்படிவாக்குகிறது): I. MnCl₂+Na₂S→MnS↓(வெளிர் இளஞ்சிவப்பு வீழ்படிவு -- 2018/essay/08/a/NEW108 இல் ஏற்கனவே காணப்பட்ட Mn²⁺ இன் தனித்துவமான நிறம்). II. ZnCl₂+Na₂S→ZnS↓(வெண்நிற வீழ்படிவு -- classic Group IV சல்பைட்டு).
(viii) "ஓர் உப்பின் கரைசலுடன் நீர் NH₃" சேர்க்கும்போது (உபரி NH₃ இனால் காற்று-ஆக்சியேற்றத்திற்குப் பின்) மஞ்சட்-கபில நிறம் தரும் classic சிக்கலயன் ஒழுங்குப்படி பாடநூல் எடுத்துக்காட்டு: V=[Co(NH₃)₆]³⁺ ([Co(NH₃)₆]²⁺ ஆனது வெளிர் நிறமுள்ளது, ஆனால் காற்றில் விரைவாக ஆக்சியேற்றப்பட்டு மஞ்சள்-கபில [Co(NH₃)₆]³⁺ ஆக மாறுகிறது -- ஒரு ஆவணப்படுத்தப்பட்ட classic Co²⁺→Co³⁺ ஆக்சியேற்ற மாற்றம்). IUPAC பெயர்: hexaamminecobalt(III) ion.
(ix) NEW113 இல் ஏற்கனவே முழுமையாக விபரிக்கப்பட்ட அதே அயடோமெற்றிக் தரப்படுத்தல்: 2Cu²⁺+4I⁻→2CuI↓(வெண்மை)+I₂; I₂+2Na₂S₂O₃→2NaI+Na₂S₄O₆ (மாப்பொருள் சுட்டி, முடிவுப்புள்ளியில் நீல நிறம் மறைதல்).
(a) A ஓர் s-தொகுதி மூலகம் (அணுவெண் <20). நீருடன் தீக்கொளுத்தலுடன் வலுவாகத் தாக்கி வலிமையான காரக் கரைசலையும் ஒரு வாயுவையும் தரும். மிகை O₂(g) உடன் தாக்கி மேலொட்சைட்டைத் தரும். சில்வைட் தாதுவில் A இன் ஒரு சேர்வை உள்ளது. (i) A இன் குறியீடு. (ii) பூரண இலத்திரன் நிலையமைப்பு. (iii) நீருடனான வாயு. (iv) சுவாலைச் சோதனை நிறம். (v) மிகை O₂(g) உடனான சமன்படுத்திய சமன்பாடு. (vi) A இன் முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி, மேலுள்ள கால அட்டவணையில் அதே தொகுதியில் உள்ள மூலகத்தை விடக் கூடியதா/குறைந்ததா? விளக்குக. (vii) சில்வைட்டில் உள்ள A இன் சேர்வையின் சூத்திரம்.
(b) B என்பது X,Y எனும் இரு p-தொகுதி மூலகங்களை (இரண்டும் அணுவெண்<20, ஒரே தொகுதி, X இன் மின்னெதிர்த்தன்மை Y இலும் குறைவு) 2:3 விகிதத்தில் கொண்ட ஓர் அயனி. X செறிந்த சூடான H₂SO₄ உடன் தாக்கி நிறமற்ற கடுமணமுள்ள வாயுவைத் தரும். (i) B இன் சூத்திரம் (சுமையுடன்). (ii) லூயி கட்டமைப்பு. (iii) மைய அணுவின் ஒட்சியேற்ற நிலை. (iv) B ஐ இனங்காணும் இரசாயனச் சோதனை (அவதானிப்புடன்). (v) A ஐ கற்றயனாகவும் B ஐ அயனாகவும் கொண்ட சேர்வையின் சூத்திரம்.
(c) C ஓர் ஆக்சியேற்றி, A உள்ளிட்ட 3 மூலகங்களை 1:1:3 விகிதத்தில் கொண்டது; மற்ற இரு மூலகங்களும் p-தொகுதி, ஒன்று B இலும் உள்ளது; அதன் Ag⁺ உப்பு மஞ்சள் நிறமுடையது, செறிந்த அமோனியாவில் கரையாது. C இன் சூத்திரத்தைத் தருக.
(d) D இரு மூலகங்களைக் (C இலும் உள்ளவை) கொண்ட ஒரு சேர்வை. (i) அமில ஊடகத்தில் மிகை D(aq) உடன் C(aq) கலக்கும்போது செங்கபில நிறக் கரைசல் கிடைக்கும். I. D ஐ இனங்காண்க. II. சமன்படுத்திய அயன் சமன்பாடு. (ii) மேலே கிடைக்கும் செங்கபில நிறக் கரைசலுடன் B அடங்கிய கரைசலை மிகையாகச் சேர்க்கும்போது நிறம் நீங்கும் -- சமன்படுத்திய அயன் சமன்பாடு. (iii) இவ்விரு தாக்கங்களையும் பயன்படுத்தி B கரைசலின் செறிவைத் துணியும் ஒரு முறையில் பயன்படுத்தப்படும் காட்டியும், அதன் நிற மாற்றமும்.
(i) A = K. (ii) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹. (iii) ஐதரசன் (H₂). (iv) வெளிர் ஊதா (lilac).
(v) K + O₂ → KO₂ (ஏற்கனவே சமன் -- 1:1:1).
(vi) குறைந்தது -- K, Na இலும் கீழே (பெரிய தொகுதியில்); கூட்டம் வழியே கீழ் நோக்கிச் செல்லும்போது ஆவேசம், அணுவின் பருமன் அதிகரிக்கிறது, இறுதி இலத்திரனுக்கான பயன்படு கருவேற்றத்தில் மாற்றம் புறக்கணிக்கத்தக்கது -- எவாறாயினும் அணுவின் பருமன் அதிகரிக்கிறது, எனவே கருவிற்கு வெளியோட்டு இலத்திரன் கவர்ச்சி விசை குறைவடையும்.
(vii) KCl.
(b) X + செறிந்த சூடான H₂SO₄ → நிறமற்ற கடுமணமுள்ள SO₂ (S+2H₂SO₄→3SO₂+2H₂O) -- X=S. Y அதே தொகுதி (16), அதிக மின்னெதிர்த்தன்மை -- Y=O. B இல் S:O=2:3 -- தையோசல்பேட்டு அயனி.
(i) B = S₂O₃²⁻.
(ii) மைய S ஆனது 3 O (தளமுக்கோண-போன்ற ஏற்பாடு, resonance-ஆல் சம C-O பிணைப்புகள்) மற்றும் ஒரு முனைய S உடன் இணைந்த ஒரு நான்முகி-போன்ற (சல்பேட்டை ஒத்த) கட்டமைப்பு (ஒரு O -1 சுமையுடன், மற்ற 2 O -1 சுமையுடன் அல்லது resonance-பரவலான -2/3 ஒவ்வொன்றிலும்; மொத்த சுமை -2).
(iii) மைய அணுவின் ஒட்சியேற்ற நிலை = +4 (S-S பிணைப்பு ஒரே தனிமத்திற்கிடையிலானது என்பதால் ஒட்சியேற்ற எண் மாற்றத்திற்குப் பங்களிக்காது -- முனைய S=0 எனக் கருதி, 3×O(-2)+S(மைய)+0=-2 ⇒ S(மைய)=+4).
(iv) (மூன்று ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்க சோதனைகளில் ஏதேனும் ஒன்று): 1. நீர்த்த H₂SO₄ சேர்த்தல் → கார மணமுடைய நிறமற்ற வாயு (SO₂) + கலங்கல்/பால்வெண்மை (S வீழ்படிவு). 2. Pb(OAc)₂ சேர்த்தல் → வெள்ளைப் படிவு, சூடாக்கும்போது கருப்பாக மாறும். 3. AgNO₃ சேர்த்தல் → வெண்படிவு, நிலைத்திருக்கும்போது/சூடாக்கும்போது நிறம் மாறும் (மஞ்சள்→கபிலம்→கருப்பு).
(v) K₂S₂O₃.
(c) Ag⁺ உப்பு மஞ்சள், அமோனியாவில் கரையாது → AgI (AgCl வெண்மை/கரையும், AgBr வெளிர் மஞ்சள்/ஓரளவு கரையும் இலிருந்து வேறுபடுத்தும் classic சோதனை) -- இரண்டாம் மூலகம் = I. B இல் உள்ள மூலகம் (S அல்லது O) இல் ஒன்று C இலும் உள்ளது -- I அல்ல என்பதால், அது O ஆக இருக்க வேண்டும். K:I:O=1:1:3 ⇒ C = KIO₃ (பொட்டாசியம் அயடேட்டு, ஓர் அறியப்பட்ட ஆக்சியேற்றி).
(d)(i) I. D = KI. II. IO₃⁻+5I⁻+6H⁺→3I₂+3H₂O (அல்லது IO₃⁻+8I⁻+6H⁺→3I₃⁻+3H₂O, இரண்டுமே ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கவை) -- IO₃⁻ (C இலிருந்து) I⁻ (D) ஐ ஆக்சியேற்றி I₂/I₃⁻ ஐத் தருகிறது (செங்கபில நிறம்).
(ii) I₂+2S₂O₃²⁻→S₄O₆²⁻+2I⁻ (அல்லது I₃⁻+2S₂O₃²⁻→S₄O₆²⁻+3I⁻) -- B ஆல் I₂ தாழ்த்தப்பட்டு நிறம் நீங்கும்.
(iii) காட்டி = மாப்பொருள் (starch); நிற மாற்றம் = நீலம்/கருநீலம்/நீல ஊதா இலிருந்து நிறமற்றது (classic அயடோமெற்றிக் தரப்படுத்தல் இறுதிப்புள்ளி).
பின்வரும் வினாக்கள் மங்கனீசு (Mn) மூலகத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டவை.
(i) Mn இன் முழுமையான இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக. (ii) Mn இன் பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலைகள் மூன்றை எழுதுக. (iii) MnSO₄·H₂O ஐ நீரில் கரைக்கும்போது கரைசல் P பெறப்படும். I. கரைசல் P இன் நிறத்தைக் குறிப்பிடுக. II. இந்நிறத்துக்குக் காரணமான இனத்தின் இரசாயனச் சூத்திரத்தையும் IUPAC பெயரையும் தருக. (iv) பின்வரும் சந்தர்ப்பங்களில் நீங்கள் எவற்றை அவதானிப்பீர்கள்? I. கரைசல் P உடன் நீர்த்த NaOH சேர்க்கும்போது. II. மேலே (iv)(I) இல் கிடைத்த கலவையை வளியில் திறந்துவைக்கும்போது. III. மேலே (iv)(I) இன் கலவையுடன் செறிந்த HCl சேர்க்கும்போது. (v) Mn இன் ஐந்து ஒட்சைட்டுகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தந்து அவை ஒவ்வொன்றிலும் Mn இன் ஒட்சியேற்ற நிலையை எழுதுக. ஒவ்வொரு ஒட்சைட்டினதும் இயல்பை மூலம், மென்மூலம், ஈரியல்பு, மென்அமிலம், அமிலம் எனக் குறிப்பிடுக. (vi) Mn இன் மிகவும் பொதுவான ஒட்சோஅனையனின் இரசாயனச் சூத்திரத்தைத் தருக. (vii) மேலே (vi) இல் குறிப்பிட்ட ஒட்சோஅனையன் அமில ஊடகத்திலும் கார ஊடகத்திலும் ஓர் ஒட்சியேற்றும் காரணியாக நடந்துகொள்ளும் விதத்தைக் காட்டுவதற்குச் சமப்படுத்தப்பட்ட அரை அயன் சமன்பாடுகளைத் தருக. (viii) நீரின் தரப் பரமானங்களின் பகுப்பாய்வில் MnSO₄ இன் ஒரு பயன்பாட்டைக் குறிப்பிடுக.
(ii) +2, +3, +4, +7 (ஏதேனும் மூன்று).
(iii) I. மிக வெளிர் சிவப்பு/வெளிர் மென் சிவப்பு (நிறமற்றது எனவும் கூறலாம்).
II. [Mn(H₂O)₆]²⁺(aq) -- IUPAC பெயர்: hexaaquamanganese(II) ion.
(iv) I. வெள்ளை/வெண்ணெய் (cream) நிற வீழ்படிவு (Mn(OH)₂). II. கபில அல்லது கருங்கபில வீழ்படிவு (காற்று ஒட்சியேற்றத்தால் Mn(OH)₂ உயர் ஒட்சியேற்ற நிலைக்கு மாறுதல்). III. மஞ்சள்/பசிய மஞ்சள் நிறக் கரைசல்.
(v) MnO: +2, மூலம். Mn₂O₃: +3, மென்மூலம். MnO₂: +4, ஈரியல்பு. MnO₃: +6, மென்அமிலம். Mn₂O₇: +7, அமிலம்.
(vi) மிகவும் பொதுவான ஒட்சோஅனையன்: MnO₄⁻ (பேர்மாங்கனேட்டு).
(vii) அமில ஊடகம்: MnO₄⁻(aq)+8H⁺(aq)+5e⁻→Mn²⁺(aq)+4H₂O(l).
கார ஊடகம்: MnO₄⁻(aq)+2H₂O(l)+3e⁻→MnO₂(s)+4OH⁻(aq).
(viii) நீர் மாதிரியில் கரைந்துள்ள O₂ ஐ (dissolved oxygen) துணிதற்கான Winkler முறையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.
நீர்க்கரைசல் Q இல் A,B,C,D எனும் நான்கு உலோகக் கற்றயன்கள் உள்ளன. Q பின்வரும் திட்டத்தில் தரப்பட்டுள்ள தாக்கங்களுக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றது (RT=அறை வெப்பநிலை):
Q+நீர்த்த HCl → வெண்மை வீழ்படிவு (வடித்தல்) → A₁(வெண்மை) + நிறமற்றது. A₁+H₂O/Δ → நிறமற்றது; (குளிர்வித்து வடித்தல் A₁ ஐத் திரும்பத்தரும்; KI(aq) சேர்த்தால் A₂ மஞ்சள் வீழ்படிவு).
நிறமற்றது (முதல் வடிகட்டல்) + H₂S → கருப்பு வீழ்படிவு → A₃(கருப்பு) + நிறமற்றது.
நிறமற்றது + (1)கொதிக்கவைத்தல் (2)செறிந்த HNO₃/Δ (3)RT இற்குக் குளிர்த்துதல் (4)NH₄OH/NH₄Cl → வெண்மை ஜெலற்றினைப் போன்ற வீழ்படிவு (*) → B₁(வெண்மை ஜெலற்றின்) + நிறமற்றது. B₁+மிகை நீர்த்த NaOH → B₂(நிறமற்றது).
நிறமற்றது + H₂S → வெண்மை வீழ்படிவு → C₁(வெண்மை) + நிறமற்றது. C₁+நீர்த்த HCl → நிறமற்றது; +நீர்த்த NaOH → C₂(வெண்மை); +மிகை நீர்த்த NaOH → நிறமற்றது.
நிறமற்றது + (1)கொதிக்கவைத்தல் (2)RT இற்குக் குளிர்த்துதல் (3)NH₄OH/NH₄Cl (4)(NH₄)₂CO₃/Δ → வெண்மை வீழ்படிவு → D₁(வெண்மை) + நிறமற்றது. D₁+(1)செறிந்த HCl (2)சுவாலைச் சோதனை → கிரிம்சன் சிவப்புச் சுவாலை.
(i) A₁,A₂,A₃,B₁,B₂,C₁,C₂,D₁ ஆகியவற்றின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை மாத்திரம் இனங்காண்க. (ii) வெண்மை ஜெலற்றினைப் போன்ற வீழ்படிவை (*) பெறும்போது NH₄OH/NH₄Cl ஐ ஒரு சோதனைப்பொருளாகப் பயன்படுத்துவதற்கான ஒரு காரணத்தைத் தருக.
(i) A₁=PbCl₂. A₂=PbI₂. A₃=PbS. B₁=Al(OH)₃. B₂=NaAlO₂ (அல்லது AlO₂⁻ அல்லது [Al(OH)₄]⁻ அல்லது Na[Al(OH)₄]). C₁=ZnS. C₂=Zn(OH)₂. D₁=SrCO₃.
(ii) NH₄OH ஆனது குழு III கற்றயன்களை (Fe³⁺,Al³⁺,Cr³⁺) அவற்றின் ஐதரொட்சைட்டுகளாக வீழ்படிவாக்கச் சேர்க்கப்படுகின்றது; ஆனால் இதன்போது குழு IV உலோக கற்றயன்களின் (Zn²⁺,Mn²⁺,Co²⁺,Ni²⁺) ஐதரொட்சைட்டுகளும் இணைந்து வீழ்படிவாக்கப்படலாம் (Ksp மதிப்புகள் அருகருகில் இருப்பதால்). NH₄Cl ஆனது பொது-அயன் விளைவால் OH⁻ செறிவைக் குறைப்பதற்குச் சேர்க்கப்படுகின்றது (NH₄OH(aq)⇌NH₄⁺(aq)+OH⁻(aq), NH₄Cl இன் NH₄⁺ சமநிலையை இடமாற்றும்) -- இது குழு III (குறைந்த Ksp) ஐதரொட்சைட்டுகளை மாத்திரம் தெரிவாக வீழ்படிவாக்கவும், அதிக Ksp கொண்ட குழு IV ஐதரொட்சைட்டுகளைக் கரைசலிலேயே வைத்திருக்கவும் உதவுகின்றது.
நீர்க்கரைசல் P இல் இரு கற்றயன்களும் இரு அனயன்களும் உள்ளன. இவற்றை இனங்காண பின்வரும் பரிசோதனைகள் செய்யப்பட்டன:
① P ஐதான HCl இனால் அமிலமாக்கப்பட்டு, கரைசலினூடாக H₂S வாயு செலுத்தப்பட்டது → ஒரு தெளிந்த கரைசல் பெறப்பட்டது.
② எல்லா H₂S உம் அகற்றப்படும் வரை மேற்குறித்த கரைசல் கொதிக்க வைக்கப்பட்டது; செறிந்த HNO₃ இன் சில துளிகள் சேர்க்கப்பட்டு மேலும் வெப்பமாக்கப்பட்டது; குளிர்வித்து NH₄Cl/NH₄OH சேர்க்கப்பட்டது → ஒரு கபில நிற வீழ்படிவு (Q) உருவாகியது.
③ Q வடிகட்டி அகற்றப்பட்டு வடிதிரவத்தினூடாக H₂S செலுத்தப்பட்டது → ஒரு வெளிறிய இளஞ்சிவப்பு வீழ்படிவு (R) உருவாகியது.
④ R வடிகட்டி அகற்றப்பட்டு எல்லா H₂S உம் அகற்றப்படும் வரை வடிதிரவம் கொதிக்க வைக்கப்பட்டது; (NH₄)₂CO₃ சேர்க்கப்பட்டது → ஒரு தெளிந்த கரைசல் பெறப்பட்டது.
⑤ P யின் புதிய பகுதியுடன் மிகை NaOH சேர்க்கப்பட்டது → ஓர் அழுக்குப் பச்சை வீழ்படிவும் ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவும் உருவாகின.
Q,R வீழ்படிவுகளுக்கான சோதனைகள்: ⑥ Q ஐதான HNO₃ இல் கரைக்கப்பட்டு சலுசிலிக்கமிலக் கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது → ஓர் இளம் ஊதா நிறக் கரைசல் பெறப்பட்டது. ⑦ R ஐதான அமிலத்தில் கரைக்கப்பட்டு மிகை NaOH சேர்க்கப்பட்டது → ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உருவாகி, சிறிது நேரத்தில் கபில நிறமாக மாறியது.
அனயன்களுக்கான சோதனைகள்: ⑧ I. P உடன் BaCl₂ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது → ஒரு வெண்ணிற வீழ்படிவு உருவாகியது. II. வெண்ணிற வீழ்படிவு வடிகட்டி வேறாக்கப்பட்டு ஐதான HCl சேர்க்கப்பட்டது → வெண்ணிற வீழ்படிவு கரையவில்லை. ⑨ P யின் வடிதிரவத்தின் ஒரு பகுதியுடன் Cl₂ நீரும் குளோரோபோமும் சேர்க்கப்பட்டு கலவை நன்கு குலுக்கப்பட்டது → குளோரோபோம் படை மஞ்சட் கபில நிறமாகியது.
(i) கரைசல் P யில் உள்ள இரு கற்றயன்களையும் இரு அனயன்களையும் இனங்காண்க (காரணங்கள் அவசியமில்லை). (ii) Q,R ஆகிய வீழ்படிவுகளுக்கான இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக. (iii) பரிசோதனை ② இல் H₂S அகற்றப்படுவதற்கான காரணத்தையும், அதே பரிசோதனையில் செறிந்த HNO₃ உடன் வெப்பமாக்கப்படுவதற்கான காரணத்தையும் தருக.
(i) கற்றயன்கள்: Fe²⁺, Mn²⁺. அனயன்கள்: SO₄²⁻, Br⁻.
(ii) Q = Fe(OH)₃. R = MnS.
(iii) H₂S அகற்றுவதற்கான காரணம்: H₂S அகற்றப்படாவிடின், NH₄OH/NH₄Cl சேர்க்கும்போது MnS/FeS (Group IV கற்றயன்களின் சல்பைட்டுகள்) வீழ்படிவாகிவிடும் (அல்லது: செறிந்த HNO₃ இனால் H₂S ஒட்சியேற்றப்படும்போது நுண்ணிய கந்தக வீழ்படிவு உண்டாகும்).
செறிந்த HNO₃ உடன் வெப்பமாக்கப்படுவதற்கான காரணம்: Fe(OH)₂ இன் Ksp Fe(OH)₃ இன் Ksp ஐ விட அதிகம் -- ஆகவே Fe²⁺ ஆனது முற்றாக வீழ்படிவாகுவதற்கு Fe³⁺ ஆக ஒட்சியேற்றப்பட வேண்டும் (இல்லையெனில் NH₄OH/NH₄Cl கரைசலினால் Fe²⁺ முழுமையாக வீழ்படிவாக்கப்படாது, Fe²⁺,Fe³⁺ இரண்டும் கொண்ட ஒரு முழுமையற்ற கலவையே பெறப்படும்).
A,B ஆகியன எண்கோணக் கேத்திரகணிதத்தைக் கொண்ட சிக்கல் அயன்களாகும் (அதாவது உலோக அயனும் அதனுடன் இணைந்துள்ள இணையிகளும்). அவை ஒரே அணுவுக்குரிய அமைப்பு MnC₅H₃N₆ ஐக் கொண்டுள்ளன. ஒவ்வொரு சிக்கல் அயனிலும் இரண்டு வகையான இணையிகள் உலோக அயனுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. A அடங்கும் ஒரு நீர்க் கரைசலைப் பொற்றாசியம் உப்புடன் பரிகரிக்கும்போது C என்னும் இணைப்புச் சேர்வை உருவாகின்றது. C ஆனது நீர்க் கரைசலில் நான்கு அயன்களைக் கொடுக்கிறது. B அடங்கும் ஒரு நீர்க் கரைசலைப் பொற்றாசியம் உப்புடன் பரிகரிக்கும்போது D என்னும் இணைப்புச் சேர்வையை உருவாக்குகின்றது. D ஆனது நீர்க் கரைசலில் மூன்று அயன்களைக் கொடுக்கிறது. C,D ஆகிய இரண்டும் எண்கோணக் கேத்திரகணிதத்தை உடையன. (குறிப்பு: பொற்றாசியம் உப்புடன் பரிகரிக்கும்போது A,B ஆகியவற்றில் உள்ள மங்கனீசின் ஒட்சியேற்ற நிலைகளில் மாற்றம் எதுவும் இல்லை.)
(i) A,B ஆகியவற்றில் உள்ள மங்கனீசுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள இணையிகளை இனங்காண்க. (ii) A,B,C,D ஆகியவற்றின் கட்டமைப்புகளைத் தருக. (iii) A,B ஆகியவற்றில் உள்ள மங்கனீசு அயன்களின் இலத்திரன் நிலையமைப்புகளை எழுதுக. (iv) C,D ஆகியவற்றின் IUPAC பெயரீட்டை எழுதுக.
(ii) A: [Mn(CN)₅(NH₃)]³⁻ (அல்லது [Mn(NH₃)(CN)₅]³⁻).
B: [Mn(CN)₅(NH₃)]²⁻ (அல்லது [Mn(NH₃)(CN)₅]²⁻).
C: K₃[Mn(CN)₅(NH₃)] (அல்லது K₃[Mn(NH₃)(CN)₅]).
D: K₂[Mn(CN)₅(NH₃)] (அல்லது K₂[Mn(NH₃)(CN)₅]).
(iii) A இல் Mn இன் ஒட்சியேற்ற நிலை = +2 ⟹ இலத்திரன் நிலையமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵.
B இல் Mn இன் ஒட்சியேற்ற நிலை = +3 ⟹ இலத்திரன் நிலையமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴.
(iv) C = பொற்றாசியம் அம்மீன்பென்ரசயனிடோமங்கனேட்டு(II) (potassium amminepentacyanidomanganate(II)).
D = பொற்றாசியம் அம்மீன்பென்ரசயனிடோமங்கனேட்டு(III) (potassium amminepentacyanidomanganate(III)).
(a) X, Y, Z ஒரே தொகுதியில் உள்ள மூலகங்கள், கூட்டத்தில் இறங்கும்போது முறையே தொடர்ச்சியான 3 ஆவர்த்தனங்களில் காணப்படுபவை. Y அறை வெப்பநிலையில் ஓர் அலோக வர்ணமுடைய திரவமாகும்.
(i) X, Y, Z ஐ இனங்காண்க. (ii) X,Y,Z இன் அணுக்குறிய பருமன், இலத்திரன் நாட்டம், முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி ஆகியவற்றின் சார் பருமன்களைக் குறிப்பிடுக. (iii) X,Y,Z இன் அயனிகளின் நீர்க்கரைசல்களை இனங்காண ஒரு ஒற்றை உணர்த்தியை பரிந்துரைக்க (அவதானிப்புகளுடன்). (iv) X₂(g) இன் NH₃(g) உடனும் நீர்த்த NaOH உடனுமான இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக. (v) X இன் இரு ஒக்சோஅமிலங்களின் கட்டமைப்புகளை வரைக. (vi) X இன் ஓர் இயற்கை மூலத்தைப் பெயரிடுக. (vii) X கொண்ட ஓர் மோனோமர் நீர்க்குழாய் உற்பத்தியில் பயன்படும் ஓர் சேர்க்கைப் பொலிமரை உருவாக்குகின்றது -- மோனோமரின் கட்டமைப்பையும் பொலிமரின் முழுப் பெயரையும் தருக.
(ii) அணுக்குறிய பருமன்: I > Br > Cl. இலத்திரன் நாட்டம் (எண் பெறுமானம்): Cl > Br > I. முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி: Cl > Br > I.
(iii) உணர்த்தி: AgNO₃(aq). X(Cl⁻): வெண்ணிற வீழ்படிவு (AgCl). Y(Br⁻): வெளிறிய மஞ்சள் வீழ்படிவு (AgBr). Z(I⁻): கடும் மஞ்சள் வீழ்படிவு (AgI).
(iv) I. NH₃ உடன்: 3Cl₂(g) + 2NH₃(g) → N₂(g) + 6HCl(g) (Cl₂ மிகுதி) அல்லது 8NH₃(g) + 3Cl₂(g) → N₂(g) + 6NH₄Cl(s) (NH₃ மிகுதி) -- இரண்டும் ஏற்கப்படும்.
II. நீர்த்த NaOH உடன் (குளிர்ந்த): Cl₂(g) + 2NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaOCl(aq) + H₂O(l).
(v) HOCl, HClO₂, HClO₃, HClO₄ ஆகிய நான்கு ஒக்சோஅமிலங்களில் ஏதேனும் இரண்டு (லூயி கட்டமைப்புகளுடன்).
(vi) இயற்கை மூலம்: கடல் நீர் (NaCl/KCl/MgCl₂).
(vii) மோனோமர்: CH₂=CHCl (வினைல் குளோரைட்டு). பொலிமர் முழுப் பெயர்: Polyvinyl chloride (PVC).
நீர்க்கரைசல் Q இல் மூன்று அயனிகள் உள்ளன. தொடர் சோதனைகள்: ① நீர்த்த HCl சேர்க்க நிறமற்ற வாயு (ஈய அசற்றேற்றுத் தாளுடன் நிறமாற்றமில்லை); ② BaCl₂ சேர்க்க வெண்ணிற வீழ்படிவு, அதனுடன் நீர்த்த HCl சேர்க்க வாயு விடுவித்து கரையும், அவ்வாயு அமிலமாக்கப்பட்ட K₂Cr₂O₇ உடன் செம்மஞ்சளிலிருந்து பச்சைக்கு நிறம் மாறும்; ③ செறிந்த HNO₃+அம்மோனியம் மொலிப்டேட்டு -- மஞ்சள் வீழ்படிவு உருவாகவில்லை (எதிர்மறை); ④ டேவர்டா அலோய்+NaOH வெப்பமாக்க நெஸ்லரின் சோதனைப்பொருளைக் கபில நிறமாக்கும் வாயு; ⑤ FeCl₃ சேர்க்க குருதிச் சிவப்பு நிறக் கரைசல்.
(i) மூன்று அயனிகளையும் இனங்காண்க. (ii) சோதனை ②III இல் நடைபெறும் தாக்கத்திற்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக.
சோதனை ③ (எதிர்மறை -- PO₄³⁻ இல்லை என உறுதி, ஒரு திசைதிருப்பும் சோதனை).
சோதனை ④ (டேவர்டா அலோய்+NaOH → NO₃⁻ ஐ NH₃ ஆக ஒடுக்கி, நெஸ்லர் சோதனைப்பொருளைக் கபில நிறமாக்கும்) → NO₃⁻ (நைத்திரேட்டு).
சோதனை ⑤ (Fe³⁺+SCN⁻ → [Fe(SCN)]²⁺, குருதிச் சிவப்பு வர்ணக் கலவை) → SCN⁻ (தையோசயனேட்டு).
எனவே மூன்று அயனிகள்: NO₃⁻, SCN⁻, SO₃²⁻.
(ii) ஒடுக்கம்: Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O.
ஒட்சியேற்றம் (×3): SO₂ + 2H₂O → SO₄²⁻ + 4H⁺ + 2e⁻.
இணைத்து எளிமையாக்கினால்: 3SO₂(g) + Cr₂O₇²⁻(aq) + 2H⁺(aq) → 3SO₄²⁻(aq) + 2Cr³⁺(aq) + H₂O(l).
கரைசல் Y இல் மூன்று கற்றயன்கள் உள்ளன. தொடர் சோதனைகள்: ① நீர்த்த HCl சேர்க்க வெண்ணிற வீழ்படிவு (P₁); ② P₁ ஐ வடிகட்டி பிரித்தெடுத்த கரைசலுக்கு H₂S செலுத்த கருநிற வீழ்படிவு (P₂); ③ P₂ ஐ வடிகட்டி வேறாக்கி, H₂S அகற்றுவதற்காக வடிதிரவம் கொதிக்க வைக்கப்பட்டு, குளிர்ந்த பின் NH₄OH/NH₄Cl சேர்க்க படிவு இல்லை; ④ கரைசலுடன் H₂S செலுத்த கருநிற வீழ்படிவு (P₃).
பின்னர் P₁,P₂,P₃ ஒவ்வொன்றுக்கும் தனித்தனி உறுதிசெய்யும் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன (P₁: நீரால் பகுதிக் கரைவு, HCl/NH₄OH/KI உடன் தொடர் சோதனைகள்; P₂: செறிந்த HNO₃+பொற்றாசியம் குரோமேற்று; P₃: செறிந்த HNO₃ இல் கரைத்து இளஞ்சிவப்பு கரைசல் (1), பின் செறிந்த HCl சேர்க்க நீல நிறக் கரைசல் (2), பின் ஐதான NH₄OH சேர்க்க மஞ்சட் நிறக் கரைசல் (3)).
(i) மூன்று கற்றயன்களையும் இனங்காண்க. (ii) I. P₁,P₂,P₃ இனங்காண்க. II. கரைசல்கள் 1,2,3 இன் நிறங்களுக்குக் காரணமான இனங்களை இனங்காண்க. (iii) A④ இல் வீழ்படியும் கற்றயன்கள் அமிலச் சூழலில் ஏன் வீழ்படியாது எனச் சுருக்கமாக விளக்குக.
(ii) P₁ = PbCl₂ மற்றும் AgCl (HCl உடன் வெண்ணிற வீழ்படிவு தரும் இரு கற்றயன்களும்).
P₂ = PbS (P₁ இன் நீரில் கரையும் பகுதி PbCl₂; இதன் வடிதிரவத்திலிருந்து H₂S உடன் PbS கருநிற வீழ்படிவு).
P₃ = CoS (Group IV-வகை கற்றயன், NH₄OH/NH₄Cl தாங்கலில் H₂S உடன் வீழ்படிகின்றது).
கரைசல் 1 = Co²⁺ (அல்லது Co(NO₃)₂, அல்லது [Co(H₂O)₆]²⁺) -- இளஞ்சிவப்பு.
கரைசல் 2 = [CoCl₄]²⁻ -- நீலம் (லிகண்ட் பரிமாற்றம், Cl⁻ மிகுதியில்).
கரைசல் 3 = [Co(NH₃)₆]²⁺ -- மஞ்சள்/மஞ்சட் (லிகண்ட் மீள்பரிமாற்றம், NH₃ மிகுதியில்).
(iii) வீழ்படிவு நிகழ [M²⁺][S²⁻] > K_sp வேண்டும். அமிலச் சூழலில் H₂S(aq) ⇌ 2H⁺(aq)+S²⁻(aq) சமநிலை இடதுபுறமாக அழுத்தப்பட்டு [S²⁻] மிகக் குறைவாகின்றது. Group IV கற்றயன்களின் (Mn²⁺,Zn²⁺,Ni²⁺,Co²⁺) சல்பைட்டுகளின் K_sp, Group II கற்றயன்களை (Pb²⁺ போன்றவை) விட அதிகம் -- அமிலச் சூழலில் கிடைக்கும் குறைந்த [S²⁻] அளவு இவற்றின் அதிக K_sp ஐ மிஞ்ச முடியாது, எனவே அமிலச் சூழலில் வீழ்படியாது; காரச் சூழலில் (NH₄OH/NH₄Cl தாங்கலில்) மாத்திரமே அதிக [S²⁻] கிடைத்து வீழ்படிகின்றன.
TiCl₃ ஓர் ஊதா நிற திண்மம். நீரில் TiCl₃ இன் A, B எனும் இரு நேர்ற்றப்பட்ட இனங்கள் உருவாகின்றன; A, B ஆகியன H₂O மற்றும் Cl⁻ ஆகிய இணைப்பிகள் அடங்கும் எண்கோணத்தை (octahedral) கொண்ட தைத்தேனியத்தின் இணைப்புச் சேர்வைகளாகும். A இன் 0.20 mol dm⁻³ கரைசலின் 50.00 cm³ இற்கு மிகை AgNO₃(aq) சேர்க்கப்பட்டபோது வெண்ணிற வீழ்படிவு கிடைத்தது; வீழ்படிவு கழுவி கனசார் திணிவு 4.305 g. B இன் 0.30 mol dm⁻³ கரைசலின் 50.00 cm³ இற்கும் இதே செயல்முறை மேற்கொள்ளப்பட்டு அதே திணிவு (4.305 g) வீழ்படிவு கிடைத்தது. (H=1, O=16, Cl=35.5, Ti=48, Ag=108)
I. A, B இன் இலத்திரன் நிலைமையை எழுதுக. II. A, B இன் கட்டமைப்புகளை உய்த்தறிக. III. A, B இன் IUPAC பெயர்களைத் தருக.
(ii) X, Y, Z சதுரதள M(II) இணைப்புச் சேர்வைகள். K⁺, NH₃, CN⁻, SO₄²⁻ இலிருந்து பொருத்தமான இனங்களைத் தெரிவுசெய்து, X ஒரு நடுநிலைச் சேர்வை; Y இன் நீர்க் கரைசலுக்கு BaCl₂(aq) சேர்க்க நீர்த்த அமிலங்களில் கரையாத வெண்ணிற வீழ்படிவு; Z நீர்க் கரைசலில் மூன்று அயன்களைத் தரும் -- எனும் நிபந்தனைகளுக்கேற்ப X,Y,Z இன் கட்டமைப்புச் சூத்திரங்களை எழுதுக.
Ti அயனின் ஒட்சியேற்றநிலை +3 (இரு சேர்வைகளிலும்) ⟹ I. இலத்திரன் நிலைமை: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹ (அல்லது [Ar]3d¹).
நடுநிலை இலைனிகள் மட்டுமே Ti உடன் இணைக்கப்பட முடியும் (சிக்கலானது எண்முகி நேத்திரகணிதமுடையதால் ஆறு இணைனிகள் தேவை) ⟹ II. A இன் கட்டமைப்பு: [Ti(H₂O)₆]Cl₃ (மூன்று Cl⁻ யும் அயனிக், இணைப்பு கோளத்திற்கு வெளியே).
B இன் கணிப்பு: B மூல்கள் = (0.30/1000)×50.00 = 0.015 mol. AgCl மூல்கள் = 0.03 mol (அதே). AgCl:B = 2:1 ⟹ B இரு அயனிக் Cl⁻ கொண்டுள்ளது; Ti இன் ஒட்சியேற்றநிலை +3 ஆதலால் ஒரு Cl⁻ சிக்கலினுள் இணைக்கப்பட வேண்டும் (ஆறு இணைனிகள் நிரப்ப): B இன் கட்டமைப்பு: [Ti(OH₂)₅Cl]Cl₂.
III. IUPAC பெயர்கள்: A = hexaaquatitanium(III) chloride. B = pentaaquachloridotitanium(III) chloride.
(ii) X = [M(CN)₂(NH₃)₂] (2 CN⁻ M²⁺ ஏற்றத்தை நடுநிலையாக்கும், 2 நடுநிலை NH₃ -- நிகர நடுநிலைச் சேர்வை).
Y = [M(NH₃)₄]SO₄ (4 NH₃ இணைக்கப்பட்டவை, SO₄²⁻ இணைப்புக் கோளத்திற்கு வெளியே அயனிக் -- BaCl₂ உடன் BaSO₄ வெண்ணிற வீழ்படிவு தரும்).
Z = K₂[M(CN)₄] (கரைசலில் 2K⁺ + [M(CN)₄]²⁻ = மொத்தம் 3 அயன்கள்) -- மாற்று ஏற்கத்தக்க வடிவங்களும் உண்டு.
75. 🟢 2016/P1/Q9 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
லித்தியம் (Li) மற்றும் அதன் சேர்வைகளின் இரசாயனியல் தொடர்பாக பின்வருவனவற்றுள் தவறானது எது?
(1) குரூப் I உலோகங்களுள் லித்தியம் மிக உயர்ந்த உருகுநிலையைக் கொண்டுள்ளது.
(2) LiOH இன் காரத்தன்மை NaOH இனதை விடக் குறைவு.
(3) குரூப் I கார்பனேட்டுகளுள் Li₂CO₃ மிகக் குறைந்த வெப்ப உறுதித்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.
(4) சுவாலைச் சோதனையில் LiCl நீல நிறம் தருகின்றது. (5) லித்தியம் ஒட்சிசன் வாயுவுடன் வினைபுரிந்து Li₂O தருகின்றது.
விடை: (4).
(1)-(4) அனைத்தும் சரி -- Li இயல்பான ஒட்சைட்டு தரும் (Na போலன்றி); Li குரூப் I இல் மிக உயர் mp (180.5°C) கொண்டது; Li⁺ சிறியது/அதிக முனைவாக்கும் திறன், LiOH குறைந்த காரத்தன்மை; Li₂CO₃ சிறிய Li⁺ ஆல் மிகக் குறைந்த வெப்ப உறுதித்தன்மை (Mg உடன் மூலைவிட்டத் தொடர்பு).
(5) தவறு -- LiCl சுவாலைச் சோதனையில் சிவப்பு (crimson red) நிறம் தருகின்றது, நீலம் அல்ல.
எனவே (5).
76. 🟢 2016/P1/Q12 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
diamminebromidodicarbonylhydridocobalt(III) chloride இன் IUPAC விதிகளின்படியான இரசாயனச் சூத்திரம் யாது?
(1) [CoHBr(CO)₂(NH₃)₂]Cl (2) [Co(CO)₂BrH(NH₃)₂]Cl (3) [CoBr(CO)₂(NH₃)₂H]Cl (4) [Co(NH₃)₂Br(CO)₂H]Cl (5) [CoBr(CO)₂H(NH₃)₂]Cl
விடை: (5).
சூத்திரத்தில் இணைனிகளின் வரிசை (பெயரிடலில் பயன்படும் ligand-name அகரவரிசையிலிருந்து வேறுபட்டது) -- இணைனியின் இரசாயனச் சூத்திரக் குறியீட்டின் முதலெழுத்து அகரவரிசைப்படி வரிசைப்படுத்தப்படுகின்றது: Br(B) < CO(C) < H(H) < NH₃(N).
எனவே சூத்திரம்: [CoBr(CO)₂H(NH₃)₂]Cl = தெரிவு (4).
(குறிப்பு: பெயரிடலில் "diammine-bromido-dicarbonyl-hydrido" என ligand-பெயர் அகரவரிசையில் எழுதப்பட்டாலும், சூத்திரம் எழுதும்போது இரசாயனக் குறியீடு அகரவரிசையே பின்பற்றப்படுகின்றது -- இரண்டு வெவ்வேறு மரபுகள்.)
எனவே (4).
77. 🟢 2016/P1/Q21 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
செயற்படு உலோகங்கள் (transition metals) மற்றும் அவற்றின் சேர்வைகள் தொடர்பாக பின்வருவனவற்றுள் சரியானது எது?
(1) d-இலத்திரன்கள் கொண்ட எல்லா மூலகங்களும் 'செயற்படு மூலகங்கள்'.
(2) TiO₂ இல் Ti இன் இலத்திரன் அமைப்பு ScCl₃ இல் Sc இனதைப் போன்றே.
(3) ஓர் செயற்படு உலோகத்தின் ஒட்சைட்டுகளின் அமிலத்தன்மை உலோக அயனின் ஒட்சியேற்ற நிலை அதிகரிக்கும்போது குறையும்.
(4) 3d தொடரிலுள்ள செயற்படு உலோகங்கள் m_l = ±3 எனும் சக்திச் சொட்டெண்ணைப் பெறலாம். (5) காப்பரின் இலத்திரன் அமைப்பு 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰.
விடை: (1) -- A/L பாடத்திட்ட வரையறையின்படி (d-தொகுதி = செயற்படு மூலகங்கள்).
(1) தவறு -- Cu (Z=29) இன் முழு அமைப்பில் 4s¹ இலத்திரனும் அடங்கும்; காட்டப்பட்ட அமைப்பில் 28 இலத்திரன்கள் மாத்திரமே உள்ளன (4s¹ விட்டுவிடப்பட்டது).
(2) சரி (A/L வரையறை: d-தொகுதி மூலகங்கள் = செயற்படு மூலகங்கள்).
(3) குறிப்பு -- Ti⁴⁺, Sc³⁺ இரண்டும் [Ar] அமைப்பையே கொண்டுள்ளன (இரசாயன ரீதியில் சரி எனினும், இத்தேர்வில் எதிர்பார்க்கப்படும் விடை (2)).
(4) தவறு -- ஒட்சியேற்ற நிலை அதிகரிக்கும்போது ஒட்சைட்டு அமிலத்தன்மை அதிகரிக்கும் (எ.கா. MnO காரம்→Mn₂O₇ வலிமையான அமிலம்).
(5) தவறு -- d ஓபிற்றல்களுக்கு l=2, m_l=−2,−1,0,+1,+2 மாத்திரம் (±3 ஒருபோதும் இல்லை).
எனவே (2).
78. 🟢 2016/P1/Q24 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
3d செயற்படு உலோகங்கள் மற்றும் அவற்றின் சேர்வைகள் தொடர்பாக பின்வருவனவற்றுள் தவறானது எது?
(1) ஒரே ஒரு மூலகம் மாத்திரம் +7 ஒட்சியேற்ற நிலையைக் காட்டுகின்றது.
(2) MnO₄⁻, Cr₂O₇²⁻ போன்ற ஒட்சோ அயன்கள் ஒடுக்கத்திற்கு எதிர்ப்புத்தன்மையுடையவை. (3) சில உலோகங்களின் ஒட்சைட்டுகள் ஈரியல்பானவை.
(4) சில உலோகங்களும் உலோக ஒட்சைட்டுகளும் கைத்தொழிலில் வினையூக்கிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
(5) 3d செயற்படு உலோகங்களின் மின்னெதிர்த்தன்மை 4s உலோகங்களை விட அதிகம்.
விடை: (2).
(1)-(4) அனைத்தும் சரி.
(5) தவறு -- MnO₄⁻, Cr₂O₇²⁻ ஆகியவை உண்மையில் வலிமையான ஒட்சியேற்றிகள், அதாவது அவை மிக எளிதாக ஒடுக்கமடையும் -- "ஒடுக்கத்திற்கு எதிர்ப்புத்தன்மை" எனல் முற்றிலும் தலைகீழானது.
எனவே (5).
79. 🟢 2016/P1/Q27 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
NH₃ பற்றி பின்வருவனவற்றுள் தவறானது எது?
(1) NH₃ Li உடன் வினைபுரிந்து Li₃N உம் H₂ வாயுவையும் தருகின்றது.
(2) NH₃ இன் பிணைப்புக் கோணம் 109°28' இலும் குறைவு, ஆனால் NF₃ இனதை விட அதிகம். (3) NH₃ ஒரு காரமாக மாத்திரமே செயல்பட முடியும்.
(4) NH₃ ஒட்சிசனில் எரிந்து N₂ வாயுவைத் தருகின்றது.
(5) NH₃ நெஸ்லரின் சோதனைப்பொருளுடன் கபில நிறம் தருகின்றது.
விடை: (3).
(1) தவறு -- NH₃ N-H பிணைப்பின் அமிலத்தன்மையான ஐதரசன் காரணமாக (மிகவும் வலிமையான காரங்களுடன்) அமிலமாகவும் செயல்படக்கூடியது -- "காரமாக மாத்திரம்" எனல் தவறு.
(2) சரி -- 4NH₃+3O₂→2N₂+6H₂O.
(3) சரி -- நன்கறியப்பட்ட சோதனை.
(4) சரி -- 2NH₃+6Li→2Li₃N+3H₂.
(5) சரி -- NH₃≈107°, NF₃≈102°, இலட்சிய நான்முகி=109.5°.
எனவே தவறான கூற்று (1).
80. 🟢 2016/P1/Q36 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
நைத்திரிக் அமிலம் பற்றி பின்வருவனவற்றுள் தவறானவை எவை?
(a) தூய நைத்திரிக் அமிலம் ஒரு வெளிர்மஞ்சள் நிற திரவம். (b) நைத்திரிக் அமிலத்தில் உள்ள எல்லா N-O பிணைப்பு நீளங்களும் சமம். (c) நைத்திரிக் அமிலம் ஒடுக்கியாகச் செயல்பட முடியாது. (d) இது ஓர் முக்கியமான பசளையான அம்மோனியம் நைத்திரேட்டு தயாரிப்பில் பயன்படுகின்றது.
(1) (a),(b) மாத்திரம் சரி (2) (b),(c) மாத்திரம் சரி (3) (c),(d) மாத்திரம் சரி (4) (d),(a) மாத்திரம் சரி (5) வேறு எண்/சேர்மானம் சரி
விடை: (1) -- (a),(b) மாத்திரம் தவறு.
(a) தவறு -- தூய HNO₃ நிறமற்றது; பழுதடைந்து சிதைவதன் மூலம் வெளிவரும் NO₂ கரைந்திருப்பதே ("fuming நைத்திரிக் அமிலம்") மஞ்சள்/கபில நிறத்திற்குக் காரணம்.
(b) தவறு -- ஒரு N-OH பிணைப்பு (நீளமானது) மற்றும் இரு பொருவின்மை-சமமான N-O பிணைப்புகள் (குறுகியவை) -- எல்லாம் சமமல்ல.
(c) சரி -- HNO₃ கிட்டத்தட்ட எப்போதும் ஒட்சியேற்றியாகவே செயல்படுகின்றது, ஒடுக்கியாக அல்ல.
(d) சரி -- HNO₃+NH₃→NH₄NO₃.
தவறான கூற்றுகள் (a),(b) = (1).
81. 🟢 2016/P1/Q44 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: கார உலோகங்களின் நீருடனான வினைத்திறன் கூட்டத்தில் இறங்கும்போது அதிகரிக்கின்றது.
இரண்டாம் கூற்று: உலோக அணுவின் அளவு அதிகரிக்கும்போது வலிமையான உலோகப் பிணைப்புகள் உருவாகின்றன.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (3) -- முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு.
முதலாம் கூற்று சரி -- Li<Na<K<Rb<Cs வினைத்திறன் அதிகரிக்கும் (குறையும் அயனாக்கற் சக்தி).
இரண்டாம் கூற்று தவறு -- உண்மையில் அணு அளவு அதிகரிக்கும்போது உலோகப் பிணைப்பு பலவீனமடையும் (கரு-இலத்திரன் தூரம் அதிகரிப்பு, குறைவான ஈர்ப்பு) -- இதுவே குரூப்-1 இல் mp குறையக் காரணம் (Li mp=180°C > Cs mp=28°C).
எனவே (3).
82. 🟢 2016/P1/Q47 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: N₂(g) உம் H₂(g) உம் தாக்கமடைந்து NH₃(g) தரும் வினை உட்சூட்டானது.
இரண்டாம் கூற்று: NH₃(g) நைத்திரிக் அமிலம் மற்றும் யூரியா தொகுப்பாக்கத்தில் பயன்படுகின்றது.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (4) -- முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி.
முதலாம் கூற்று தவறு -- Haber செயன்முறை (N₂+3H₂⇌2NH₃) வெப்பமிகுவானது (ΔH°≈−92 kJ/mol), உட்சூட்டு அல்ல.
இரண்டாம் கூற்று சரி -- NH₃ Ostwald செயன்முறை மூலம் HNO₃ ஆகவும், CO₂ உடன் யூரியா ஆகவும் மாற்றப்படுகின்றது.
எனவே (4).
83. 🟢 2016/P1/Q50 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: சில தாவரங்களின் வேர் முடிச்சுகளில் காணப்படும் நொதிகள் N₂ ஐப் பதிக்கும் திறனுடையவை.
இரண்டாம் கூற்று: N-N முப்பிணைப்பு இருப்பதே N₂ மூலக்கூறு வினைபுரியாமைக்கு முதன்மைக் காரணம்.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (2) -- இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று சரியான விளக்கமன்று (உத்தியோகபூர்வ திட்டத்தில் (4) உம் ஏற்கப்பட்டது).
இரண்டாம் கூற்று சரி -- N≡N முப்பிணைப்பின் மிக அதிக பிணைப்புப் பிரிகைச் சக்தி (≈945 kJ/mol) N₂ ஐ இயக்கவியல் ரீதியாக வினைபுரியாததாக்குகின்றது.
முதலாம் கூற்று தன்னளவில் உண்மையான உயிரியல் உண்மை (நைத்திரோஜினேஸ் நொதி, ரைசோபியம் பக்டீரியா மூலம்) -- ஆனால் கண்டிப்பாகச் சொன்னால், N₂ ஐப் பதிக்கும் நொதி தாவரத்தின் சொந்த நொதி அல்ல, மாறாக வேர் முடிச்சுகளில் வாழும் சகவாழ்வு பக்டீரியாவின் நொதியாகும் -- இக்கூற்றுவழி நுணுக்கம் காரணமாக இரண்டாம் கூற்று "சரியான விளக்கம்" என முழுமையாகக் கருத முடியாது (முதலாம் கூற்று ஓரளவு தவறாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது எனக் கருதப்படலாம்).
எனவே (2) (உத்தியோகபூர்வமாக (4) உம் ஏற்கப்பட்டது).
கீழே தரப்பட்டுள்ள அட்டவணையில் 2ஆம்/3ஆம் ஆவர்த்தனங்களிலிருந்து தெரிவு செய்யப்பட்ட p-தொகுப்பு மூலகங்கள் உள்ளன: B, C, N, O, F, Ne | Al, Si, P, S, Cl, Ar.
(a) கீழ்க்கண்ட ஒவ்வொரு விபரணையையும் பொருத்தமான மூலகத்துடன் இனங்காண்க:
(i) உயர் வன்மையைக் கொண்ட ஓரின அணுக்களுக்குரிய பங்கிடு லற்றிசைத் திண்மத்தை உருவாக்கும் மூலகம்.
(ii) ஒட்சியேற்ற நிலைகளின் மிகவும் பரந்த வீச்சைக் காட்டும் மூலகம்.
(iii) அதி உயர்ந்த முதலாம் அயனாக்கும் சக்தியைக் கொண்ட மூலகம்.
(iv) ஈரியல்புடைமையைக் காட்டும் மூலகம்.
(v) அறை வெப்பநிலையில் இரண்டு வாயுநிலைப் பிரதிரூபங்களைக் கொண்ட மூலகம்.
(vi) வலிமையான ஒட்சியேற்றும் காரணியாகக் கருதப்படும் மூலகம்.
(c) பின்வரும் கூற்றுகள் உண்மையா பொய்யா எனக் குறிப்பிடுக (காரணங்கள் அவசியமில்லை):
(i) SF₆, OF₆ ஆகிய இரண்டும் உறுதியான மூலக்கூறுகளாகும்.
(ii) SiCl₄, NCl₃, SCl₂ ஆகிய மூலக்கூறுகளின் இலத்திரன் சோடிக் கேத்திரகணிதம் நான்முகியாக இருப்பினும் அவற்றின் பிணைப்புக் கோணங்கள் வேறுபட்டவை.
(iii) Kr இன் கொதிநிலை Xe இன் கொதிநிலையை விட அதிகமாகும்.
(iv) கூட்டம் II சல்பேட்டுகளின் கரைதிறன் கூட்டம் வழியே கீழிறங்கச் செல்லும்போது குறைவடைவது, முதன்மையாக நேர் அயன்களின் நீரேற்றச் சக்தி குறைவடைவதன் காரணமாகும்.
(ii) S -- கந்தகம் -2 (H₂S) முதல் +6 (H₂SO₄, SO₃) வரையான பரந்த ஒட்சியேற்ற நிலை வீச்சைக் காட்டுகிறது (SO₂, S₂O₃²⁻ போன்றவற்றிலும் இடைநிலைகள்).
(iii) Ne -- 2ஆம் ஆவர்த்தனத்தின் மிக உயர்ந்த முதலாம் அயனாக்கும் சக்தி (≈2081 kJ mol⁻¹), முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட 2p⁶ வெளிக்கூட்டைக் கொண்டு அதனை உடைப்பதற்கு அதிக சக்தி தேவைப்படுகிறது.
(iv) Al -- Al₂O₃, Al(OH)₃ ஆகியவை அமிலங்களுடனும் காரங்களுடனும் வினைபுரிந்து ஈரியல்புத் தன்மையைக் காட்டுகின்றன.
(v) O -- O₂ (இருகூட்டு ஒட்சிசன்) மற்றும் O₃ (ஓசோன்) என இரண்டு வாயு நிலைப் பிரதிரூபங்களைக் கொண்டுள்ளது.
(vi) F -- மிக உயர்ந்த மின்னெதிர்த்தன்மையைக் கொண்டு, அனைத்து மூலகங்களிலும் வலிமையான ஒட்சியேற்றும் காரணியாகும்.
(c)(i) பொய் -- SF₆ உறுதியானது (S இன் 3d ஒபிற்றல்கள் வெளிக்கூட்டை விஸ்தரிக்க உதவுகின்றன); ஆனால் OF₆ இதுவரை தனிமைப்படுத்தப்படவில்லை/உறுதியற்றது -- O விற்கு (2ஆம் ஆவர்த்தனம்) d ஒபிற்றல்கள் இல்லை, எனவே வெளிக்கூட்டை 6 பிணைப்புகளுக்கு விஸ்தரிக்க முடியாது.
(ii) உண்மை -- மூன்றிலும் மைய அணுவைச் சுற்றி 4 இலத்திரன் சோடிகள் (நான்முகி VSEPR) இருப்பினும், தனிச்சோடிகளின் எண்ணிக்கை வேறுபடுகிறது: SiCl₄ இல் 0 தனிச்சோடி (சரியான நான்முகி, 109.5°), NCl₃ இல் 1 தனிச்சோடி (பிரமிடு வடிவம், ≈107°), SCl₂ இல் 2 தனிச்சோடிகள் (கோணல்/V வடிவம், ≈103°) -- தனிச்சோடி-பிணைப்புச் சோடி விரட்டல் அதிகரிக்க பிணைப்புக் கோணம் குறையும்.
(iii) பொய் -- Xe (அணு எண் 54) Kr (அணு எண் 36) ஐ விட பெரிய அணு ஆரம் மற்றும் அதிக இலத்திரன்களைக் கொண்டு, வலிமையான இலண்டன் சிதறல் விசைகளைக் காட்டுகிறது; எனவே Xe இன் கொதிநிலை (-108°C) Kr இன் கொதிநிலையை (-153°C) விட அதிகமாகும் -- கூற்று தலைகீழாக உள்ளது.
(iv) உண்மை -- கூட்டம் II இல் கீழிறங்கும்போது நேர் அயனின் ஆரம் அதிகரிக்கிறது, இதனால் நீர் மூலக்கூறுகளுடனான அயன்-இருமுனைவு ஈர்ப்பு பலவீனமடைந்து நீரேற்றச் சக்தி குறைவடைகிறது; இக்குறைவு லற்றிசைச் சக்தியின் (ஒப்பீட்டளவில் சிறிய) குறைவை விட மேலோங்கி, நிகர கரைதிறன் குறைவுக்கு இட்டுச் செல்கிறது.
X, Y ஆகியன ஆவர்த்தன அட்டவணையில் s-தொகுப்பைச் சேர்ந்த மூலகங்களாகும். அவை நீருடன் வினைபுரிந்து ஐதராக்சைட்டுகளை உருவாக்குகின்றன. X இன் ஐதராக்சைட்டு Y இன் ஐதராக்சைட்டை விட அதிக காரத்தன்மையுடையது. X இன் ஐதராக்சைட்டு குழந்தைகளுக்கான சவர்க்காரம் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. Y இன் ஐதராக்சைட்டு பூகோள வெப்பமூட்டப் பொறுப்பான முதன்மையான வாயுக்களுள் ஒன்றான Z வாயுவை இனங்காணப் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
(i) X, Y ஆகியவற்றை இனங்காண்க.
(ii) X, Y ஆகியவற்றின் மின்னிலத்திரன நிலையமைப்புகளை எழுதுக.
(iii) X, Y இன் உப்புகள் சுவாலைச் சோதனைக்குட்படுத்தப்படும்போது தரும் நிறங்களை எழுதுக.
(iv) பின்வருவனவற்றுக்கான X, Y இன் சார் பருமன்களைக் குறிப்பிடுக: I. அணுவின் பருமன் II. அடர்த்தி III. உருகுநிலை IV. முதலாம் அயனாக்கும் சக்தி.
(v) Z ஐ இனங்காண்க.
(vi) Z ஐ இனங்காணப் பயன்படுத்தப்படும் Y இன் ஐதராக்சைட்டு வினையை மாத்திரம் சமன்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகள் மூலம் காட்டுக.
(vii) Y இன் ஒரு இயற்கை கார்பனேட்டு மூலப்பொருள், ஒரு தொற்றுநீக்கியை உற்பத்தி செய்ய மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அம்மூலப்பொருளையும் தொற்றுநீக்கியையும் இனங்காணுக; சமன்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகள் மாத்திரம் பயன்படுத்தி உற்பத்திப் படிகளைக் காட்டுக.
(ii) X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹. Y: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s².
(iii) X (K): லிலாக்/ஊதா நிறம் (கோபால்ற்று கண்ணாடியினூடாகப் பார்க்கும்போது சிவப்பு-ஊதா). Y (Ca): செங்கல்-சிவப்பு நிறம் (மஞ்சள்-பச்சை நிறத்திலிருந்து வேறுபடுத்திக் காணப்படும்).
(iv) I. அணுவின் பருமன்: X > Y. II. அடர்த்தி: Y > X. III. உருகுநிலை: Y > X. IV. முதலாம் அயனாக்கும் சக்தி: Y > X.
(v) Z = CO₂ (கரிமவாயு).
(vi) CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O (வெண்/பால்-வெண் வீழ்படிவு உருவாகும்). அதிகப்படியான CO₂ செலுத்தினால்: CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ (வீழ்படிவு கரைந்து நிறமற்ற கரைசலாக மாறும்).
(vii) இயற்கை மூலப்பொருள்: சுண்ணாம்புக் கல் / marble / oyster shell (CaCO₃). தொற்றுநீக்கி: வெளிறும் தூள் (bleaching powder), Ca(OCl)₂.Ca(OH)₂.CaCl₂.2H₂O (அல்லது எளிமையாக Ca(OCl)₂). உற்பத்திப் படிகள் (சமன்பாடுகள் மாத்திரம்):
CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g) (சுண்ணாம்புச் சூளையாக்கல்)
CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂(s) (அணைத்தல்)
3Ca(OH)₂(s) + 2Cl₂(g) → Ca(OCl)₂.Ca(OH)₂.CaCl₂.2H₂O(s) (குளோரினேற்றம்)
84. 🟢 2015/P1/Q9 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
அலுமினியத்தின் வேதியியல் தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எது தவறானது?
(1) அலுமினியக் குளோரைட்டு திண்ம நிலையில் ஈரணுக் கூட்டமாக (dimer) காணப்படுகிறது. (2) அலுமினியச் சேர்வைகள் வினையூக்கிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. (3) அலுமினிய உலோகம் நீர்த்த HCl உடன் வினைபுரிந்து H₂ வாயுவைத் தருகிறது.
(4) திண்ம அலுமினியக் குளோரைட்டு நீரில் கரைக்கப்படும்போது உருவாகும் கரைசல் காரத்தன்மையுடையது. (5) திண்ம அலுமினியக் குளோரைட்டில் Al அணுக்களைச் சுற்றியுள்ள வடிவம் நாற்முகியாகும்.
விடை: (4).
(3) தவறு -- திண்ம AlCl₃ நீரில் கரைக்கப்படும்போது உருவாகும் கரைசல் உண்மையில் அமிலத்தன்மையுடையது, காரத்தன்மையுடையது அல்ல. சிறிய, அதிக ஏற்றமுள்ள Al³⁺ அயன் நீர் மூலக்கூறுகளை வலிமையாக முனைவாக்கி, ஐதரோலிசிஸ் மூலம் H₃O⁺ ஐ உருவாக்குகிறது: [Al(H₂O)₆]³⁺ + H₂O ⇌ [Al(H₂O)₅(OH)]²⁺ + H₃O⁺.
(1),(2),(4),(5) அனைத்தும் சரி -- (2) குறிப்பாக: 2Al+6HCl→2AlCl₃+3H₂; (4),(5) AlCl₃ இன் ஈரணுக் கூட்ட Al₂Cl₆ கட்டமைப்பில் ஒவ்வொரு Al உம் பாலம் Cl அணுக்கள் வழியாக நாற்முகி வடிவில் இணைந்துள்ளதைக் குறிக்கின்றன.
85. 🟢 2015/P1/Q21 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
துத்தநாகத்தின் (Zn) வேதியியல் தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எது தவறானது?
(1) Zn²⁺ இன் ஆரம் Ca²⁺ இன் ஆரத்தை விடச் சிறியது.
(2) அமிலக் கரைசல்களிலிருந்து H₂S ஆல் ZnS வீழ்படிவாக்க முடியாது. (3) Zn ஒரு பரிமாற்ற-அல்லாத மூலகம், +2 ஆனது மிகவும் நிலைப்பான, பொதுவான நேர் ஒட்சியேற்ற நிலையாகும். (4) பொதுவாக Zn வளாகங்களின் கரைசல்கள் நிறமற்றவை.
(5) மற்ற 3d தொகுதி மூலகங்களுடன் ஒப்பிடும்போது Zn இன் உருகுநிலை கணிசமாக அதிகமானது.
விடை: (5).
(3) தவறு -- Zn இன் உருகுநிலை (≈420°C) மற்ற 3d தொகுதி உலோகங்களுடன் (Fe≈1538°C, Cu≈1085°C, Ni≈1455°C போன்றவை) ஒப்பிடும்போது உண்மையில் கணிசமாகக் குறைவானது, அதிகமானது அல்ல -- Zn இன் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட 3d¹⁰ அமைப்பு உலோகப் பிணைப்பிற்குப் பங்களிக்கும் d-இலத்திரன்களைக் குறைவாக்கி, பலவீனமான உலோகப் பிணைப்பையும் குறைந்த உருகுநிலையையும் தருகிறது.
(1),(2),(4),(5) அனைத்தும் Zn வேதியியலின் அறியப்பட்ட உண்மைகளுடன் ஒத்துப்போகின்றன.
86. 🟢 2015/P1/Q24 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
X ஆனது 3d தொகுதியைச் சேர்ந்த ஒரு மூலகம். இது பின்வரும் இயல்புகளைக் காட்டுகிறது:
I. 3d தொகுதி மூலகங்களுள் மிக உயர்ந்த நேர் ஒட்சியேற்ற நிலையைக் காட்டுகிறது.
II. அமில, ஈரியல்பு, கார ஒட்சைட்டுகளை உருவாக்குகிறது.
X ஆனது:
(1) Mn (2) Fe (3) Co (4) Zn (5) Cr
விடை: (1).
Mn ஆனது 3d தொகுதியில் மிக உயர்ந்த ஒட்சியேற்ற நிலையான +7 ஐக் காட்டுகிறது (Mn₂O₇ இல்) -- Cr இன் அதிகபட்ச +6 ஐ விட அதிகமானது. Mn இன் ஒட்சைட்டுகள் ஒரு பரந்த வீச்சைக் காட்டுகின்றன: MnO (கார, +2), Mn₂O₃/MnO₂ (ஈரியல்பு-நோக்கிய, +3/+4), Mn₂O₇ (வலிமையான அமிலத்தன்மை, +7) -- இது கார்→ஈரியல்பு→அமிலம் என்னும் முழு வீச்சையும் காட்டுகிறது, கேள்வியில் விவரிக்கப்பட்டவாறு.
87. 🟢 2015/P1/Q27 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
ஆவர்த்தன அட்டவணையிலுள்ள s-தொகுதி மூலகங்கள் (தொகுதி I, Li முதல் Cs வரை; தொகுதி II, Be முதல் Ba வரை) தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எது உண்மையானது?
(1) தொகுதி I இலுள்ள அனைத்து மூலகங்களும் N₂ வாயுவுடன் வினைபுரிகின்றன.
(2) Mg நீர்த்த, செறிந்த H₂SO₄ இரண்டுடனும் வினைபுரிந்து முறையே H₂(g), SO₂(g) ஐத் தருகிறது. (3) Li காற்றுடன் வினைபுரிந்து Li₂O, LiO₂, Li₃N ஆகியவற்றின் கலவையை உருவாக்குகிறது.
(4) தொகுதி I இலுள்ள அனைத்து மூலகங்களும் H₂ வாயுவுடன் வினைபுரிந்து கோவலன்ட் ஐதரைட்டுகளை உருவாக்குகின்றன. (5) தொகுதி I, II இலுள்ள அனைத்து மூலகங்களும் நீருடன் வினைபுரிந்து H₂ வாயுவைத் தருகின்றன.
விடை: (2).
(3) உண்மை -- Mg நீர்த்த H₂SO₄ உடன் ஒரு சாதாரண செயற்பாட்டு உலோகமாக வினைபுரிந்து H₂(g) ஐத் தருகிறது; செறிந்த H₂SO₄ (ஓர் ஒட்சியேற்றும் அமிலம்) உடன் SO₂(g) ஐத் தருகிறது (H₂ க்குப் பதிலாக அமிலமே குறையப்படுகிறது).
(1) பொய் -- Be நீருடன் வினைபுரிவதில்லை (பாதுகாப்பு ஒட்சைட்டு படை காரணமாக). (2) பொய் -- Li மாத்திரமே N₂ உடன் நேரடியாக வினைபுரிந்து Li₃N தருகிறது. (4) பொய் -- Li காற்றில் Li₂O, Li₃N ஐ மாத்திரம் தருகிறது (LiO₂ போன்ற பெரோக்சைட்/சூப்பரொக்சைட் அல்ல, Li இன் சிறிய அளவு நிலையான எளிய ஒட்சைட்டையே ஆதரிக்கிறது). (5) பொய் -- தொகுதி I மூலகங்கள் H₂ உடன் அயனிக் ஐதரைட்டுகளை உருவாக்குகின்றன (M⁺H⁻), கோவலன்ட் அல்ல.
88. 🟢 2015/P1/Q41 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
கீழேயுள்ள அட்டவணையிலிருந்து, முதற் கூற்றுக்கும் இரண்டாம் கூற்றுக்கும் மிகவும் பொருந்தும் விடையைத் தெரிவுசெய்க:
முதற் கூற்று: NCl₃ ஆனது நீரின் முன்னிலையில் ஒரு வெளிறச்செய்யும் காரணியாகச் செயல்பட முடியும்.
இரண்டாம் கூற்று: NCl₃ நீருடன் வினைபுரிந்து NH₃, HOCl ஆகியவற்றைத் தருகிறது.
(1) முதலாம் கூற்று உண்மை, இரண்டாம் கூற்று பொய். (2) முதலாம் கூற்று பொய், இரண்டாம் கூற்று உண்மை.
(3) இரண்டும் பொய். (4) இரண்டும் உண்மை, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றை சரியாக விளக்குகிறது. (5) இரண்டும் உண்மை, ஆனால் இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றை சரியாக விளக்கவில்லை.
விடை: (4).
இரண்டாம் கூற்று உண்மை -- NCl₃+3H₂O→NH₃+3HOCl (ஐதரோலிசிஸ்).
முதற் கூற்று உண்மை -- இவ்வினையால் உருவாகும் HOCl ஒரு அறியப்பட்ட வலிமையான ஒட்சியேற்றி/வெளிறச்செய்யும் காரணி என்பதால், NCl₃ மறைமுகமாக (HOCl உருவாக்கம் வழியாக) நீர் முன்னிலையில் வெளிறச் செய்யக்கூடியதாக மாறுகிறது.
இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றை சரியாக விளக்குவதால் (1).
89. 🟢 2015/P1/Q44 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
கீழேயுள்ள அட்டவணையிலிருந்து, முதற் கூற்றுக்கும் இரண்டாம் கூற்றுக்கும் மிகவும் பொருந்தும் விடையைத் தெரிவுசெய்க:
முதற் கூற்று: கந்தகத்திற்கும் NaOH க்குமிடையிலான தாக்கம் ஒரு ஏற்றசமமாக்க (disproportionation) தாக்கத்திற்கு ஓர் உதாரணமாகும்.
இரண்டாம் கூற்று: ஒரு மூலகம் ஒரே நேரத்தில் ஒட்சியேற்றமும் குறைப்பும் அடையும்போது, அது ஏற்றசமமாக்கல் எனப்படும்.
(1) இரண்டும் உண்மை, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றை சரியாக விளக்குகிறது. (2) இரண்டும் உண்மை, ஆனால் இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றை சரியாக விளக்கவில்லை.
(3) முதலாம் கூற்று உண்மை, இரண்டாம் கூற்று பொய். (4) முதலாம் கூற்று பொய், இரண்டாம் கூற்று உண்மை.
(5) இரண்டும் பொய்.
விடை: (1) (உத்தியோகபூர்வத் திட்டத்தில் (3) உம் ஏற்கப்பட்டது).
இரண்டாம் கூற்று உண்மை -- இது ஏற்றசமமாக்கலின் வரைவிலக்கணமே.
முதற் கூற்று உண்மை -- 3S+6NaOH(வெப்பமாக்கப்பட்ட, செறிந்த)→2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂O போன்ற தாக்கத்தில், S(0) ஒரே நேரத்தில் Na₂S இல் S²⁻(-2) ஆகக் குறைக்கப்பட்டும், Na₂SO₃ இல் SO₃²⁻(+4) ஆக ஒட்சியேற்றப்பட்டும் -- இது ஒரு உன்னதமான ஏற்றசமமாக்கல் தாக்கம்.
இரண்டும் உண்மை, இரண்டாம் கூற்று சரியாக விளக்குகிறது = (1) (நிலைமைகளின் விபரம் மாறுபடலாம் என்பதால் உத்தியோகபூர்வத் திட்டத்தில் (3) உம் மாற்று விடையாக ஏற்கப்பட்டது).
X ஆனது அணு எண் 20 இலும் குறைந்த, ஆவர்த்தன அட்டவணையில் p-தொகுப்பு மூலகமாகும். X ஐ காற்றில் தகனமடையச் செய்யும்போது, X₁ எனும் நிறமற்ற வாயு உருவாகிறது. X₁ காரமான மணத்தைக் கொண்டது. X₁ இலகுவாக நீரில் கரையும். இக்கரைசலுடன் BaCl₂ கரைசலைச் சேர்க்கும்போது வெண்நிற வீழ்படிவு X₂ உருவாகும். X₂ ஐ HCl இல் கரைத்தால் X₃ என்னும் மென்மையான அமிலத்தை விளைபொருள்களுள் ஒன்றாகத் தரும். X₁ அமிலமாக்கப்பட்ட பொற்றாசியம் பேர்மங்கனேற்று கரைசலை நிறமற்றதாக்கும். X₁ ஒட்சியேற்றமடையும்போது X₄ என்னும் வாயு உருவாகும். X₄ வலிமையான அமிலமான X₅ இன் கைத்தொழில் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும்.
(i) X ஐ இனங்கண்டு அதன் படிகநிலைக்குரிய நிலைக்குறிய கட்டமைப்பை வரைக.
(ii) X இன் தரைநிலைக்குரிய இலத்திரன நிலையமைப்பை எழுதுக.
(iii) X இன் பொதுவான நேர் ஒட்சியேற்ற நிலைகள் யாவை?
(iv) பின்வரும் சேர்வைகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களை எழுதுக: X₁,X₂,X₃,X₄,X₅.
(v) X₁, X₄ ஆகியவற்றின் மிக உறுதியான கட்டமைப்புகளின் வடிவங்களைப் பரும்படியாக வரைக, பிணைப்புக் கோணங்களின் அண்ணளவான பெறுமானங்களைக் குறிக்க.
(vi) X₁ இற்கும் அமிலமாக்கப்பட்ட பொற்றாசியம் பேர்மங்கனேற்றுக்குமிடையிலான தாக்கத்திற்குச் சமன்செய்த இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக.
(ii) தரைநிலை மின்னிலத்திரன அமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.
(iii) பொதுவான நேர் ஒட்சியேற்ற நிலைகள்: +2, +4, +6 (ஏதேனும் இரண்டு ஏற்கப்படும்).
(iv) X₁=SO₂. X₂=BaSO₃. X₃=H₂SO₃. X₄=SO₃. X₅=H₂SO₄.
(v) X₁(SO₂): கோணல்/V வடிவம், பிணைப்புக் கோணம் ≈118-120°. X₄(SO₃): தள முக்கோண வடிவம், பிணைப்புக் கோணம் =120°.
(vi) 5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄ (அயனிச் சமன்பாடு: 5SO₂+2MnO₄⁻+2H₂O→5SO₄²⁻+2Mn²⁺+4H⁺).
A முதல் E வரை பெயரிடப்பட்ட சோதனைக் குழாய்களில் பின்வரும் திண்மங்கள் (ஒழுங்குமுறையில் இன்றி) அடங்கியுள்ளன: Mg(NO₃)₂, (NH₄)₂CO₃, (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃, NaHCO₃. இவ்வொவ்வொரு திண்மத்தையும் வெப்பமாக்கும்போது உருவாகும் விளைபொருட்களின் விவரிப்பு கீழே அட்டவணையில் தரப்பட்டுள்ளது:
A: 1.மூல வெண்தூள்; 2.நீராவி; 3.சுண்ணாம்பு நீரைப் பால்நிறமாக்கும் நிறமற்ற, மணமற்ற வாயு.
B: வாயு நிலையிலுள்ள மூன்று விளைபொருட்கள்.
C: 1.வலிமையான அமிலம்; 2.நெஸ்லரின் காரணியுடன் பழுப்பு நிற வீழ்படிவு/நிறமூட்டல் தரும் நிறமற்ற வாயு.
D: 1.திடீரெனத் தாக்கம்புரிந்து மென்மைத்தன்மைக்குரிய கரைசலை உருவாக்கும் வெண்நிற ஒட்சைட்டு; 2.அறைவெப்பநிலையில் நிறமற்ற ஈரணுக்க வாயு; 3.செம்பழுப்பு வாயு.
E: 1.நீராவி; 2.நிறமற்ற, சுவையற்ற, நச்சற்ற, நேர்கோட்டு அமைப்புள்ள மூவணுக்க வாயு.
(i) A முதல் E வரையிலான திண்மங்களை இனங்காண்க.
(ii) A முதல் E வரையிலான ஒவ்வொரு திண்மத்தையும் வெப்பமாக்கும்போது நிகழும் தாக்கங்களுக்குச் சமன்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக.
(ii) A: 2NaHCO₃(s) →(Δ)→ Na₂CO₃(s) + H₂O(g) + CO₂(g).
B: (NH₄)₂CO₃(s) →(Δ)→ 2NH₃(g) + CO₂(g) + H₂O(g).
C: (NH₄)₂SO₄(s) →(Δ)→ 2NH₃(g) + H₂SO₄(l/g).
D: 2Mg(NO₃)₂(s) →(Δ)→ 2MgO(s) + 4NO₂(g) + O₂(g).
E: NH₄NO₃(s) →(Δ)→ N₂O(g) + 2H₂O(g).
(a) M என்பது ஓர் உலோகம், ஆவர்த்தன அட்டவணையின் s-தொகுப்பைச் சேர்ந்தது. மிகை ஒட்சிசன் வாயு உள்ளபோது அது மஞ்சள் நிறச் சுவாலையுடன் தகனமடைந்து திண்மம் M₁ ஐத் தருகிறது. M₁ ஐக் குளிர் நீருடன் பிரகியை செய்யும்போது தெளிவான காரமான கரைசலை M₂ உம் ஒரு பங்கீட்டு வலுச் சேர்வை M₃ உம் தருகிறது. M₃ அமிலமாக்கப்பட்ட Ag₂O உடன் தாக்கம்புரிந்து ஒரு நிறமற்ற ஈரணுக்க வாயு M₄ ஐப் பெறுத் தருகிறது. மிகை M₂ உலோகம் T உடன் தாக்கம்புரிந்து ஒரு நிறமற்ற ஈரணுக்க வாயு M₅ ஐயும் நீரில் கரையத்தக்க ஒரு சேர்வை M₆ ஐயும் தருகிறது. M₆ இன் நீரகரைசலுக்கு HCl துளித்துளியாகச் சேர்க்கையில் மிகை M₇ எனும் வெண்ணிற வீழ்படிவைத் தருகிறது, இது மிகை அமிலத்தில் கரையும், ஆனால் மிகை NH₄OH இல் கரையாது.
(i) M, M₁, M₂, M₃, M₄, M₅, M₆, M₇, T ஆகியவற்றை இனங்காண்க.
(ii) M₁ ஆனது வெந்நீருடன் தாக்கம்புரிகையில் பெறப்படும் விளைபொருட்களை எதிர்வுகூறுக.
(b) ஒரு படிக அயனிக் கனிம சேர்வை Q (மூலார் திணிவு = 248 g mol⁻¹) மெதுவாக வெப்பமாக்கப்படும்போது அனைவேயற்ற CuSO₄ ஐ நீல நிறமாக்கும் ஒரு பொருளை வெளியிடுகிறது. Q இன் நீர்க்கரைசலுடன் மூன்று சோதனைகள் (1),(2),(3) செய்யப்பட்டு, அவதானிப்புகள் அட்டவணையில் தரப்பட்டுள்ளன (நீர்த்த HCl சேர்த்தல்: நிறமற்ற வாயு வெளியேறி கரைசல் கலங்கும், Mg நாடா எரிக்கும்போது வெண்/மஞ்சள் திண்மங்கள் இரண்டும் கிடைக்கும்; AgNO₃ துளித்துளியாக: வெண்நிற வீழ்படிவு, வெப்பமாக்கும்போது கருப்பாக மாறும்; Pb(NO₃)₂ துளித்துளியாக: வெண்நிற வீழ்படிவு, வெப்பமாக்கும்போது கருப்பாக மாறும்).
(i) Q ஐ இனங்கண்டு அதன் அனயனின் மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்க லூயி கட்டமைப்பை வரைக.
(ii) (1),(2),(3) சோதனைகளில் நடைபெறும் தாக்கங்களுக்கான சமன்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக.
(iii) Q இன் இரண்டு பயன்பாடுகளைத் தருக.
(ii) M₁(Na₂O₂) + வெந்நீர்: 2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂ (விளைபொருட்கள்: NaOH, O₂).
(b)(i) Q = Na₂S₂O₃.5H₂O (சோடியம் தையோசல்பேற்று பென்டாஐதரேற்று; மூலார் திணிவு: Na₂(46)+S₂(64)+O₃(48)+5H₂O(90)=248 ✓). அனயன் S₂O₃²⁻ இன் லூயி கட்டமைப்பு: மைய S அணு =O (இரட்டைப் பிணைப்பு), -O⁻ (இரண்டு), -S (முனைய S) என நான்கு தொகுதிகளுடன் நாற்முகி வடிவில் இணைந்துள்ளது.
(ii) சோதனை 1: S₂O₃²⁻ + 2H⁺ → H₂S₂O₃ → S↓ + SO₂ + H₂O (அல்லது நேரடியாக S₂O₃²⁻+2H⁺→S↓+SO₂+H₂O); 2Mg+SO₂→2MgO+S (Mg நாடா எரிக்கும்போது வெண் MgO உம் மஞ்சள் S உம் கிடைப்பதை விளக்குகிறது).
சோதனை 2: Na₂S₂O₃ + 2AgNO₃ → Ag₂S₂O₃↓ + 2NaNO₃ (வெண்நிற வீழ்படிவு); Ag₂S₂O₃ + H₂O → Ag₂S↓ + H₂SO₄ (வெப்பமாக்கும்போது கருப்பு Ag₂S ஆக மாறுதல்).
சோதனை 3: Pb(NO₃)₂ + Na₂S₂O₃ → PbS₂O₃↓ + 2NaNO₃ (வெண்நிற வீழ்படிவு); PbS₂O₃ + H₂O → PbS↓ + H₂SO₄ (வெப்பமாக்கும்போது கருப்பு PbS ஆக மாறுதல்).
(iii) ஒளிப்பட வளர்ப்பில் (photography) நிலைப்படுத்தும் காரணியாக (fixing agent, கரையாத AgBr ஐக் கரைக்க); குளோரின் ஏற்றப்பட்ட நீரை நடுநிலையாக்கும் காரணியாக (dechlorination) (ஏதேனும் இரண்டு ஏற்கப்படும்: அடிடிமான நியமிப்பு, மருந்துவகை, பொன்பிரித்தெடுப்பு, வெளிறச்செய்தல் என்பனவும் ஏற்கப்படும்).
90. 🟡 2014/P1/Q9 -- தனித்து தீர்க்கப்பட்ட கேள்வி (உத்தியோகபூர்வ திட்டம் கிடைக்கவில்லை)
PCl₅ ஆனது சம மோலார் விகிதத்தில் (equimolar) H₂O உடன் தாக்கும்போது கிடைக்கும் விளைபொருட்கள்:
(1) H₃PO₄ + POCl₃ (2) POCl₃ + H₂ (3) POCl₃ + HCl (4) H₃PO₄ + HCl (5) H₃PO₃ + HCl
விடை: (3) POCl₃ + HCl.
PCl₅ முழுமையாக நீராற்பகுக்கப்பட (excess/மிகை H₂O) H₃PO₄ + 5HCl கிடைக்கும். ஆனால் இக்கேள்வியில் சம மோலார் (equimolar, 1:1) H₂O மாத்திரமே கொடுக்கப்பட்டுள்ளதால், முழுமையான நீராற்பகுப்புக்குப் போதுமான நீர் இல்லை -- பகுதி/வரையறுக்கப்பட்ட நீராற்பகுப்பே நிகழும்: PCl₅ + H₂O → POCl₃ (பொஸ்பரில் குளோரைட்டு) + 2HCl. (1 mol H₂O ஒரு P-Cl பிணைப்பை மாத்திரம் P=O ஆக மாற்றி, 2 Cl ஐ HCl ஆக வெளியேற்றுகிறது.)
91. 🟡 2014/P1/Q12 -- தனித்து தீர்க்கப்பட்ட கேள்வி (உத்தியோகபூர்வ திட்டம் கிடைக்கவில்லை)
3d-தொகுதி மூலகங்கள் தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எது தவறானது?
(1) 3d-தொகுதி மூலகங்களின் அடர்த்திகள் 3s-தொகுதி மூலகங்களின் அடர்த்திகளை விட மிக அதிகமானவை. (2) 3d-தொகுதி மூலகங்களின் மின்னெதிர்த்தன்மை ஆவர்த்தனத்தில் இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும்போது பொதுவாக அதிகரிக்கும். (3) 3d-தொகுதி மூலகத்தின் முதலாம் அயனாக்கச் சக்தி ஒரு 4s இலத்திரனை அகற்றுவதை உள்ளடக்கியது. (4) 3d-தொகுதி மூலகங்களின் உருகுநிலைகள் 3s-தொகுதி மூலகங்களின் உருகுநிலைகளைப் போன்று அதிகமாக இல்லை. (5) முதல் ஐந்து 3d-தொகுதி மூலகங்களின் அதிகபட்ச ஒட்சியேற்ற எண், அம்மூலகத்தின் மொத்த 4s மற்றும் 3d இலத்திரன்களின் எண்ணிக்கைக்குச் சமமானது.
விடை: (4) தவறானது.
(1),(2),(4),(5) அனைத்தும் 3d-தொகுதி மூலகங்களின் நன்கறியப்பட்ட, சரியான பொதுப் பண்புகள் (எ.கா. (4): Sc=+3,Ti=+4,V=+5,Cr=+6,Mn=+7 -- ஒவ்வொன்றும் அதனதன் 4s+3d இலத்திரன் மொத்த எண்ணிக்கைக்குச் சமம்). (3) தவறு -- உண்மையில் நேர்மாறு: 3d-தொகுதி (இடைநிலை) மூலகங்கள் அவற்றின் அதிக அடர்த்தியான உலோகப் பிணைப்பு காரணமாக (d-ஒபிற்றல் பங்களிப்புடன் கூடிய வலிமையான உலோகப் பிணைப்பு) 3s-தொகுதி/தொகுதி I (Li, Na, K போன்ற காரவுலோகங்கள்) மூலகங்களை விட மிக அதிக உருகுநிலைகளையே கொண்டுள்ளன, குறைவானதல்ல.
92. 🟡 2014/P1/Q21 -- தனித்து தீர்க்கப்பட்ட கேள்வி (உத்தியோகபூர்வ திட்டம் கிடைக்கவில்லை)
ஸ்காண்டியம் (Sc) தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எது தவறானது?
(1) Sc இன் மிகவும் நிலையான நேர் ஒட்சியேற்ற நிலை +3 (2) Sc³⁺ இல் d இலத்திரன்கள் இல்லை (3) பொதுவாக, Sc இன் சேர்வைகள் வெண்ணிறமானவை (4) Sc ஆனது 3d மூலகங்களின் முதலாவது (5) Sc ஒரு இடைநிலை (transition) தனிமம்
விடை: (5) தவறானது.
(1),(2),(3),(4) அனைத்தும் சரி (Sc:[Ar]3d¹4s²; Sc³⁺:[Ar], d⁰; d⁰ என்பதால் வண்ணமற்ற/வெண்ணிற சேர்வைகள்; Z=21, முதல் 3d மூலகம்). (5) தவறு -- IUPAC இன் கண்டிப்பான வரையறையின்படி, ஒரு இடைநிலைத் தனிமம் என்பது குறைந்தபட்சம் ஒரு பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலையில் முழுமையடையாத d உப-மட்டத்தைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். Sc இன் ஒரே பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலை (+3) Sc³⁺ ஐத் தருகிறது, இது d⁰ (முழுமையாக வெறுமையான, முழுமையடைந்த d உப-மட்டம்) -- எனவே கண்டிப்பான வரையறையின்படி Sc இடைநிலைத் தனிமமாகக் கருதப்படாது.
93. 🟡 2014/P1/Q26 -- தனித்து தீர்க்கப்பட்ட கேள்வி (உத்தியோகபூர்வ திட்டம் கிடைக்கவில்லை)
பின்வரும் பண்புகளைத் தரும் கற்றயனை (cation) இனங்காண்க:
(i) OH⁻ முன்னிலையில் H₂S உடன் ஒரு கருப்பு நிற வீழ்படிவைத் தருகிறது,
(ii) நீர்த்த HCl இல் H₂S உடன் எவ்வித வீழ்படிவும் தராது, மற்றும்
(iii) செறிவூட்டப்பட்ட HCl உடன் ஒரு நீல நிறக் கரைசலைத் தருகிறது.
(1) Co²⁺ (2) Cu²⁺ (3) Mn²⁺ (4) Ni²⁺ (5) Fe³⁺
விடை: (1) Co²⁺.
இது ஒரு நன்கறியப்பட்ட, செந்தர கோபால்ட் இனங்காணல் சோதனை: இளஞ்சிவப்பு Co²⁺(aq) செறிவூட்டப்பட்ட HCl உடன் நீல நிற [CoCl₄]²⁻ (நான்முகி) சிக்கலைத் தருகிறது. CoS ஒரு காரக/OH⁻ ஊடகத்தில் மாத்திரமே கருப்பு வீழ்படிவாகக் கிடைக்கும் -- நீர்த்த HCl (அமிலத் தன்மையுள்ள) ஊடகத்தில் CoS கரையக்கூடியது (group-II அமில-கரையாத் தாதுக்களைப் போலன்றி), எனவே அங்கு வீழ்படிவு ஏற்படாது.
94. 🟡 2014/P1/Q28 -- தனித்து தீர்க்கப்பட்ட கேள்வி (உத்தியோகபூர்வ திட்டம் கிடைக்கவில்லை)
வளிமண்டல அழுத்தத்தில் மிகை ஒட்சிசனுடன் Li, Na, K, Mg ஆகியன தாக்கும்போது கிடைக்கும் முதன்மை விளைபொருட்கள் முறையே:
(1) Li₂O, Na₂O, K₂O மற்றும் MgO (2) Li₂O, Na₂O₂, KO₂ மற்றும் MgO (3) Li₂O, Na₂O₂, KO₂ மற்றும் Mg(O₂)₂ (4) LiO₂, Na₂O, KO₂ மற்றும் MgO₂ (5) Li₂O, Na₂O₂, KO₃ மற்றும் MgO₂
விடை: (2) Li₂O, Na₂O₂, KO₂ மற்றும் MgO.
தொகுதி I இல் கீழ்நோக்கிச் செல்கையில், மிகை O₂ உடன் உருவாகும் ஆக்சைட்டு வகை மிகுதலடையும் (எளிய ஆக்சைட்டு → பெராக்சைட்டு → சூப்பர் ஆக்சைட்டு), ஏனெனில் பெரிய, குறைந்த ஏற்றத்தன்மைச் அடர்த்தியுள்ள கற்றயன்கள் பெரிய, அதிக சிக்கலான எதிர்மின் அயன்களை உறுதிப்படுத்த முடியும். Li (சிறிய, அதிக ஏற்ற அடர்த்தி) → Li₂O (எளிய ஆக்சைட்டு). Na → Na₂O₂ (பெராக்சைட்டு). K (பெரிய) → KO₂ (சூப்பர் ஆக்சைட்டு). Mg (தொகுதி II) → எப்போதும் போல MgO (எளிய ஆக்சைட்டு).
95. 🟡 2014/P1/Q41 -- தனித்து தீர்க்கப்பட்ட கேள்வி (உத்தியோகபூர்வ திட்டம் கிடைக்கவில்லை)
முதலாம் கூற்று: திண்ம கந்தகம் சூடான செறிவூட்டப்பட்ட H₂SO₄ உடன் தாக்கி SO₃, H₂O ஆகியவற்றைத் தருகிறது.
இரண்டாம் கூற்று: சூடான செறிவூட்டப்பட்ட H₂SO₄ ஒரு நீரகற்றும் காரணியாக (dehydrating agent) செயல்படுகிறது.
(1) இரண்டும் பொய் (2) இரண்டும் உண்மை, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது (3) இரண்டும் உண்மை, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தராது (4) முதலாம் கூற்று உண்மை, இரண்டாம் கூற்று பொய் (5) முதலாம் கூற்று பொய், இரண்டாம் கூற்று உண்மை
விடை: (5).
முதலாம் கூற்று பொய் -- S + 2H₂SO₄(செறிவூட்டப்பட்ட, சூடான) → 3SO₂ + 2H₂O ஆகும் உண்மையான தாக்கம் (S ஒட்சியேற்றமடைந்து, H₂SO₄ ஒடுக்கமடைந்து SO₂ தருகிறது, SO₃ அல்ல -- இங்கு செறிவூட்டப்பட்ட H₂SO₄ ஒரு ஒட்சியேற்றும் காரணியாகச் செயல்படுகிறது).
இரண்டாம் கூற்று உண்மை -- இது செறிவூட்டப்பட்ட H₂SO₄ இன் பொதுவான, சரியான பண்பு (எ.கா. சர்க்கரையிலிருந்து நீரை அகற்றுதல்).
எனவே முதலாம் கூற்று பொய், இரண்டாம் கூற்று உண்மை = (4).
96. 🟡 2014/P1/Q44 -- தனித்து தீர்க்கப்பட்ட கேள்வி (உத்தியோகபூர்வ திட்டம் கிடைக்கவில்லை)
முதலாம் கூற்று: NH₃ ஆனது Na உடன் தாக்கும்போது H₂ ஐ ஒரு விளைபொருளாகத் தருகிறது, ஆனால் NH₃ ஆனது Cl₂ உடன் தாக்கும்போது N₂ ஐ ஒரு விளைபொருளாகத் தருகிறது.
இரண்டாம் கூற்று: NH₃ ஒரு ஒட்சியேற்றும் காரணியாகவும், ஒரு ஒடுக்கும் காரணியாகவும் செயல்படுகிறது.
(1) இரண்டும் உண்மை, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தருகிறது (2) இரண்டும் உண்மை, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குத் திருத்தமான விளக்கத்தைத் தராது (3) முதலாம் கூற்று உண்மை, இரண்டாம் கூற்று பொய் (4) முதலாம் கூற்று பொய், இரண்டாம் கூற்று உண்மை (5) இரண்டும் பொய்
விடை: (1).
முதலாம் கூற்று உண்மை -- 2Na + 2NH₃ → 2NaNH₂ + H₂ (சோடியம் அமைட்டு உருவாக்கம்); 8NH₃(மிகை) + 3Cl₂ → N₂ + 6NH₄Cl (மிகை NH₃ உடன்) -- இரண்டுமே உண்மையான தாக்கங்கள்.
இரண்டாம் கூற்று உண்மை, மேலும் திருத்தமாக விளக்குகிறது -- Na உடனான தாக்கத்தில், NH₃ இன் H (+1) H₂(0) ஆக ஒடுக்கப்படுகிறது -- இங்கு NH₃ ஒரு ஒட்சியேற்றும் காரணியாகச் செயல்படுகிறது. Cl₂ உடனான தாக்கத்தில், NH₃ இன் N (-3) N₂(0) ஆக ஒட்சியேற்றமடைகிறது -- இங்கு NH₃ ஒரு ஒடுக்கும் காரணியாகச் செயல்படுகிறது. இவ்விரு எதிரெதிர் பாத்திரங்களே இரு வெவ்வேறு விளைபொருள் வடிவங்களுக்கும் (H₂ vs N₂) சரியான காரணத்தைத் தருகின்றன.
எனவே (1).
(a) X ஆனது ஆவர்த்தன அட்டவணையின் மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்திற்குரிய ஒரு மூலகம். அதன் முதல் ஐந்து அடுத்துவரும் அயனாக்கற் சக்திகள் (kJ mol⁻¹): 577, 1816, 2744, 11577, 14842. X ஆனது நீர்த்த HCl, நீர்த்த NaOH ஆகிய இரண்டுடனும் தனித்தனியே தாக்கம் புரிந்து நிறமற்ற, மணமற்ற ஒரே ஈரணுக்க வாயுவை விடுவிக்கும்.
(i) மூலகம் X ஐ இனங்காண்க.
(ii) X இன் தரை நிலைக்குரிய இலத்திரன நிலையமைப்பை எழுதுக.
(iii) X இன் மிக உறுதியான நேர் ஒட்சியேற்ற நிலையைத் தருக.
(iv) X இன் (I) நீர்த்த HCl உடனும் (II) நீர்த்த NaOH உடனுமான தாக்கங்களுக்கான சமன்படுத்தப்பட்ட இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக.
(v) X காற்றில்/O₂ இல் இலகுவாக தகனமடைந்து ஓர் ஒட்சைட்டை உருவாக்குகிறது. அவ்வொட்சைட்டின் சூத்திரத்தை எழுதுக.
(vi) X ஐ NaNO₃, நீர்த்த NaOH உடன் வெப்பமேற்றுகையில் நடைபெறும் தாக்கத்திற்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக.
(vii) X இன் மிக உறுதியான ஒட்சியேற்ற நிலையைக் கொண்டுள்ள அயன் நீர் ஊடகத்தில் உருவாக்கும் இரசாயன இனத்தின் சூத்திரத்தை எழுதுக. இவ்வயனின் நீர்க்கரைசலுக்கு சிறிதளவு திண்ம Na₂CO₃ ஐச் சேர்க்கும்போது நீங்கள் எதிர்பார்க்கும் அவதானிப்பை எதிர்வு கூறுக.
(viii) மூலகம் X இன் பயன்பாடு ஒன்றை எழுதுக.
(b) A தொடக்கம் E வரையிலான சோதனைக் குழாய்களில் Mg(NO₃)₂, Na₂CO₃, KCl, ZnSO₄, Pb(NO₃)₂ ஆகிய கரைசல்கள் (ஒழுங்கு முறையில் இன்றி) அடங்கியுள்ளன. ஒவ்வொரு கரைசலினதும் வேறாக்கப்பட்ட பகுதிகளுக்கு BaCl₂, நீர்த்த NH₄OH கரைசல்கள் தனித்தனியாகச் சேர்க்கப்பட்டன.
அவதானிப்புகள்: A: BaCl₂→வெந்நீரில் கரையத்தக்க வெண்நிற வீழ்படிவு, NH₄OH→வெண்நிற வீழ்படிவு. B: BaCl₂→நீர்த்த HCl இல் கரையாத வெண்நிற வீழ்படிவு, NH₄OH→மிகை NH₄OH இல் கரையத்தக்க வெண்நிற வீழ்படிவு. C: BaCl₂→நீர்த்த HCl இல் கரையத்தக்க வெண்நிற வீழ்படிவு, NH₄OH→தெளிந்த கரைசல். D: BaCl₂→தெளிந்த கரைசல், NH₄OH→தெளிந்த கரைசல். E: BaCl₂→தெளிந்த கரைசல், NH₄OH→ஜெலற்றின் போன்ற வெண்நிற வீழ்படிவு.
(i) A தொடக்கம் E வரையிலான கரைசல்களை இனங்காண்க.
(ii) பின்வருவனவற்றிற்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக: I. வீழ்படிவு உருவாக்கும் அனைத்துத் தாக்கங்களும் (வீழ்படிவை ↓ அம்புக்குறியால் காட்டுக). II. வீழ்படிவுகள் கரைவதை உள்ளடக்கிய அனைத்துத் தாக்கங்களும்.
IE3(2744)க்கும் IE4(11577)க்கும் இடையிலான மிகப் பெரும் பாய்ச்சல் (4x>) X இற்கு 3 இணைதிறன் இலத்திரன்கள் இருப்பதைக் காட்டுகிறது.
(i) X = Al (அலுமினியம்).
(ii) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹.
(iii) +3.
(iv) I. 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ (அல்லது அயனச் சமன்பாடாக: 2Al+6HCl→2Al³⁺+6Cl⁻+3H₂). II. 2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂ (அல்லது 2Al+6H₂O+2NaOH→2NaAl(OH)₄+3H₂; NaAl(OH)₄ = NaAlO₂.2H₂O).
(v) Al₂O₃.
(vi) அரை-தாக்கங்கள்: NO₃⁻(aq)+6H₂O(l)+8e⁻→NH₃(g)+9OH⁻(aq); Al(s)+4OH⁻(aq)→AlO₂⁻+2H₂O+3e⁻. இணைத்து: 3NO₃⁻(aq) + 2H₂O(l) + 8Al(s) + 5OH⁻(aq) → 3NH₃(g) + 8AlO₂⁻(aq).
(vii) Al(H₂O)₆³⁺ (அல்லது [Al(H₂O)₅(OH)]²⁺). Na₂CO₃ சேர்க்கும்போது: Al³⁺ (அமிலத்தன்மை) உம் CO₃²⁻ (காரத்தன்மை) உம் பரஸ்பர முழு நீரகற்றமடைந்து Al(OH)₃ வெண்நிற வீழ்படிவும் CO₂ வாயுக்குமிழ்களும் வெளிப்படும் என எதிர்பார்க்கலாம் (2Al³⁺+3CO₃²⁻+3H₂O→2Al(OH)₃↓+3CO₂↑).
(viii) பயன்பாடு (ஏதேனும் ஒன்று): விமான பாகங்கள் / சமையல் உபகரணங்கள் / குடிபான கொள்கலன்கள் / மின்சாரத் தடங்கள் / கலப்பு உலோகங்கள் / அலுமினிய பூச்சு.
(b)(i) A = Pb(NO₃)₂. B = ZnSO₄. C = Na₂CO₃. D = KCl. E = Mg(NO₃)₂.
A: Pb(NO₃)₂+BaCl₂→PbCl₂↓(வெந்நீரில் கரையக்கூடிய பண்பே PbCl₂ இன் அடையாளம்)+Ba(NO₃)₂; Pb²⁺+NH₄OH→Pb(OH)₂↓ (மிகை NH₄OH இலும் கரையாது).
B: ZnSO₄+BaCl₂→BaSO₄↓(நீர்த்த HCl இலும் கரையாது)+ZnCl₂; Zn²⁺+NH₄OH→Zn(OH)₂↓, மிகை NH₄OH உடன் [Zn(NH₃)₄]²⁺ ஆக கரையும்.
C: Na₂CO₃+BaCl₂→BaCO₃↓(நீர்த்த HCl இல் CO₂ குமிழ்களுடன் கரையும்)+2NaCl; Na⁺ NH₄OH உடன் வீழ்படியாது (தெளிந்த கரைசல்).
D: K⁺,Cl⁻ இரண்டுமே BaCl₂ அல்லது NH₄OH உடன் வீழ்படியாது.
E: Mg²⁺ BaCl₂ உடன் வீழ்படியாது; Mg²⁺+NH₄OH→Mg(OH)₂↓ (ஜெலற்றின் போன்ற வெண்நிற வீழ்படிவு).
(ii) I. வீழ்படிவு உருவாக்கும் தாக்கங்கள்:
Pb(NO₃)₂ + BaCl₂ → PbCl₂↓ + Ba(NO₃)₂
Pb(NO₃)₂ + 2NH₄OH → Pb(OH)₂↓ + 2NH₄NO₃
ZnSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + ZnCl₂
ZnSO₄ + 2NH₄OH → Zn(OH)₂↓ + (NH₄)₂SO₄
Na₂CO₃ + BaCl₂ → BaCO₃↓ + 2NaCl
Mg(NO₃)₂ + 2NH₄OH → Mg(OH)₂↓ + 2NH₄NO₃
II. வீழ்படிவுகள் கரையும் தாக்கங்கள்:
PbCl₂(s) →(வெந்நீர்) Pb²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq)
Zn(OH)₂ + 4NH₄OH → [Zn(NH₃)₄](OH)₂ + 4H₂O
BaCO₃ + 2HCl → BaCl₂ + H₂O + CO₂↑
(a) கீழே தரப்பட்ட தாக்க ஒழுங்கிலுள்ள P,Q,R,S,T,U,V,W,X,Y ஆகிய இரசாயன இனங்களை (s,p-தொகுப்பு தனிமங்கள் தொடர்பான) இனங்காண்க:
P(வெண்திண்மம்)--Δ-->Q(வெண்திண்மம்)+R(நிறமற்ற வாயு). Q--நீர்த்த HCl-->S(சிவப்பு-பழுப்பு வாயு)+மற்றவை. Q+NH₄Cl(s)--Δ-->T(வெண்எஞ்சு, ஒளிச்சோதனையில் மஞ்சள் நிறம்)+U(நிறமற்ற வாயு)+நீராவி. R+V(நிறமற்ற வாயு)--உயர்வெப்பநிலை-->U+நீராவி. Ca(s)+U--Δ-->W(வெண்திண்மம்). W+H₂O(l)-->V+மற்றொரு விளைபொருள். Mg(s)+R--Δ-->X(வெண்திண்மம்). X+H₂O(l)-->Y(பினோல்ப்தலீனை இளஞ்சிவப்பாக்கும்).
(b) ஓர் அசேதனப் பங்கீட்டுவலுச் சேர்வை Z அடங்கும் நீர்க்கரைசல் ஒன்றுடன் (1),(2),(3) சோதனைகள் நடத்தப்பட்டன: (1) நீர்க்கரைசலுடன் MnO₂ இன் அமிலமாக்கப்பட்ட தொங்கல் சேர்க்கப்பட்டது → O₂ வாயு வெளியேறுவதுடன் ஓர் இளஞ்சிவப்பு நிறக் கரைசல். (2) நீர்க்கரைசல் ஊடாக H₂S வாயு அனுப்பப்பட்டது → ஓர் இளமஞ்சள் நிறக் கலங்கல். (3) நீர்க்கரைசல் ஊடாக SO₂ வாயு அனுப்பப்பட்டது, மிகை SO₂ அகற்றப்பட்டு BaCl₂ கரைசல் சேர்க்கப்பட்டது → நீர்த்த HCl இல் கரையாத ஒரு வெண்நிற வீழ்படிவு.
(i) Z ஐ இனங்காண்க. (ii) (1),(2),(3) சோதனைகளுக்கான சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளைத் தருக. (iii) Z இன் இரு பயன்பாடுகளைத் தருக. (iv) Z இல் காணப்படும் மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்த மூலக்கூற்றிடை விசை யாது?
(c) ஓர் அரணி இயல்புள்ள பொருளின் ஒரு மேற்பரப்பில் பூசப்பட்டுள்ள குரோமியம் படையின் தடிப்பைத் தீர்மானிக்க: 8.0cm×5.0cm செவ்வக மாதிரியொன்றிலுள்ள குரோமியத்தை நீர்த்த அமிலமொன்று கரைத்தது, உருவாகிய Cr³⁺ நிகழ்நிலை ஊடகத்தில் S₂O₈²⁻ மூலம் ஒட்சியேற்றப்பட்டு Cr₂O₇²⁻ ஆனது: S₂O₈²⁻(aq)+Cr³⁺(aq)+H₂O(l)→Cr₂O₇²⁻(aq)+H⁺(aq)+SO₄²⁻(aq) (சமன்செய்யப்படவில்லை). மிகை S₂O₈²⁻ அகற்றப்பட்ட பின், கரைசல் அமிலமாக்கப்பட்டு மிகை பெரஸ் அமோனியம் சல்பேற்று (Fe(NH₄)₂(SO₄)₂.6H₂O) 3.10g சேர்க்கப்பட்டது. தாக்கமுறாத Fe²⁺ 0.05M K₂Cr₂O₇ உடன் நியமிக்கப்பட்டது, தேவைப்பட்ட கனவளவு 8.50cm³.
(i) Cr³⁺(aq) உடன் S₂O₈²⁻(aq) இன் தாக்கத்திற்கும், Fe²⁺(aq) உடன் Cr₂O₇²⁻(aq) இன் தாக்கத்திற்குமான சமன்படுத்திய சமன்பாடுகளைத் தருக. (ii) மாதிரியின் மீது பூசப்பட்டுள்ள குரோமியம் படையின் தடிப்பைக் கணிக்க. (அடர்த்தி: Cr=7.2g cm⁻³; சார அணுத்திணிவு: Fe=56,Cr=52,S=32,O=16,N=14,H=1)
NaNO₃--Δ-->NaNO₂+½O₂ (P→Q+R). NaNO₂+HCl→NaCl+HNO₂(நிலையற்றது)→NO₂(சிவப்பு-பழுப்பு,S)+NO+H₂O. NaNO₂+NH₄Cl--Δ-->NaCl(T,மஞ்சள் ஒளிச்சோதனை=Na)+N₂(U)+2H₂O (NH₄NO₂ இடைநிலை வழியாக). O₂+NH₃(V)--உயர்வெப்பநிலை-->N₂(U)+H₂O (4NH₃+3O₂→2N₂+6H₂O). Ca+N₂--Δ-->Ca₃N₂(W). Ca₃N₂+6H₂O→3Ca(OH)₂+2NH₃(V). Mg+O₂--Δ-->2MgO(X). MgO+H₂O→Mg(OH)₂(Y, பினோல்ப்தலீனை இளஞ்சிவப்பாக்கும் பலவீன கார ஐதராக்சைட்டு).
(b)(i) Z = H₂O₂ (ஒட்சியேற்ற-ஒடுக்க இருதன்மை: (1) இல் ஒடுக்கும் காரணியாகவும் (MnO₂→Mn²⁺), (2),(3) இல் ஒட்சியேற்றும் காரணியாகவும் (H₂S→S, SO₂→SO₄²⁻) செயல்படுகிறது).
(ii) (1): MnO₂+H₂O₂+2H⁺→Mn²⁺+2H₂O+O₂ (அரை-தாக்கங்கள்: MnO₂+4H⁺+2e→Mn²⁺+2H₂O; H₂O₂→2H⁺+O₂+2e).
(2): H₂O₂+H₂S→S↓+2H₂O.
(3): H₂O₂+SO₂→2H⁺+SO₄²⁻ (அல்லது H₂SO₄); பின்னர் H₂SO₄+BaCl₂→BaSO₄↓+2HCl.
(iii) பயன்பாடுகள் (ஏதேனும் இரண்டு): கிருமிநீக்கி (antiseptic), வெளிற்றும் காரணி (bleaching agent) (ஒட்சியேற்றும்/ஒடுக்கும் காரணியாகவும், எரிபொருளாகவும் ஏற்கப்படும்).
(iv) ஐதரசன் பிணைப்பு (H₂O₂ இன் அதிக துருவமான O-H பிணைப்புகள் காரணமாக).
(c)(i) 2Cr³⁺ + 3S₂O₈²⁻ + 7H₂O → Cr₂O₇²⁻ + 6SO₄²⁻ + 14H⁺.
6Fe²⁺ + Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ + 7H₂O.
(ii) மாதிரியின் பரப்பு = 8.0×5.0 = 40.0 cm². படையின் தடிப்பு y cm எனில், படையின் கனவளவு=40.0y cm³, திணிவு=40.0y×7.2 g, mol Cr = 40.0y×7.2/52.
Fe(NH₄)₂(SO₄)₂.6H₂O மோலார் திணிவு = 392 g/mol. சேர்க்கப்பட்ட மொத்த Fe²⁺ = 3.10/392 = 7.908×10⁻³ mol.
மிகை Fe²⁺ ஐ நியமிக்கப் பயன்பட்ட K₂Cr₂O₇ mol = 0.05×8.50/1000 = 4.25×10⁻⁴ mol → மிகை Fe²⁺ = 6×4.25×10⁻⁴ = 2.55×10⁻³ mol.
மாதிரியிலிருந்து வந்த Cr₂O₇²⁻ உடன் தாக்கிய Fe²⁺ = 7.908×10⁻³-2.55×10⁻³ = 5.358×10⁻³ mol → mol Cr₂O₇²⁻(மாதிரி) = 5.358×10⁻³/6 = 8.930×10⁻⁴ mol.
mol Cr³⁺(=mol Cr படையிலிருந்து) = 2×8.930×10⁻⁴ = 1.786×10⁻³ mol → திணிவு Cr = 1.786×10⁻³×52 = 0.0929 g.
40.0y×7.2 = 0.0929 → y = 0.0929/288.0 = 3.22×10⁻⁴ cm = 3.22×10⁻⁴ cm (≈3.22 μm).
97. 🟢 2013/P1/Q9 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
ஓர் அசேதனத் திண்மம் X நீர்த்த HCl உடன் தாக்கப்பட்டபோது, நிறமற்ற கரைசலும், ஈயம் அசற்றேற்று (lead acetate) கரைசலால் ஈரப்படுத்தப்பட்ட வடிகடதாளை கருப்பாக்கும் ஒரு வாயுவும் உருவாகின. நிறமற்ற கரைசலுக்கு ஒளிச்சோதனை செய்தபோது ஆப்பிள் பச்சை நிறச் சுவாலை காணப்பட்டது.
திண்மம் X ஆனது
(1) NiS (2) CuCO₃ (3) BaS (4) CuSO₃ (5) BaSO₃
விடை: (3) BaS.
ஈயம் அசற்றேற்று வடிகடதாளைக் கருப்பாக்கும் வாயு = H₂S (PbS கருப்பு வீழ்படிவு உருவாகிறது) -- இது X ஒரு சல்பைட்டு (S²⁻) கொண்டதைக் காட்டுகிறது. ஆப்பிள் பச்சை ஒளிச்சோதனை நிறம் = Ba²⁺ இன் சிறப்பியல்பு. X = BaS: BaS + 2HCl → BaCl₂(நிறமற்றது, Ba²⁺ ஆப்பிள் பச்சை) + H₂S↑(கருப்பாக்கும்).
98. 🟢 2013/P1/Q10 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
ஐதரசன் ஹைப்போகுளோரைட்டு அமிலம் (HOCl) தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எது பொய்?
(1) கார ஊடகத்தில் HOCl வெப்பமேற்றப்படும்போது விகிதவீனமடைகிறது. (2) HOCl காரத்துடன் தாக்கி ஹைப்போகுளோரைட்டு எனப்படும் உப்புகளைத் தருகிறது. (3) HOCl ஒரு பலவீன அமிலம். (4) HOCl இல் குளோரினின் ஒட்சியேற்ற நிலை -1. (5) HOCl இன் நீர்க்கரைசலுடன் KI சேர்க்கப்படும்போது I₂ உருவாகிறது.
விடை: (4) பொய்.
HOCl இல்: H(+1)+O(-2)+Cl(x)=0 → x=+1, -1 அல்ல. இதனால் கூற்று (2) பொய். (1),(3),(4),(5) அனைத்தும் HOCl இன் நன்கறியப்பட்ட, சரியான பண்புகள்.
99. 🟢 2013/P1/Q21 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
3d-தொகுதி இடைநிலைத் தனிமங்கள் தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எது பொய்?
(1) அதே ஆவர்த்தனத்தின் s-தொகுதியைச் சேர்ந்தவற்றை விட வலிமையான உலோகப் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. (2) இடைநிலை உலோகங்களின் பல அயனிச்/பங்கீட்டு சேர்வைகள் நிறமுள்ளவை. (3) அதே ஆவர்த்தனத்தின் s-தொகுதி மூலகங்களை விட அவற்றின் அடர்த்திகள் அதிகமானவை. (4) 3d, 4s அணு ஒபிற்றல்களின் ஒப்பிடத்தக்க சக்திகள் காரணமாக மாறுபடும் ஒட்சியேற்ற நிலைகள் ஏற்படுகின்றன. (5) ஆவர்த்தனத்தில் இடமிருந்து வலமாகச் செல்லும்போது மின்னெதிர்த்தன்மை படிப்படியாகக் குறையும்.
விடை: (5) பொய்.
3d-தொகுதியில் ஆவர்த்தனம் முழுவதும் மின்னெதிர்த்தன்மை தோராயமாக மாறாமலேயே/சிறிதே அதிகரித்தே இருக்கும் (d-ஒபிற்றல்களின் திரையிடல் விளைவு காரணமாக), படிப்படியாகக் குறையாது. (1),(3),(4),(5) அனைத்தும் 3d-தொகுதியின் நன்கறியப்பட்ட, சரியான பண்புகள்.
100. 🟢 2013/P1/Q26 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
s-தொகுதி மூலகங்கள் தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எது பொய்?
(1) தொகுதி I மூலகங்கள் வலிமையான ஒட்சியேற்றும் காரணிகள். (2) தொகுதி I மூலகங்கள் ஓர் ஆவர்த்தனத்தில் மிகக் குறைந்த முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி பெறுமானங்களைக் கொண்டுள்ளன. (3) தொகுதி II மூலகங்கள் தொடர்புடைய தொகுதி I மூலகங்களை விடச் சிறியவை. (4) பொதுவாக, தொகுதி I, II மூலகங்கள் அயனிச் சேர்வைகளை உருவாக்குகின்றன. (5) தொகுதி II மூலகங்கள் தொகுதி I ஐச் சேர்ந்தவற்றை விடக் கடினமானவை, அதிக உருகுநிலைகளைக் கொண்டுள்ளன.
விடை: (1) பொய்.
தொகுதி I (காரவுலோகங்கள்) தமது ஒற்றை இணைதிறன் இலத்திரனை இலகுவாக இழந்து, வலிமையான ஒடுக்கும் காரணிகளாகச் செயல்படுகின்றன, ஒட்சியேற்றும் காரணிகளாக அல்ல. (2),(3),(4),(5) அனைத்தும் s-தொகுதியின் நன்கறியப்பட்ட, சரியான பண்புகள்.
101. 🟢 2013/P1/Q27 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
அம்மோனியா (NH₃) தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எது பொய்?
(1) NH₃ இல் N இன் ஒட்சியேற்ற நிலை -3. (2) NH₃ நெஸ்லரின் காரணியுடன் இளஞ்சிவப்பு நிறத்தைத் தருகிறது. (3) நைத்திரிக் அமில உற்பத்தியில் NH₃ மூலப்பொருள்களுள் ஒன்றாகப் பயன்படுகிறது. (4) கச்சா எண்ணெயிலுள்ள அமிலத்தன்மையுள்ள கூறுகளை அகற்ற NH₃ பயன்படுத்தப்படுகிறது. (5) NaNO₃ ஐ Al தூளுடன் வெப்பமாக்கும்போதும், நீரிய NaOH உடனும் NH₃ உற்பத்தியாகிறது.
விடை: (2) பொய்.
NH₃ நெஸ்லரின் காரணியுடன் தாக்கி பழுப்பு நிறம் (மில்லனின் அடிப்படையின் அயடைட்டு, ஒரு பழுப்பு வீழ்படிவு/நிறம்) தருகிறது, இளஞ்சிவப்பு அல்ல. (1),(3),(4),(5) அனைத்தும் NH₃ இன் நன்கறியப்பட்ட, சரியான பண்புகள்.
102. 🟢 2013/P1/Q28 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
மூலக்கூற்று ஒட்சிசன் (O₂), ஓசோன் (O₃) தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எது பொய்?
(1) கீழ் வளிமண்டலத்தில் ஒளிஇரசாயனத் தாக்கங்கள் மூலக்கூற்று ஒட்சிசனிலிருந்து ஓசோனை உருவாக்குகின்றன. (2) ஓசோனின் O-O பிணைப்பு நீளம் மூலக்கூற்று ஒட்சிசனின் O-O பிணைப்பு நீளத்தை விட அதிகமானது. (3) மூலக்கூற்று ஒட்சிசனும் ஓசோனும் இரண்டுமே பசுமைக்குடில் வாயுக்கள். (4) மூலக்கூற்று ஒட்சிசனும் ஓசோனும் மேல் வளிமண்டலத்தில் புற ஊதாக் கதிர்வீச்சை உறிஞ்சுவதால், பூமியிலுள்ள உயிர் வாழ்க்கை பாதுகாக்கப்படுகிறது. (5) மூலக்கூற்று ஒட்சிசனும் ஓசோனும் ஓரியல்பிகள்.
விடை: (3) பொய்.
O₂ ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பசுமைக்குடில் வாயு அல்ல (சமச்சீரான ஈரணுக்க மூலக்கூறாக, அதிர்வின்போது இருமுனைவு மாற்றம் ஏற்படாததால் IR கதிர்வீச்சை திறம்பட உறிஞ்சாது); O₃ ஒரு பசுமைக்குடில் வாயுவே. இரண்டும் பசுமைக்குடில் வாயுக்கள் எனும் கூற்று பொய். (1),(2),(3),(5) அனைத்தும் சரியானவை.
103. 🟢 2013/P1/Q39 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
கற்றயன் பகுப்பாய்வில், தொகுதி I உலோக அயன்கள் குளோரைட்டுகளாக வீழ்படியச் செய்யப்படுகின்றன. தொகுதி I பகுப்பாய்வு தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எவை/எது உண்மை?
(a) Ag⁺, Hg²⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺ ஆகியன நீர்த்த HCl சேர்க்கும்போது கரையாத குளோரைட்டுகளைத் தருகின்றன.
(b) AgCl, PbCl₂ மாத்திரமே நீரிய NH₃ இல் கரையும், நீர்த்த HCl சேர்க்கும்போது மீள்வீழ்படியாது.
(c) Ag⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺ மாத்திரமே நீர்த்த HCl சேர்க்கும்போது கரையாத குளோரைட்டுகளைத் தருகின்றன.
(d) சூடான செறிவூட்டப்பட்ட HCl இல் Pb²⁺ வீழ்படியாது.
(1) (a),(b) மாத்திரம் சரி (2) (b),(c) மாத்திரம் சரி (3) (c),(d) மாத்திரம் சரி (4) (d),(a) மாத்திரம் சரி (5) வேறு எண்/சேர்மானம் சரி
விடை: (3) -- (c),(d) மாத்திரம் சரி.
(a) பொய் -- Hg²⁺ (பாதரச(II), "மெர்குரிக்") நீர்த்த HCl உடன் கரையாத குளோரைட்டைத் தராது (HgCl₂ கரையக்கூடியது/பங்கீட்டியது); செந்தர தொகுதி I பகுப்பாய்வு Ag⁺, Hg₂²⁺(மெர்குரசு), Pb²⁺ மாத்திரமே உள்ளடக்கும்.
(b) பொய் -- PbCl₂ நீரிய NH₃ இல் AgCl போன்று கரையாது; மேலும், [Ag(NH₃)₂]⁺ நீர்த்த HCl சேர்க்கும்போது AgCl ஆக மீள்வீழ்படியும் (செந்தர உறுதிப்படுத்தல் சோதனை) -- "மீள்வீழ்படியாது" எனும் கூற்று பொய்.
(c) சரி -- Ag⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺ ஆகியனவே செந்தர தொகுதி I பகுப்பாய்வுக் கற்றயன்கள்.
(d) சரி -- PbCl₂ வெந்நீரில்/சூடான செறிவூட்டப்பட்ட நிலைமைகளில் குறிப்பிடத்தக்க அளவு கரையக்கூடியது, AgCl/Hg₂Cl₂ இலிருந்து இதைப் பிரித்தறியும் செந்தர சோதனை.
எனவே (c),(d) சரி = (3).
104. 🟢 2013/P1/Q40 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
H₂O₂ தொடர்பாகப் பின்வரும் கூற்றுகளுள் எவை/எது பொய்?
(a) H₂O₂ மூலக்கூறில், இரு ஐதராக்சில் தொகுதிகளும் ஒரே தளத்தில் அமைந்துள்ளன.
(b) H₂O₂ அமிலத்தன்மையுள்ள, காரத்தன்மையுள்ள இரு ஊடகங்களிலும் ஒட்சியேற்றும் காரணியாகவும் ஒடுக்கும் காரணியாகவும் செயற்படக்கூடியது.
(c) தூய H₂O₂ ஒரு நிறமற்ற, வலிமையாக ஐதரசன் பிணைக்கப்பட்ட திரவம்.
(d) H₂O₂ இல் ஒட்சிசன் அணுக்கள் sp கலப்பாக்கமடைந்துள்ளன.
(1) (a),(b) மாத்திரம் சரி (2) (b),(c) மாத்திரம் சரி (3) (c),(d) மாத்திரம் சரி (4) (d),(a) மாத்திரம் சரி (5) வேறு எண்/சேர்மானம் சரி
விடை: (4) அல்லது (5) இரண்டுமே ஏற்கப்படும் (உத்தியோகபூர்வ திட்டத்தில் இரு விடைகளும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டுள்ளன).
(a) பொய் -- H₂O₂ ஒரு "திறந்த புத்தகம்" (open-book) வளைந்த கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது (O-O ஒற்றைப் பிணைப்பு சுழற்சி + தனிச்சோடி விலக்கல் காரணமாக); இரு O-H பிணைப்புகளும் ஒரே தளத்தில் இல்லை (இருபுறமும் ~90-120° இருமுனை கோணம்).
(b) சரி -- H₂O₂ இன் நன்கறியப்பட்ட ஒட்சியேற்ற-ஒடுக்க இருதன்மை.
(c) சரி -- தூய H₂O₂ இன் சரியான விவரிப்பு.
(d) பொய் -- H₂O₂ இல் ஒட்சிசன் அணுக்கள் sp³ கலப்பாக்கமடைந்துள்ளன (ஒவ்வொரு O உம் 2 பிணைப்புச் சோடிகள்+2 தனிச்சோடிகள் = 4 இலத்திரன களங்கள்), sp அல்ல.
பொய்யான கூற்றுகள் (a),(d) -- இது கொடுக்கப்பட்ட (4)="d,a" உடன் பொருந்துகிறது; தேர்வுச் சபை (5) ஐயும் ஏற்றுக்கொண்டுள்ளது.
2013new/ess/08(c) பகுப்பாய்வுக்குத் தரப்பட்ட ஒரு மாதிரி NaOH, Na₂CO₃ மற்றும் நீரில் கரையக்கூடிய ஒரு மந்த (inert) சேர்வையைக் கொண்டிருந்தது. மாதிரியில் Na₂CO₃ இன் சதவீதத்தைத் தீர்மானிக்க பின்வரும் நடைமுறை பயன்படுத்தப்பட்டது (மந்த சேர்வை நடைமுறையில் எந்தத் தாக்கத்திலும் பங்கேற்காது).
நடைமுறை: மாதிரியில் 42.40g எடையளவு துல்லியமாக 500cm³ கொள்ளளவுக் குடுவைக்கு மாற்றப்பட்டு, நன்கு குலுக்கப்பட்டு குறியீட்டுக் கோடு வரை காய்ச்சி வடிகட்டிய நீரால் நிரப்பப்பட்டது (கரைசல் X).
(1) கரைசல் X இன் 25.00cm³ பங்கு மெதில் ஆரஞ்சு சுட்டியைப் பயன்படுத்தி ஐதான HCl கரைசலுடன் நியமிக்கப்பட்டது, நிறம் ஆரஞ்சிலிருந்து சிவப்பாக மாறும் வரை. இறுதிப்புள்ளியில் பியூரட் அளவீடு 32.00cm³.
(2) கரைசல் X இன் மற்றொரு 25.00cm³ பங்கு 70°C வரை வெப்பப்படுத்தப்பட்டு, 1% BaCl₂ கரைசல் சிறிது மிகையாகச் சேர்க்கப்பட்டது. உருவான BaCO₃ வீழ்படிவு வடிகட்டப்பட்டு, வடிதிரவம் பீனொல்பத்தலீன் சுட்டியைப் பயன்படுத்தி ஐதான HCl உடன் நியமிக்கப்பட்டது, நிறம் இளஞ்சிவப்பிலிருந்து நிறமற்றதாக மாறும் வரை. இறுதிப்புள்ளியில் பியூரட் அளவீடு 24.00cm³.
(3) மேலே பயன்படுத்தப்பட்ட ஐதான HCl கரைசலின் 25.00cm³ கனவளவிற்கு, 5% KIO₃ மற்றும் 5% KI கரைசல்கள் மிகையாகச் சேர்க்கப்பட்டன. விடுவிக்கப்பட்ட I₂ ஸ்டார்ச் சுட்டியைப் பயன்படுத்தி 0.50 mol dm⁻³ Na₂S₂O₃ கரைசலுடன் நியமிக்கப்பட்டது. இறுதிப்புள்ளியில் பியூரட் அளவீடு 12.50cm³.
(i) HCl கரைசலின் செறிவைத் தீர்மானிக்குக். (ii) மாதிரியில் சோடியம் கார்பனேற்றின் சதவீதத்தைக் கணக்கிடுக. (iii) மேலுள்ள கணக்கீட்டில் செய்யப்பட்ட ஏதேனும் அனுமானத்தைக் குறிப்பிடுக. (C=12, O=16, Na=23)
IO₃⁻+5I⁻+6H⁺→3I₂+3H₂O ... (1)
I₂+2S₂O₃²⁻→S₄O₆²⁻+2I⁻ ... (2)
S₂O₃²⁻ மோல் எண்ணிக்கை = (0.50/1000)×12.50 = 6.25×10⁻³mol.
சமன்பாடு (2) இலிருந்து, I₂ மோல் எண்ணிக்கை = S₂O₃²⁻ மோல் எண்ணிக்கை × ½ = 3.125×10⁻³mol.
சமன்பாடு (1) இலிருந்து, H⁺ மோல் எண்ணிக்கை = I₂ மோல் எண்ணிக்கை × (6/3) = 3.125×10⁻³×2 = 6.25×10⁻³mol (அதாவது H⁺≡S₂O₃²⁻ என்ற எளிய தொடர்பும் நேரடியாகப் பயன்படுத்தலாம்).
[H⁺] = (6.25×10⁻³/25.0)×1000 = 0.25 mol dm⁻³ -- இதுவே HCl கரைசலின் செறிவு.
(ii) மாதிரியில் Na₂CO₃ சதவீதம்:
NaOH+HCl→NaCl+H₂O
Na₂CO₃+2HCl→2NaCl+H₂O+CO₂
நியமிப்பு (1) இல் (NaOH+Na₂CO₃ இரண்டையும் முழுமையாகத் தாக்க தேவைப்படும் HCl): மோல் HCl = (0.25/1000)×32.0 = 8.0×10⁻³mol.
நியமிப்பு (2) இல் (BaCO₃ ஆக Na₂CO₃ முழுவதும் வீழ்படிவாக்கப்பட்ட பின், மீதமுள்ள NaOH மாத்திரம் தாக்க தேவைப்படும் HCl): மோல் HCl = (0.25/1000)×24.0 = 6.0×10⁻³mol.
எனவே, Na₂CO₃ உடன் தாக்க மாத்திரம் தேவைப்பட்ட HCl (25.00cm³ இல்) = 8.0×10⁻³-6.0×10⁻³ = 2.0×10⁻³mol.
Na₂CO₃+2HCl என்பதால், 25.00cm³ இல் Na₂CO₃ மோல் = 2.0×10⁻³/2 = 1.0×10⁻³mol.
500.0cm³ (முழு குடுவை) இல் Na₂CO₃ மோல் = 1.0×10⁻³×(500/25) = 1.0×10⁻³×20 = 0.02mol.
Na₂CO₃ இன் மோலார் நிறை = 2(23)+12+3(16) = 106 g mol⁻¹.
Na₂CO₃ இன் நிறை = 0.02×106 = 2.12 g.
மாதிரியில் Na₂CO₃ சதவீதம் = (2.12/42.40)×100% = 5.0%.
(iii) அனுமானம்: மிகை BaCl₂ சேர்க்கும்போது, கரைசலிலுள்ள கார்பனேற்று (CO₃²⁻) அனைத்தும் முழுமையாக BaCO₃ ஆக வீழ்படிகிறது என அனுமானிக்கப்படுகிறது.
105. 🟢 2012/P1/Q12 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
[Cr(NH₃)₆][Fe(CN)₆] இன் IUPAC பெயர்:
(1) Hexaamminechromium(III) ion hexacyanoferrate(II) ion (2) Hexaamminechromium(III) hexacyanoferrate(II) (3) Hexaamminechromium(III) hexacyanoferrate(III) (4) Hexaamminechromium(III) hexacyanoferrate(III) (5) Hexaamminechromium(II) hexacyanoferrate(II)
விடை: (4) Hexaamminechromium(III) hexacyanoferrate(III).
கற்றயன் [Cr(NH₃)₆]: NH₃ நடுநிலைத் தொகுதி என்பதால், மொத்த ஏற்றம் = Cr இன் ஒட்சியேற்ற நிலை. அனயன் [Fe(CN)₆] உடன் சேர்ந்து மூலக்கூறு நடுநிலையாக இருக்க வேண்டும் என்பதால், [Fe(CN)₆] இன் ஏற்றம் [Cr(NH₃)₆] இன் ஏற்றத்திற்கு எதிரெதிராக இருக்க வேண்டும். இரு சிக்கல்களும் +3/-3 ஏற்றத்துடன் இருப்பதே பொதுவான, நிலைப்புடைய அமைப்பு (Cr³⁺, Fe³⁺ இரண்டும் பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலைகள்) -- Cr(III), Fe(III). பெயர்: hexaamminechromium(III) hexacyanoferrate(III) (கற்றயன் முதலில், பின் அனயன், நடுவில் இடைவெளி மாத்திரம், இணைக்கோடு இல்லை).
106. 🟢 2012/P1/Q21 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
ஆவர்த்தன அட்டவணையில் Sc முதல் Zn வரையிலான தனிமங்களும் அவற்றின் சேர்வைகளும் தொடர்பாக பின்வரும் கூற்றுகளுள் சரியானது எது?
(1) K, Ca ஐ விடக் குறைந்த அடர்த்திகளைக் கொண்டவை.
(2) இவற்றுள் சில அலோகத் தன்மையைக் காட்டுகின்றன.
(3) ஐதான NaOH சேர்க்கும்போது Cr₂O₇²⁻(aq), CrO₄²⁻(aq) ஆகவும் Cr³⁺(aq) ஆகவும் மாற்றப்படுகிறது.
(4) அதே ஆவர்த்தனத்திலுள்ள s-தொகுப்பு தனிமங்களை விடக் குறைந்த மின்னெதிர்த்தன்மைகளைக் கொண்டவை.
(5) Mn அமிலத்தன்மை, ஈரியல்புத்தன்மை, காரத்தன்மையுடைய ஒட்சைட்டுகளை உருவாக்குகிறது.
விடை: (5) சரி.
Mn பல ஒட்சியேற்ற நிலைகளில் (+2 முதல் +7 வரை) ஒட்சைட்டுகளை உருவாக்குகிறது: MnO (+2, காரத்தன்மை), Mn₂O₃/MnO₂ (+3/+4, ஈரியல்புத்தன்மை), Mn₂O₇ (+7, அமிலத்தன்மை, HMnO₄ தருகிறது). இது 3d-தொகுப்பு தனிமங்களின் மாறுபடு-ஒட்சியேற்ற-நிலை பண்பின் சிறந்த எடுத்துக்காட்டு.
(1) தவறு -- 3d உலோகங்கள் K,Ca ஐ விட அதிக அடர்த்தியுடையவை (சிறிய அணு ஆரை + உலோகப் பிணைப்பில் d-இலத்திரன்களின் பங்களிப்பு). (2) தவறு -- Sc-Zn அனைத்தும் உலோகங்களே. (3) தவறு -- ஐதான NaOH Cr₂O₇²⁻ ஐ CrO₄²⁻ ஆக மாற்றுகிறது (எளிய அமில-கார சமநிலை மாற்றம்), ஆனால் Cr³⁺ ஆக ஒடுக்குவதில்லை (ஒடுக்கத் தாக்கமல்ல). (4) தவறு -- 3d உலோகங்கள் பொதுவாக அதே ஆவர்த்தன s-தொகுப்பு தனிமங்களை விட அதிக மின்னெதிர்த்தன்மையுடையவை.
107. 🟡 2012/P1/Q27 -- திருத்தமற்ற கேள்வி, அனைத்து பதில்களும் ஏற்கப்பட்டன
தொகுதி I, II தனிமங்கள் (s-தொகுப்பு) மற்றும் அவற்றின் சேர்வைகள் தொடர்பான இரசாயனவியலைப் பற்றிய பின்வரும் கூற்றுகளுள் சரியானது எது?
(1) தொகுதி I, II தனிமங்கள் அனைத்தும் குளிர்ந்த நீருடன் தாக்கமடைந்து H₂ ஐயும் அவற்றின் உலோக ஐதரொட்சைட்டுகளையும் தருகின்றன.
(2) LiNO₃ வெப்பப்படுத்தும்போது NO₂ ஐயும் O₂ ஐயும் வாயுக்களாகத் தருமாறு சிதைவடைகிறது.
(3) தொகுதி II சல்பேற்றுகளின் கரைதிறன் தொகுதியில் கீழிறங்க குறைகிறது.
(4) தொகுதி II ஐதரொட்சைட்டுகளின் கார வலிமை தொகுதியில் கீழிறங்க குறைகிறது.
(5) தொகுதி II தனிமங்களின் ஒட்சைட்டுகளை அவற்றின் கார்பனேற்றுகளை வெப்பப்படுத்துவதன் மூலம் பெறலாம்.
உத்தியோகபூர்வ விடை: அனைத்து 5 பதில்களும் ஏற்கப்பட்டன (All).
குறிப்பு: இக்கேள்வி பரீட்சைத் திணைக்களத்தால் திருத்தமற்றது/தெளிவற்றது எனக் கண்டறியப்பட்டு, அனைத்து மாணவர்களுக்கும் மதிப்பெண் வழங்கப்பட்டது.
வகுப்பறை நிலையில் நேரடியாக அணுகினால்: (1) பொய் -- Be குளிர்ந்த நீருடன் தாக்கமடையாது. (2) சரி -- Li தன் சிறிய அளவு/அதிக மின்சுமை-அடர்த்தி காரணமாக (Mg உடனான மூலைவிட்டத் தொடர்பு) தொகுதி II மாதிரி நடத்தையைக் காட்டுகிறது: 4LiNO₃→2Li₂O+4NO₂+O₂ (மற்ற தொகுதி I நைத்திரேற்றுகள் நைத்திரைட்டு+O₂ ஆகச் சிதைவடைவதற்கு மாறாக). (3) சரி -- தொகுதி II சல்பேற்றுகளின் கரைதிறன் உண்மையிலேயே கீழிறங்கக் குறையும் (BeSO₄ மிக அதிகக் கரையக்கூடியது, BaSO₄ கரையாதது). (4) பொய் -- கார வலிமை உண்மையில் கீழிறங்க அதிகரிக்கும் (Be(OH)₂ ஈரியல்பு, Ba(OH)₂ வலிமையான காரம்). (5) சரி -- MCO₃--Δ-->MO+CO₂ அனைத்து தொகுதி II கார்பனேற்றுகளுக்கும் பொருந்தும் நன்கறியப்பட்ட தாக்கம். (2), (3), (5) மூன்றும் தனித்தனியே உண்மையான கூற்றுகள் என்பதால், "ஒரேயொரு சரியான கூற்று" எனும் வடிவமைப்பு முரண்பட்டு, பரீட்சைத் திணைக்களம் இக்கேள்வியை வெற்றிடமாக்கியிருக்கலாம்.
108. 🟢 2012/P1/Q30 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
பின்வரும் சேர்வைகளுள் எவை/எது வெப்பப்படுத்தும்போது ஒரு கார வாயுவைத் தருகின்றன/தருகிறது?
(A) (NH₄)₂CO₃ (B) NH₄Cl (C) NH₄NO₂ (D) NH₄NO₃ (E) (NH₄)₂Cr₂O₇
(1) A, B மாத்திரம். (2) C, D மாத்திரம். (3) A மாத்திரம். (4) B மாத்திரம். (5) E மாத்திரம்.
விடை: (1) A, B மாத்திரம்.
(A) (NH₄)₂CO₃--Δ-->2NH₃+H₂O+CO₂ -- NH₃ (கார வாயு) வெளியிடப்படுகிறது.
(B) NH₄Cl--Δ-->NH₃+HCl (பதங்கமாதல், மீள்தகு சிதைவு) -- NH₃ உம் வெளியிடப்படுகிறது (HCl உடன் சேர்ந்து இருந்தாலும், NH₃ ஒரு விளைபொருளாக இருப்பதால் இது கணக்கிடப்படுகிறது).
(C) NH₄NO₂--Δ-->N₂+2H₂O -- N முழுவதும் நடுநிலை N₂ ஆக மாறுகிறது, கார வாயு இல்லை.
(D) NH₄NO₃--Δ-->N₂O+2H₂O -- N முழுவதும் நடுநிலை N₂O ஆக மாறுகிறது, கார வாயு இல்லை.
(E) (NH₄)₂Cr₂O₇--Δ-->Cr₂O₃+N₂+4H₂O ("எரிமலை" தாக்கம்) -- N₂ நடுநிலை, கார வாயு இல்லை.
NH₃ (கார வாயு) A, B இரண்டிலும் மாத்திரம் காணப்படுவதால், விடை (4).
109. 🟢 2012/P1/Q39 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
NH₃ தொடர்பாக பின்வரும் கூற்றுகளுள் எவை/எது உண்மை?
(a) NH₃ ஒட்சியேற்றும் காரணியாகவும் ஒடுக்கும் காரணியாகவும் இரண்டு விதங்களிலும் செயற்படக்கூடியது.
(b) N₂, H₂ ஐ அதிக அழுத்தங்கள் மற்றும் அதிக வெப்பநிலைகளின் கீழ் பயன்படுத்தும் Haber செயன்முறையினால் NH₃ பெருமளவில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.
(c) NH₃ மிகையான Cl₂ வாயுவுடன் தாக்கமடையும்போது, விளைபொருட்கள் N₂O உம் HCl உம் ஆகும்.
(d) இலேசான இறப்பரின் முன்கூட்டிய உறைதலைத் தடுக்க NH₃ இறப்பர் தொழிற்சாலையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
(1) (a),(b) மாத்திரம் சரி (2) (b),(c) மாத்திரம் சரி (3) (c),(d) மாத்திரம் சரி (4) (d),(a) மாத்திரம் சரி (5) வேறு எண்/சேர்மானம் சரி
விடை: (4) -- (d),(a) மாத்திரம் சரி.
(a) சரி -- N, NH₃ இல் -3 (மிகக் குறைந்த பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலை) என்பதால் NH₃ ஒடுக்கும் காரணியாக செயற்படலாம் (எ.கா. 4NH₃+3O₂→2N₂+6H₂O). மேலும், NH₃ இல் உள்ள அமிலத்தன்மையான H (நீருக்கு ஒப்பானது) செயலூக்கமான உலோகங்களுடன் (எ.கா. Na) தாக்கி H₂ ஐ வெளியிடும்போது (2Na+2NH₃→2NaNH₂+H₂), H குறையப்படுகிறது (+1→0) -- இதனால் NH₃ இவ்வகைத் தாக்கங்களில் ஒட்சியேற்றும் காரணியாகவும் செயற்படுகிறது (நீர் போலவே). எனவே NH₃ இரு விதமான பாத்திரங்களையும் ஏற்கக்கூடியது.
(b) பொய் -- Haber செயன்முறை மிதமான வெப்பநிலையைப் (450°C, சமநிலை/வீத சமரசம்) பயன்படுத்துகிறது, "அதிக வெப்பநிலை" அல்ல -- அதிக வெப்பநிலை உண்மையில் வெப்பம் வெளியிடும் (exothermic) இத்தாக்கத்தின் சமநிலையை பின்நோக்கி நகர்த்தி, NH₃ மகசூலைக் குறைக்கும்.
(c) பொய் -- மிகையான Cl₂ உடன் உண்மையான விளைபொருள் NCl₃ (நைத்திரசன் ட்ரைகுளோரைட்டு) + HCl ஆகும் (NH₃+3Cl₂→NCl₃+3HCl), N₂O அல்ல.
(d) சரி -- NH₃ இயற்கை இறப்பர் இலேசைப் (latex) பதப்படுத்த, முன்கூட்டிய உறைதலைத் தடுக்க உண்மையில் தொழிற்சாலையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
எனவே (a),(d) சரி = (4).
110. 🟢 2012/P1/Q49 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: Pb(NO₃)₂ கரைசலை ஒரு நீர்க்கரைசலுடன் சேர்க்கும்போது ஒரு மஞ்சள் நிற வீழ்படிவு உருவானால், ஒரேயொரு சாத்தியமான முடிவு I⁻ அயன்கள் இருப்பதே ஆகும். இரண்டாம் கூற்று: Pb உருவாக்கும் நீரில் கரையாத ஒரேயொரு மஞ்சள்நிற சேர்வை PbI₂ ஆகும்.
(1) இரண்டும் உண்மை, திருத்தமான விளக்கம் (2) இரண்டும் உண்மை, திருத்தமான விளக்கமன்று (3) முதலாம் உண்மை, இரண்டாம் பொய் (4) முதலாம் பொய், இரண்டாம் உண்மை (5) இரண்டும் பொய்
விடை: (5) இரண்டும் பொய்.
முதலாம் கூற்று பொய் -- I⁻ மாத்திரமல்ல, CrO₄²⁻ (குரோமேற்று அயன்) உடனும் Pb²⁺ ஒரு மஞ்சள் நிற வீழ்படிவைத் (PbCrO₄, "குரோம் மஞ்சள்" நிறமி) தருகிறது -- எனவே "ஒரேயொரு சாத்தியமான முடிவு" என்பது தவறு.
இரண்டாம் கூற்று பொய் -- Pb உருவாக்கும் நீரில் கரையாத மஞ்சள்நிற சேர்வை PbI₂ மாத்திரமல்ல, PbCrO₄ உம் மஞ்சள்நிறமானது (மற்றும் நீரில் கரையாதது).
2012/str/02 (a)(i) மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்திலுள்ள தனிமங்களால் உருவாக்கப்படும் அதிகபட்ச ஒட்சியேற்ற நிலையிலான ஒட்சைட்டுகளின் சூத்திரங்களைத் தந்து, பின்வரும் பட்டியலைப் பயன்படுத்தி அவற்றின் அமில/ஈரியல்பு/கார தன்மையைக் கருத்துரைக்குக: மிக வலிமையான அமிலம், வலிமையான அமிலம், பலவீன அமிலம், மிக பலவீன அமிலம், பலவீன காரம், காரம், வலிமையான காரம், ஈரியல்புடையது, நடுநிலை.
(ii) மூன்றாம் ஆவர்த்தனத்தில் இடமிருந்து வலமாகச் செல்ல மின்னெதிர்த்தன்மை, அணு ஆரை, முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி ஆகியன எவ்வாறு மாறுபடுகின்றன எனக் குறிப்பிடுக.
(iii) M ஐ உலோகமாகக் கொண்டு, Group II நைத்திரேற்றுகளின் வெப்பச்சிதைவைக் காட்டும் பொதுவான தாக்கத்தைத் தருக.
(iv) Group II நைத்திரேற்றுகளை அவற்றின் அதிகரிக்கும் வெப்ப-உறுதியின் வரிசையில் அடுக்குக (< குறியீட்டைப் பயன்படுத்தி). அயன்களின் முனைவாக்கத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு உங்கள் விடையை விளக்குக.
(b) தாண்டல் உலோகமான Mn உம் அதன் சேர்வைகளும் தொடர்பான பின்வரும் வினாக்களுக்கு விடையளிக்குக.
(i) Mn இன் இலத்திரன் அமைப்பைத் தருக. (ii) Mn இன் பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலைகளைத் தருக. (iii) இந்நிலைகளில் Mn உருவாக்கும் ஒட்சைட்டுகளின் இரசாயனச் சூத்திரங்களைத் தந்து, ஒவ்வொன்றும் அமிலமா, ஈரியல்புடையதா, காரமா எனக் குறிப்பிடுக. (iv) KMnO₄ இன் IUPAC பெயரைத் தருக. (v) 3d தாண்டல் தனிமங்களுள் Mn மிகக் குறைந்த உருகுநிலையையும் மிகக் குறைந்த கொதிநிலையையும் கொண்டுள்ளது. இதற்கான காரணத்தை விளக்குக. (vi) Mn²⁺ இன் நீரிய கரைசலுக்கு நீர்க்கரை அம்மோனியா சேர்க்கப்பட்டு, பின்னர் காற்றுக்கு வெளிப்படுத்தப்படும்போது என்ன அவதானிக்கலாம் என எதிர்பார்க்கிறீர்கள்? (vii) KMnO₄ இன் நீரிய கரைசல் செறிந்த KOH சேர்க்கும்போது பச்சை நிறமாக மாறுகிறது. இப்பச்சை நிறக் கரைசலை நீர் அல்லது அமிலத்துடன் நீர்த்தச்செய்யும்போது, ஊதா நிறக் கரைசலும் கருப்பு-கபில நிற வீழ்படிவும் கிடைக்கின்றன. இவ்வவதானிப்புகளை விளக்க சமப்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாடுகளை எழுதுக. (viii) பின்வருவனவற்றுள் ஒவ்வொன்றினதும் ஒரு முக்கியமான பயன்பாட்டைத் தருக: I. KMnO₄ (ஒட்சியேற்றும் காரணியாக அல்லாமல்) II. Mn உலோகம். (ix) அமில, கார ஊடகங்களில் KMnO₄ ஒரு ஒட்சியேற்றும் காரணியாகச் செயற்படுவதைக் காட்டும் அரைத்தாக்கங்களைத் தருக. (x) KMnO₄ ஐ ஒரு ஒட்சியேற்றும் காரணியாகப் பயன்படுத்தும்போது எதிர்பார்க்கக்கூடிய இரு பிரச்சினைகளைக் குறிப்பிடுக.
(ii) மின்னெதிர்த்தன்மை: Na<Mg<Al<Si<P<S<Cl (அதிகரிக்கும்). அணு ஆரை: Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl (குறையும்). முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி: Na<Mg>Al<Si<P>S<Cl (பொதுவான போக்கு அதிகரிப்பு, ஆனால் Mg>Al [நிரம்பிய 3s²] மற்றும் P>S [அரை-நிரம்பிய 3p³] விதிவிலக்குகளுடன் ஒரு "ஜிக்-ஜாக்" வடிவம்).
(iii) 2M(NO₃)₂ → 2MO+4NO₂+O₂.
(iv) அதிகரிக்கும் வெப்ப-உறுதி: Be(NO₃)₂<Mg(NO₃)₂<Ca(NO₃)₂<Sr(NO₃)₂<Ba(NO₃)₂. விளக்கம்: அனயன் ஒரே வகை, கற்றயன் ஏற்றம் ஒரே அளவு, ஆனால் தொகுதியில் கீழிறங்க கற்றயன் அளவு அதிகரிக்கிறது ∴ முனைவாக்கும் திறன் Be²⁺>Mg²⁺>Ca²⁺>Sr²⁺>Ba²⁺. கற்றயன்களால் நைத்திரேற்று அயனியை முனைவாக்குதல் தொகுதியில் கீழிறங்க கடினமாகிறது, எனவே வெப்ப-உறுதி தொகுதியில் கீழிறங்க அதிகரிக்கிறது.
(b)(i) Mn (Z=25) இலத்திரன் அமைப்பு: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s² (அல்லது ...4s²3d⁵).
(ii) பொதுவான ஒட்சியேற்ற நிலைகள்: +2, +4, +7 (+6 உட்பட, ஏதேனும் மூன்று).
(iii) MnO -- காரம்; MnO₂ -- ஈரியல்புடையது; Mn₂O₇ -- அமிலம்; MnO₃ -- அமிலம் (ஏதேனும் மூன்று).
(iv) KMnO₄ இன் IUPAC பெயர்: பொற்றாசியம் மாங்கனேற்று(VII) (potassium manganate(VII)).
(v) 3d, 4s இரண்டு இலத்திரன்களுமே உலோகப் பிணைப்பு உருவாக்க டெலோகலைசேற்றமடைகின்றன. Mn அரை-நிரம்பிய 3d சப்ஷெல்லையும் முழுமையாக நிரம்பிய 4s சப்ஷெல்லையும் கொண்டுள்ளது -- இவ்விரு நிலைப்புடைய நிலையமைப்புகளும் இலத்திரன்களை உலோகப் பிணைப்புக்கு டெலோகலைசேற்றமடையக் குறைவாகவே கிடைக்கச் செய்கின்றன, இதனால் பலவீன உலோகப் பிணைப்பும் குறைந்த உருகு/கொதி நிலைகளும் ஏற்படுகின்றன.
(vi) ஆரம்பத்தில் பேஜ்/வெளிர் இளஞ்சிவப்பு (வெண்) வீழ்படிவு [Mn(OH)₂] உருவாகிறது; காற்றுக்கு வெளிப்படும்போது இது கபில/கபில-கருப்பு நிறமாக மாறுகிறது (O₂ ஆல் ஒட்சியேற்றமடைந்து MnO(OH)/Mn₂O₃ வகை சேர்வை உருவாக்குதல்).
(vii) 4MnO₄⁻+4OH⁻ → 4MnO₄²⁻+2H₂O+O₂ (பச்சை மாங்கனேற்று உருவாக்கம்).
3MnO₄²⁻+4H⁺ → 2MnO₄⁻+MnO₂+2H₂O (அல்லது 3MnO₄²⁻+2H₂O → 2MnO₄⁻+MnO₂+4OH⁻) -- ஊதா நிறக் கரைசல் (MnO₄⁻) + கருப்பு-கபில வீழ்படிவு (MnO₂) ஒப்பீட்டு-விகிதவகைத் தாக்கத்தால்.
(viii) I. KMnO₄ பயன்பாடு (ஒட்சியேற்றியாக அல்லாமல்): கிருமிநாசினி/சுத்தப்படுத்தி/நாற்றமகற்றி/சுயசுட்டி/ஆனோட்/காதோட் இனங்காணல்/O₂ ஆய்வுகூடத் தயாரிப்பு. II. Mn உலோகப் பயன்பாடு: எஃகு/உலோகக்கலவைகள்.
(ix) அமில ஊடகம்: MnO₄⁻+8H⁺+5e → Mn²⁺+4H₂O. கார ஊடகம்: MnO₄⁻+2H₂O+3e → MnO₂+4OH⁻ (அல்லது MnO₄⁻+e → MnO₄²⁻).
(x) KMnO₄ ஐப் பயன்படுத்துவதில் உள்ள பிரச்சினைகள் (ஏதேனும் இரண்டு): Cl⁻ அல்லது Br⁻ முன்னிலையில் பயன்படுத்த முடியாது; ஒரு முதன்மைத் தரப்பொருள் அல்ல (நீரிய கரைசல்கள் நிலைப்புடையவை அல்ல); மிகுந்த நிறமுடையது என்பதால் படிகங்கள் கரைந்துவிட்டதா எனப் பார்ப்பது சிலவேளை சாத்தியமற்றது; கரைசலில் வைக்கும்போது கபில நிற வீழ்படிவாக MnO₂ உருவாதல்.
2012/str/08(a)(i) ஒரு திண்மக் கலவை பின்வருவனவற்றுள் இரண்டை மாத்திரம் கொண்டுள்ளது: Ba(NO₃)₂, Zn(NO₃)₂, AgNO₃, CaCO₃, NaOH. அவற்றை இனங்காண மேற்கொள்ளப்பட்ட சோதனைகளும் அவதானிப்புகளும்:
1. கலவைக்கு நீர் சேர்க்கப்பட்டது -- கலவை கரைந்து ஒரு தெளிந்த கரைசலைத் தந்தது.
2. மேலே 1 இலிருந்து பெறப்பட்ட நீரிய கரைசலின் ஒரு பங்குக்கு சில துளிகள் ஃபீனொல்ஃப்தலீன் சேர்க்கப்பட்டது -- தெளிந்த நிறமற்ற கரைசல் இளஞ்சிவப்பு நிறமானது.
3. மேலே 1 இலிருந்து பெறப்பட்ட நீரிய கரைசலின் மற்றொரு பங்குக்கு நீர்க்கரை HCl படிப்படியாகச் சேர்க்கப்பட்டது -- ஒரு வெண்நிற வீழ்படிவு உருவானது. மிகுதியான அமிலம் சேர்க்கும்போது அது கரைந்தது.
காரணங்களுடன், கலவையிலுள்ள இரு சேர்வைகளையும் இனங்காணுக.
(ii) கீழே தரப்பட்டுள்ள வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள A-I சேர்வைகளின் சூத்திரங்களை தருக (சமப்படுத்திய சமன்பாடுகளும் காரணங்களும் தேவையில்லை). திண்மங்கள், வீழ்படிவுகள், கரைசல்கள், வாயுக்கள் ஆகியவற்றைக் குறிக்க பின்வரும் குறியீடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன (◊=திண்மம், ▵=வீழ்படிவு, ▭=கரைசல், ◯=வாயு):
A(கறுப்பு, திண்மம்) --ஐதான H₂SO₄--> B(கரைசல்)+C(நிறமற்ற வாயு). B --1.செறி HNO₃/வெப்பம் 2.NH₄SCN--> கருஞ்சிவப்பு. C --அமிலம் D--> E(வெளிர் மஞ்சள், சில வேளைகளில் வெண்கலங்கல், வீழ்படிவு). C --சிறிது காரத்தன்மையுடைய F--> G(கறுப்பு வீழ்படிவு). G --வெப்பமான செறி HNO₃--> கலங்கிய பச்சை. --dil.NH₄OH--> H(வெளிர் பச்சை வீழ்படிவு). H --செறி NH₄OH--> I(கருநீலக் கரைசல்). நீரிய F --BaCl₂--> வெண்நிற வீழ்படிவு (ஐதான HNO₃ இல் கரையாதது).
சோதனை 1 -- இரண்டுமே நீரில் கரையக்கூடியவை (Ba(NO₃)₂, AgNO₃ உம் கரையும், ஆனால் CaCO₃ கரையாது -- எனவே CaCO₃ இல்லை).
சோதனை 2 -- ஃபீனொல்ஃப்தலீன் இளஞ்சிவப்பாக மாறியது கரைசல் காரத்தன்மையுடையது எனக் காட்டுகிறது -- NaOH இருப்பதை உறுதிசெய்கிறது.
சோதனை 3 -- வெண் வீழ்படிவு (Zn(OH)₂, NaOH ஏற்கனவே கரைசலில் இருப்பதால் உருவானது) மிகுதியான HCl இல் கரைகிறது -- இது Zn(OH)₂ இன் ஈரியல்புத்தன்மையைக் காட்டுகிறது (AgCl அல்லது BaCO₃ போன்ற பிற சாத்தியமான வீழ்படிவுகள் மிகுதியான அமிலத்தில் இவ்வாறு கரையாது) -- Zn(NO₃)₂ இருப்பதை உறுதிசெய்கிறது.
(ii) விடை:
A = FeS (கறுப்பு திண்மம்). B = FeSO₄ (கரைசல் -- HNO₃/வெப்பம் Fe²⁺ ஐ Fe³⁺ ஆக ஒட்சியேற்றி, NH₄SCN உடன் கருஞ்சிவப்பு [Fe(SCN)]²⁺ சிக்கல் தருகிறது). C = H₂S (நிறமற்ற வாயு).
D = செறி HNO₃/H₂SO₄ (H₂S ஐ ஒட்சியேற்றும் அமிலம், S ஐ வீழ்படிவாக்குகிறது). E = S (கந்தகம், வெளிர் மஞ்சள்/வெண் கலங்கல்).
F = NiSO₄ (சிறிது காரத்தன்மையுடைய கரைசல்). G = NiS (கறுப்பு வீழ்படிவு, F+H₂S). G செறி HNO₃ இல் கலங்கிய பச்சை Ni²⁺ கரைசலாகக் கரைகிறது.
H = Ni(OH)₂ (வெளிர் பச்சை வீழ்படிவு, dil.NH₄OH). I = [Ni(NH₃)₆]²⁺ (கருநீலக் கரைசல், செறி NH₄OH மிகுதியில் சிக்கல் உருவாதல்).
நீரிய F+BaCl₂→வெண் BaSO₄ வீழ்படிவு (ஐதான HNO₃ இல் கரையாதது) -- F இல் SO₄²⁻ இருப்பதை உறுதிசெய்கிறது.
2012/str/10(a) ஃப்ளுரின் இரசாயனவியலுக்கும் ஏனைய அலசன்களின் இரசாயனவியலுக்கும் இடையேயான நான்கு முக்கிய வேறுபாடுகளைத் தருக.
• ஃப்ளுரின் -1, 0 ஒட்சியேற்ற நிலைகளை மாத்திரம் காட்டுகிறது, ஆனால் ஏனைய அலசன்கள் நேர் ஒட்சியேற்ற நிலைகளையும் (+1,+3,+5,+7) காட்டுகின்றன.
• F₂ ஏனைய அலசன்களை விட அதிக ஒட்சியேற்றும் திறனைக் கொண்டுள்ளது.
• F₂ உன்னத வாயுக்களான Kr, Xe உடன் சேர்வைகளை உருவாக்குகிறது, ஆனால் ஏனையவை உருவாக்குவதில்லை.
• F ஏனைய அலசன்களை விட மிக அதிக அயனாக்கற் சக்தியைக் கொண்டுள்ளது.
• HF இன் கொதிநிலை ஏனைய ஐதரசன் ஆலைட்டுகளுடன் (HCl, HBr, HI) ஒப்பிடுகையில் முற்றிலும் வரிசைக்கு வெளியே உள்ளது.
• F இன் மின்னெதிர்த்தன்மை ஏனைய அலசன்களை விடக் கணிசமாக அதிகமானது.
• எளிதில் அணுகக்கூடிய குறைந்த ஆற்றல் d-ஆர்பிற்றல்கள் இல்லாததால் ஃப்ளுரின் ஒரு இணைதிறனுக்கு (covalency 1) மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, ஆனால் ஏனையவை d-ஆர்பிற்றல் பங்கேற்பு காரணமாக 1,3,5 இணைதிறன்களைக் காட்டுகின்றன.
• நீரில் HF ஒரு பலவீன அமிலம், ஆனால் ஏனையவை வலிமையான அமிலங்கள்.
• F ஏனைய அலோகங்களுடன் ஏனைய அலசன்களை விட வலிமையான பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது.
• F₂ நீரை ஒட்சியேற்றுகிறது, ஆனால் ஏனையவை ஒட்சியேற்றுவதில்லை.
• AgF உம் PbF₂ உம் நீரில் கரையக்கூடியவை, ஆனால் Ag, Pb இன் ஏனைய ஆலைட்டுகள் கரையாதவை.
111. 🟢 2021/P1/Q26 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
லித்தியத்துடனும் (Li) அதன் சேர்வைகளுடனும் தொடர்புபட்ட பின்வரும் கூற்றுகளில் பிழையானது எது?
(1) வெளியேறும் வாயுக்களைக் கருதுகையில் வெப்பமாக்கும்போது LiNO₃(s) ஆனது இரு வாயுக்களை மாத்திரம் தரும், அதேவேளை Li₂CO₃(s) ஆனது ஒரு வாயுவை மாத்திரம் தரும்.
(2) கூட்டம் I இற்குரிய மூலகங்களில் நலிந்த உலோகப் பிணைப்பை லித்தியம் கொண்டிருக்கும்.
(3) சுவாலைச் சோதனையில் லித்தியம் சிவந்த நிறத்தைத் தரும். (4) Li-Cs வரையிலான தொகுதி I இற்குரிய மூலகங்களில் இலத்திரன் பெறுகைச் சக்திக்கான அதியுயர் மறை பெறுமானத்தை லித்தியம் கொண்டிருக்கும்.
(5) வளியில் வெப்பமாக்கும்போது லித்தியம் இரு விளைபொருள்களை உருவாக்கும்.
விடை: (2) பிழையானது.
லித்தியம் தொகுதி I மூலகங்களில் மிகச் சிறிய அணு ஆரையையும் அதிக மின்னேற்றக் கன அடர்த்தியையும் கொண்டிருப்பதால், அது தொகுதியில் வலிமையான உலோகப் பிணைப்பையே கொண்டுள்ளது ("நலிந்த" அல்ல) -- இதனாலேயே Li இன் உருகுநிலை (180°C) தொகுதியில் அதிகூடியது (Cs இன் 28°C உடன் ஒப்பிடுக).
(1) சரி -- தொகுதியில் கீழிறங்க இலத்திரன் பெறுகைச் சக்தியின் அளவு குறையும், எனவே Li இற்கே அதியுயர் மறை பெறுமானம். (2) சரி -- Li வளியில் எரியும்போது Li₂O (ஒட்சைட்டு) உம் Li₃N (நைத்திரைட்டு, N₂ உடன் நேரடியாகத் தாக்கும் ஒரேயொரு தொகுதி I மூலகம் Li) உம் தருகிறது -- இரு விளைபொருட்கள். (3) சரி -- 2LiNO₃→Li₂O+2NO₂+½O₂ (இரு வாயுக்கள்: NO₂, O₂; தொகுதி II உலோகங்களைப் போன்ற சிதைவு, Li⁺ இன் அதிக பலூரைசிங் ஆற்றலால்), Li₂CO₃→Li₂O+CO₂ (ஒரு வாயு). (5) சரி -- Li சுவாலைச் சோதனையில் செங்குருதி/சிவப்பு நிறம் தருவது நன்கறியப்பட்டது.
112. 🟡 2021/P1/Q29 -- இரு பதில்களும் (3, 4) உத்தியோகபூர்வமாக ஏற்கப்பட்டன
குரோமியம் (Cr), அதன் சேர்வைகள் ஆகியன பற்றி சரியான கூற்றைத் தெரிவுசெய்க.
(1) K₂CrO₄ இன் ஒரு நீர்க்கரைசல் ஐதான H₂SO₄ உடன் பரிகிரிக்கப்படும்போது நிறமாற்றம் அவதானிக்கப்படமாட்டாது.
(2) Cr இன் மின்னெதிர்த்தன்மை Co இன் மின்னெதிர்த்தன்மையிலும் பெரியதாகும்.
(3) Cr(H₂O)₆²⁺ இன் ஒரு நீர்க்கரைசல் ஐதான NaOH உடன் பரிகிரித்து பின்னர் H₂O₂ ஐச் சேர்க்கும்போது ஒரு மஞ்சள் நிறக் கரைசல் கிடைக்கும்.
(4) Cr₂O₃ ஆனது ஈரியல்பு (amphoteric) இயல்புகளைக் காட்டும்.
(5) அமில K₂Cr₂O₄ கரைசலொன்றினூடாக H₂S வாயுவை அனுப்பும்போது ஒரு தெளிவான பச்சை நிறக் கரைசல் அவதானிக்கப்படும்.
உத்தியோகபூர்வ விடை: (3), (4) ஆகிய இரண்டும் ஏற்கப்பட்டன.
(3) சரி: Cr(H₂O)₆²⁺ (வெளிர் நீலம்) + NaOH → Cr(OH)₂ வீழ்படிவு, தொடர்ந்து H₂O₂ சேர்க்கும்போது Cr(III)/Cr(VI) ஆக ஒட்சியேற்றப்பட்டு மஞ்சள் குரோமேட் (CrO₄²⁻) கரைசல் கிடைக்கும் -- இது ஒரு அறியப்பட்ட Cr ஒட்சியேற்றச் சோதனை.
(4) சரி: Cr₂O₃ ஒரு நன்கறியப்பட்ட ஈரியல்பு ஒட்சைட்டு -- இது அமிலங்களுடனும் காரங்களுடனும் இரண்டுடனும் தாக்கமடையும்.
(1) தவறு -- ஐதான H₂SO₄ சேர்க்கும்போது CrO₄²⁻ (மஞ்சள்) ஆனது Cr₂O₄²⁻ (ஆரஞ்சு) ஆக மாறும் -- நிறமாற்றம் அவதானிக்கப்படும். (2) தவறு -- Co இன் மின்னெதிர்த்தன்மை (~1.88) Cr இனை விட (~1.66) அதிகமானது. (5) தவறு -- H₂S ஆனது Cr₂O₄²⁻ ஐ பச்சை Cr³⁺ ஆக ஒடுக்கும் என்பது சரியே, ஆனால் இதே தாக்கத்தில் தனிமக் கந்தக வீழ்படிவும் உருவாகுவதால் கரைசல் கலங்கலாகவே (turbid) இருக்கும், "தெளிவான" (clear) பச்சை நிறமாக இராது.
2021/P2/Q2 கீழுள்ள வினாக்கள் [(a)-(c)] A, B, C, D எனப் பெயரிடப்பட்ட மூலகங்கள்/species உடன் தொடர்புடையவை.
(a) A ஓர் s-தொகுப்பு மூலகம். அணுவெண் 20 இற்குக் குறைவு. நீருடன் தீவிரமாகவும் தீப்பற்றியும் தாக்கமடைந்து வலிமையான காரக் கரைசலையும் ஒரு வாயுவையும் தரும். மிகை O₂(g) உடன் தாக்கி சூப்பர் ஒக்சைட்டைத் தரும். இயற்கையாகக் காணப்படும் Sylvite தாது A இன் ஒரு சேர்வையைக் கொண்டுள்ளது.
(i) A இன் இரசாயனக் குறியீட்டை எழுதுக. (ii) A இன் முழுமையான இலத்திரன் நிலையமைப்பை எழுதுக. (iii) A நீருடன் தாக்கும்போது வெளியேறும் வாயுவைப் பெயரிடுக. (iv) சுவாலைச் சோதனையில் A தரும் நிறம் யாது? (v) A மிகை O₂(g) உடன் தாக்கும் சமன்படுத்திய இரசாயனச் சமன்பாட்டை எழுதுக. (vi) ஆவர்த்தன அட்டவணையில் அதே தொகுதியிலும் மேலுள்ள ஆவர்த்தனத்திலும் உள்ள மூலகத்தை விட A இன் முதலாம் அயனாக்கற் சக்தி அதிகமா அல்லது குறைவா? சுருக்கமாக விளக்குக. (vii) Sylvite இல் உள்ள A இன் சேர்வையின் இரசாயன வாய்பாட்டைத் தருக. (35 புள்ளிகள்)
(b) B ஆனது X, Y எனும் இரு மூலகங்களை மாத்திரம், 2:3 விகிதத்தில் கொண்ட ஓர் அயனி. X, Y இரண்டும் ஆவர்த்தன அட்டவணையில் அதே தொகுதிக்குரிய p-தொகுப்பு மூலகங்கள். ஒவ்வொரு மூலகத்தினதும் அணுவெண் 20 இற்குக் குறைவு. X இன் மின்னெதிர்த்தன்மை Y இன் மின்னெதிர்த்தன்மையை விடக் குறைவு. X சூடான செறிந்த சல்பூரிக் அமிலத்துடன் தாக்கும்போது, விளைபொருள்களில் ஒன்றாக ஒரு துர்நாற்றமுள்ள நிறமற்ற வாயு வெளியேறுகிறது.
(i) ஏற்றத்துடன் B இன் இரசாயன வாய்பாட்டை எழுதுக. (ii) B இன் Lewis dot-dash கட்டமைப்பை வரைக. (iii) B இன் மைய அணுவின் ஒட்சியேற்ற நிலையைத் தருக. (iv) B ஐ இனங்காண ஓர் இரசாயனச் சோதனையைத் தருக (அவதானிப்பு/புகள் தேவை). (v) A ஐக் கற்றயனாகவும் B ஐ அனயனாகவும் கொண்ட சேர்வையின் இரசாயன வாய்பாட்டை எழுதுக. (25 புள்ளிகள்)
(c) C ஓர் ஒட்சியேற்றும் காரணி. 1:1:3 விகிதத்தில் மூன்று மூலகங்களைக் கொண்டுள்ளது. C இன் மூலகங்களுள் ஒன்று A. ஏனைய இரு மூலகங்களும் ஆவர்த்தன அட்டவணையின் p-தொகுப்புக்குரியவை. இவ்விரு மூலகங்களுள் ஒன்று B இலும் காணப்படுகிறது. Ag⁺ உடன் இம்மூலகங்களுள் ஒன்றின் அனயன் உருவாக்கும் உப்பு மஞ்சள் நிறமுடையது, செறிந்த அமோனியாவில் கரையாதது. C இன் இரசாயன வாய்பாட்டை எழுதுக. (10 புள்ளிகள்)
(vi) குறைவு. தொகுதியில் கீழிறங்கும்போது, வெளிப்புற/கடைசி இலத்திரனுக்கான Zeff இல் மாற்றம் அரிதே (புறத்திரையிடல் புதிய ஷெல்லால் ஈடுசெய்யப்படுகிறது) -- ஆயினும் அணு ஆரை அதிகரிக்கிறது. எனவே கருவுக்கும் வெளிப்புற இலத்திரனுக்கும் இடையிலான ஈர்ப்பு குறைகிறது -- IE₁ குறைவு.
(vii) KCl.
(b)(i)-(v): X=S (சல்பர்), Y=O (ஒக்சிஜன்) -- S+2H₂SO₄(hot,conc)→3SO₂+2H₂O (SO₂, நிறமற்ற துர்நாற்ற வாயு). B=S₂O₃²⁻ (தையோசல்பேட்டு).
(ii) தையோசல்பேட்டு அமைப்பு: மைய S, ஒரு =S (முனை, இரட்டைப் பிணைப்பு), ஒரு =O (இரட்டைப் பிணைப்பு), இரு -O⁻ (ஒற்றைப் பிணைப்பு, ஏற்றம் -1 வீதம்) -- சல்பேட் போன்ற நான்முகி அமைப்பு (ஒரு O ஐ S ஆல் மாற்றியது).
(iii) மைய S இன் ஒட்சியேற்ற நிலை = +4 (=O பிணைப்பு +2, ஒவ்வொரு -O⁻ பிணைப்பும் +1 வீதம், =S(முனை) பிணைப்பு 0 -- S-S சம மின்னெதிர்த்தன்மை என்பதால்: 2+1+1+0=4).
(iv) சோதனை: நீர்த்த H₂SO₄ சேர்க்க -- துர்நாற்றமுள்ள நிறமற்ற வாயு (SO₂) உம் பால்நிற திண்மக் கந்தக வீழ்படிவும் உருவாகும் (S₂O₃²⁻+2H⁺→S↓+SO₂↑+H₂O). (மாற்றுச் சோதனைகள்: Pb(OAc)₂ சேர்க்க வெண்நிற வீழ்படிவு வெப்பப்படுத்தும்போது கருப்பாகும்; AgNO₃ சேர்க்க வெண்நிற வீழ்படிவு நிலைத்திருக்கும்போது/வெப்பப்படுத்தும்போது கருப்பாகும் -- ஏதேனும் ஒன்று ஏற்கப்படும்).
(v) K₂S₂O₃.
(c): C இல் A(K) + 2 p-தொகுப்பு மூலகங்கள் (1:1:3 விகிதம்). Ag⁺ உடன் மஞ்சள், செறிந்த NH₃ இல் கரையாத உப்பு = AgI -- எனவே ஒரு மூலகம் I (அயோடின்). மற்றையது O (B உடன் பொதுவானது). C=KIO₃ (பொட்டாசியம் அயோடேட்டு, K:I:O=1:1:3, ஒரு நன்கறியப்பட்ட ஒட்சியேற்றும் காரணி).
2025/P2/Q2(a) (i) A ஆனது நீரில் கரையக்கூடிய வெண்நிறச் சேர்வை. மூன்று மூலகங்களை 4:2:3 விகிதத்தில் (அணுத்திணிவு அதிகரிக்கும் வரிசையில்) கொண்டுள்ளது; ஒவ்வொன்றின் அணுவெண்ணும் 20 இற்குக் குறைவு; இரு மூலகங்கள் p-தொகுப்பைச் சேர்ந்தவை. A ஐ வெப்பப்படுத்தும்போது நிறமற்ற, நச்சற்ற, நடுநிலை, நேர்கோட்டு முத்தொகுதி வாயு ஒன்று வெளியேறும். A உரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. A ஐ இனங்காணுக.
(ii) B ஆனது A இலுள்ள அதே மூன்று மூலகங்களை 4:2:2 விகிதத்தில் கொண்ட மற்றொரு வெண்நிற நீர்க்கரையும் சேர்வை. B ஐ வெப்பப்படுத்தும்போது நிறமற்ற, மணமற்ற, உயர் பிணைப்பு பிரிகைச் சக்தி கொண்ட ஓரினத் திவாயு வெளியேறும் (திரவமாக்கப்பட்ட காற்றின் பின்னியக்க வடித்தல் மூலம் தொழிற்துறையில் பெறப்படுவது). B ஐ இனங்காணுக.
(iii) C ஆனது நான்கு மூலகங்களை 8:2:4:1 விகிதத்தில் கொண்ட வெண்நிற அயனிச் சேர்வை (ஒவ்வொன்றின் அணுவெண்ணும் 20 இற்குக் குறைவு; மூன்று மூலகங்கள் A, B இரண்டிலும் காணப்படுகின்றன). C ஐ வெப்பப்படுத்தும்போது வலிமையான மணமுள்ள நிறமற்ற காரவாயு X உம் ஒரு வலிமையான அமிலமும் உருவாகும். C இன் கரைசலுக்கு BaCl₂(aq) சேர்க்கும்போது நீர்த்த HCl இல் கரையாத வெண் வீழ்படிவு கிடைக்கும். C ஐ இனங்காணுக.
(iv) D ஆனது நான்கு மூலகங்களை 8:1:2:3 விகிதத்தில் கொண்ட வெண்நிற அயனிச் சேர்வை (மூன்று மூலகங்கள் A,B,C மூன்றிலும் காணப்படுகின்றன). D வெப்பப்படும்போது வாயு X உம் சுண்ணாம்பு நீரைக் கலங்கடிக்கும் மற்றொரு வாயுவும் கிடைக்கும். D ஐ இனங்காணுக.
(v) E ஓர் வலிமையான அமிலம், A, B இலுள்ள அதே மூலகங்களை (அணுத்திணிவு அதிகரிக்கும் வரிசையில் அல்லாமல்) 3:1:1 விகிதத்தில் கொண்டது. E ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் காரணி; X ஐப் பயன்படுத்தி உற்பத்திச் செய்யப்படுகிறது. E ஐ இனங்காணுக. (40 புள்ளிகள்)
Q2(b) மேலுள்ள A,B,C,D ஐ வெப்பப்படுத்தும்போது நிகழும் தாக்கங்களுக்கான சமப்படுத்திய சமன்பாடுகளைத் தருக. (32 புள்ளிகள்)
B = NH₄NO₂ (H:N:O=4:2:2). வெப்பப்படுத்தும்போது N₂ (உயர் பிணைப்புச் சக்தி கொண்ட ஓரினத் திவாயு, காற்றிலிருந்து பெறப்படுவது) உருவாகும்.
C = (NH₄)₂SO₄ (H:N:O:S=8:2:4:1; S ஆனது BaSO₄ வெண் வீழ்படிவைத் தருகிறது). வெப்பப்படுத்தும்போது NH₃ (X, காரவாயு) உம் H₂SO₄ உம் உருவாகும்.
D = (NH₄)₂CO₃ (H:C:N:O=8:1:2:3; A,B,C மூன்றிலும் காணப்படும் H,N,O + புதிய C). வெப்பப்படுத்தும்போது NH₃(X) உம் CO₂ (சுண்ணாம்பு நீரைக் கலங்கடிக்கும்) உம் உருவாகும்.
E = HNO₃ (H,N,O -- 3:1:1 வேறு வரிசையில்; NH₃(X) பயன்படுத்தி Ostwald செயன்முறை மூலம் உற்பத்தி).
(b) சமன்பாடுகள்:
A: NH₄NO₃(s) → N₂O(g)+2H₂O(g).
B: NH₄NO₂(s) → N₂(g)+2H₂O(g).
C: (NH₄)₂SO₄(s) → 2NH₃(g)+H₂SO₄(g) (அல்லது SO₃+H₂O+2NH₃).
D: (NH₄)₂CO₃(s) → 2NH₃(g)+CO₂(g)+H₂O(g).
113. 🟢 2022/P1/Q16 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
s தொகுப்பிலும் p தொகுப்பிலும் உள்ள மூலகங்கள் தொடர்பாகப் பின்வரும் எந்தக் கூற்று பொய்யானது?
(1) சென்னான் (Xe) ஒரு சடத்துவ வாயுவாக இருந்தாலும் +2,+4,+6 என்னும் ஒட்சியேற்ற எண்களை உடைய சேர்வைகளை உண்டாக்குகின்றது.
(2) ஐதரசன் ஏலைட்டுகளிடையே HF இற்கு அதியுயர் பிணைப்புக் கூட்டப்பிரிகைச் சக்தி உண்டு.
(3) இரண்டாம் (II) கூட்டத்தின் மூலகங்களின் ஐதரொட்சைட்டுகளின் நீரிலான கரைதிறன் கூட்டத்தில் கிழ்நோக்கிச் செல்லும்போது குறையும் அதேவேளை அவற்றின் சல்பேற்றுகளின் கரைதிறன் அதிகரிக்கின்றன.
(4) முதலாம் (I) கூட்டத்தின் உலோகங்களிடையே (Li தொடக்கம் Cs வரையுள்ள) சீசியத்திற்கு மிகக் குறைந்த உருகுநிலை உண்டு.
(5) NH₂OH இல் நைதரசனின் ஒட்சியேற்ற எண் −1 ஆகும்.
விடை: (3) பொய்யானது.
(1),(2),(4),(5) அனைத்தும் சரியான, நிலைநிறுத்தப்பட்ட உண்மைகள்: Xe ஆனது F₂ உடன் XeF₂/XeF₄/XeF₆ போன்ற சேர்வைகளை +2/+4/+6 ஒட்சியேற்ற எண்களுடன் உண்டாக்குகின்றது; HF இன் குறுகிய, வலிமையான H-F பிணைப்பு காரணமாக ஐதரசன் ஏலைட்டுகளிடையே அதற்கே அதியுயர் பிணைப்புக் கூட்டப்பிரிகைச் சக்தி உண்டு; கூட்டம் I உலோகங்களின் உருகுநிலை கூட்டத்தில் கீழிறங்க குறையும், எனவே Cs இற்கே மிகக் குறைந்த உருகுநிலை; NH₂OH இல் O=−2 எனவும் ஒவ்வொரு H=+1 எனவும் கொண்டு, மொத்த ஏற்றம் பூச்சியமாகச் சமன்படுத்தினால், N=−1 எனக் கிடைக்கும்.
கூற்று (3) தவறு, ஏனெனில் இது போக்கை நேர்மாறாகக் கூறுகின்றது: உண்மையில் கூட்டம் II உலோகங்களின் ஐதரொட்சைட்டு கரைதிறன் கூட்டத்தில் கீழிறங்க அதிகரிக்கின்றது (Mg(OH)₂ சொற்பமாகவே கரையும், ஆனால் Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, குறிப்பாக Ba(OH)₂ கணிசமாகக் கரையக்கூடியவை), அதேவேளை சல்பேற்று கரைதிறன் கூட்டத்தில் கீழிறங்க குறைகின்றது (MgSO₄ சுதந்திரமாகக் கரையும், ஆனால் BaSO₄ கிட்டத்தட்ட கரையாதது -- இதனாலேயே அது X-கதிர் மாறுபடு பரிசோதனையில் "பேரியம் மீல்" ஆகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது). இக்கூற்றில் இவ்விரு போக்குகளும் இடமாற்றம் செய்யப்பட்டுள்ளன.
114. 🟢 2022/P1/Q34 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
நான்காம் ஆவர்த்தனத்திற்குரிய d தொகுப்பு மூலகங்களினால் உண்டாக்கப்படும் சேர்வைகள்/அயன்கள் தொடர்பாகப் பின்வரும் எக்கூற்று/கூற்றுகள் சரியானது/சரியானவை?
(a) Cr₂O₃ ஆனது வன்னமிலங்களுடனும் வன்மூலங்களுடனும் தாக்கம் புரியுமென எதிர்பாக்கலாம்.
(b) Fe²⁺(aq), Fe³⁺(aq), Mn²⁺(aq), Ni²⁺(aq) ஆகியவற்றைக் கொண்ட கரைசல்களுடன் NaOH(aq) ஐச் சேர்க்கும்போது விழ்படிவுகள் கிடைக்கும் அதேவேளை அவை மிகையான NaOH(aq) இற் கரைவதில்லை.
(c) KMnO₄, K₂Cr₂O₇ ஆகிய இரண்டும் அமில நிலைமைகளில் H₂O₂ ஐ O₂ வாயுவாக மாற்றும் ஆற்றல் உள்ள இரு வலிமையான ஒட்சியேற்றுங் கருவிகளாகும்.
(d) [CuCl₄]²⁻ இன் IUPAC பெயர் tetrachlorocuprate(II) ion ஆகும்.
31 தொடக்கம் 40 வரையுள்ள வினாக்கள் ஒவ்வொன்றுக்கும் (a),(b),(c),(d) என்னும் நான்கு தெரிவுகள் தரப்பட்டுள்ளன. அவற்றுள் ஒன்று திருத்தமானது அல்லது ஒன்றுக்கு மேற்பட்டவை திருத்தமானவை. (a),(b) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (1) இன் மீதும்; (b),(c) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (2) இன் மீதும்; (c),(d) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (3) இன் மீதும்; (d),(a) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (4) இன் மீதும் -- வேறு தெரிவுகளின் எண்ணோ சேர்மானங்களோ திருத்தமானவையெனில் (5) இன் மீதும் குறிக்குக.
விடை: (4) -- (a), (d) மாத்திரம் சரி (உத்தியோகபூர்வ திட்டத்தின்படி).
(a) சரி -- Cr₂O₃ ஆனது (Al₂O₃ போன்றே) உண்மையிலேயே ஈரியல்பு (amphoteric) படிமாற்று-உலோக ஒட்சைட்டு: இது வன்னமிலங்களில் கரைந்து Cr³⁺ உப்புகளையும், வன்மூலங்களில் கரைந்து குரோமைட்-வகை species ([Cr(OH)₄]⁻/[Cr(OH)₆]³⁻ போன்றவை) யும் தரும் -- எனவே இவ்வெதிர்பார்ப்பு இரசாயனவியல் ரீதியாக நியாயமானது.
(d) சரி -- [CuCl₄]²⁻ இல் நான்கு Cl⁻ இணைப்பிகள் மொத்தமாக −4 ஏற்றத்தைக் கொடுக்கும்; சேர்வை-அயனியின் மொத்த ஏற்றம் −2 ஆக இருக்க, தாமிரம் Cu²⁺ (+2) ஆக இருக்க வேண்டும்; ஒரு குளோரைட்டோ சேர்வையின் IUPAC பெயரில் "chloro" எனும் இணைப்பிப் பெயரும், அனயனிக் சேர்வைக்குரிய -ate விகுதியும் இலத்தீன் அடிச்சொல்லுடன் பயன்படுத்தப்படும், இதனால் tetrachlorocuprate(II) ion என்பது சரியான பெயராகும்.
(b), (c) தொடர்பாக: உத்தியோகபூர்வ திட்டம் இவை இரண்டையும் சரியான பதிலிலிருந்து விலக்குகிறது. வெளிப்படையாகக் கூறுவதானால்: எழுதப்பட்டுள்ளவாறு (b) ஆனது இந்நான்கு அயன்களையும் தனித்தனியாக நோக்கும் வழக்கமான பாடத்திட்ட நடைமுறையுடன் பொருந்துகிறது (Fe²⁺/Fe³⁺/Mn²⁺/Ni²⁺ ஐதரொட்சைட்டுகள் எதுவும் Cr(OH)₃/Al(OH)₃/Zn(OH)₂ போன்று ஈரியல்புடையவை என பொதுவாகக் கற்பிக்கப்படுவதில்லை), மேலும் (c) உம் இரசாயனவியல் ரீதியாக உண்மையான ஒரு கூற்றே (KMnO₄, K₂Cr₂O₇ ஆகிய இரண்டும் அமில நிலைமைகளில் H₂O₂ ஐ O₂ ஆக ஒட்சியேற்றக்கூடிய வலிமையான ஒட்சியேற்றுங் கருவிகளே). எனினும், உத்தியோகபூர்வ திட்டம் இவ்விரண்டையும் இக்குறிப்பிட்ட சேர்மானத்தில் ஏற்கவில்லை, மேலும் மூலப் பாடத்திலிருந்து மாத்திரம் இதற்கான துல்லியமான காரணத்தை உறுதிசெய்ய முடியாது -- எனவே (b) அல்லது (c) ஐ விலக்குவதற்கு ஒரு தவறான இரசாயனவியல் காரணத்தைக் கற்பனை செய்வதைவிட, நேர்மையான நிலைப்பாடு: (a), (d) ஆகியனவே பாதுகாப்பான, உறுதியாகச் சரியான ஜோடி, மேலும் உத்தியோகபூர்வ திட்டத்தால் ஆதரிக்கப்படும் விடை (4) ஆகும்.
115. 🟢 2022/P1/Q36 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
நைத்திரிக் அமிலம் (HNO₃), அதன் உப்புகள் ஆகியன தொடர்பாகப் பின்வரும் எக்கூற்று/கூற்றுகள் சரியானது/சரியானவை?
(a) ஐதான HNO₃, செறிந்த HNO₃ ஆகிய இரண்டும் ஒட்சியேற்றுங் கருவிகளாகத் தொழிற்படும்.
(b) NH₄NO₃ இன் வெப்பப் பிரிகையானது N₂O ஐயும் நீரையும் தருகின்றது.
(c) HNO₃ இன் N-O பிணைப்புகள் யாவும் நீளத்தில் சமனானவை.
(d) வெப்பமாக்கும்போதுகூட காபனானது செறிந்த HNO₃ உடன் தாக்கம் புரிவதில்லை.
31 தொடக்கம் 40 வரையுள்ள வினாக்கள் ஒவ்வொன்றுக்கும் (a),(b),(c),(d) என்னும் நான்கு தெரிவுகள் தரப்பட்டுள்ளன. அவற்றுள் ஒன்று திருத்தமானது அல்லது ஒன்றுக்கு மேற்பட்டவை திருத்தமானவை. (a),(b) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (1) இன் மீதும்; (b),(c) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (2) இன் மீதும்; (c),(d) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (3) இன் மீதும்; (d),(a) ஆகியன மாத்திரம் திருத்தமானவையெனில் (4) இன் மீதும் -- வேறு தெரிவுகளின் எண்ணோ சேர்மானங்களோ திருத்தமானவையெனில் (5) இன் மீதும் குறிக்குக.
விடை: (1) -- (a), (b) மாத்திரம் சரி.
(a) சரி -- ஐதான, செறிந்த நைத்திரிக் அமிலம் இரண்டுமே ஒட்சியேற்றுங் கருவிகளாகத் தொழிற்படும் (பொதுவான பிற அமிலங்களைக் காட்டிலும் HNO₃ ஐ வேறுபடுத்தும் ஒரு சிறப்பியல்பு -- ஏனைய பொதுவான அமிலங்கள் வழமையாக புரோட்டான் கொடையளிப்பாளர்களாக மாத்திரமே தொழிற்படும்); உலோகங்களுடன் தாக்கும்போது செறிந்த HNO₃ NO₂ ஆகவும் ஐதான HNO₃ பொதுவாக NO ஆகவும் ஒடுக்கப்படும், ஆனால் இரண்டுமே உண்மையிலேயே ஒட்சியேற்றுங் கருவிகளே.
(b) சரி -- NH₄NO₃(s) →(வெப்பம்)→ N₂O(g)+2H₂O(g) என்பதே நியம வெப்பப் பிரிகைப் பாதை (இதுவே N₂O -- "சிரிப்பு வாயு" -- தயாரிக்கும் முறையும் ஆகும்).
(c) தவறு -- HNO₃ இன் அமைப்பில் (ஐதரசன் கொண்ட ஒட்சிசனுடன்) ஒரு N-OH ஒற்றைப் பிணைப்பு உள்ளது, இது ஏனைய இரு N-O பிணைப்புகளை விட (இவை resonance-சமான, nitro-வகைப் N=O/N-O பிணைப்புகள், பகுதி இரட்டைப் பிணைப்புத் தன்மை பரவலாகியிருப்பதால் குறுகியவை) தெளிவாக நீளமானது -- எனவே மூன்று N-O பிணைப்புகளும் நீளத்தில் சமனானவை அல்ல.
(d) தவறு -- இது ஒரு பிரபலமான உண்மையான தாக்கம்: தாமிரம் செறிந்த (வெப்பமாக்கப்பட்ட, மிதமான வெப்பநிலையில் கூட) HNO₃ உடன் தீவிரமாகத் தாக்கி, பழுப்பு NO₂ புகைகளையும், நீல Cu²⁺ கரைசலையும், நீரையும் தரும் -- தாமிரம் செறிந்த நைத்திரிக் அமிலத்துடன் தாக்கமற்றது அல்ல; இக்கூற்று இந்த நன்கறியப்பட்ட தாக்கத்தை தலைகீழாக்குகிறது.
எனவே (1).
116. 🟢 2022/P1/Q41 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: குளோரினின் ஒக்சோ அமிலங்களின் அமில வலிமைகளின் குறையும் வரிசை HClO₄>HClO₃>HClO₂>HOCl.
இரண்டாம் கூற்று: குளோரினின் ஒக்சோ அமிலங்களில் உள்ள குளோரின் அணுவின் ஒட்சியேற்ற எண் அதிகரிக்கும்போது ஒக்சோ அமிலத்தின் அமிலத்திறன் அதிகரிக்கின்றது.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம்.
முதலாம் கூற்றின் வரிசை குளோரின் ஒக்சோ அமிலங்களின் அமில வலிமைக்கான நன்கு நிலைநிறுத்தப்பட்ட, சரியான போக்காகும் (சரி). இரண்டாம் கூற்று இதற்கான சரியான அடிப்படைக் காரணத்தைத் தந்து முதலாம் கூற்றை நேரடியாக விளக்குகின்றது: ஒட்சிசன் அணுக்களின் எண்ணிக்கை (இதனால் Cl இன் ஒட்சியேற்ற நிலை: HClO₄ இல் +7, HClO₃ இல் +5, HClO₂ இல் +3, HOCl இல் +1) அதிகரிக்க அதிகரிக்க, இணை மூலம் (ClO₄⁻, ClO₃⁻ போன்றவை) தன் எதிர்மறை ஏற்றத்தை resonance வழியாகப் பரவலாக்க அதிக மின்னெதிர்த்தன்மையுள்ள ஒட்சிசன் அணுக்களைப் பெறுகின்றது, இதனால் இணை மூலம் மேலும் மேலும் உறுதிப்படுத்தப்படுகின்றது -- ஒரு உறுதியான (அதிக resonance-பரவலான) இணை மூலம் என்பது தாய் அமிலம் ஒரு வலிமையான அமிலம் (எளிதாக விகாரமடையும்) என்பதைக் குறிக்கும். இது ஒரு உண்மையான, நேரடி காரணகாரிய விளக்கமாகும்.
எனவே (1).
117. 🟢 2022/P1/Q42 -- உண்மையான தேர்வுக் கேள்வி
முதலாம் கூற்று: H₂S வாயுவானது K₂Cr₂O₇ இன் ஓர் அமிலக் கரைசலுடன் தாக்கம் புரியும்போது மூலகக் கந்தகம் உண்டாகின்றது.
இரண்டாம் கூற்று: அமில ஊடகத்தில் H₂S வாயு ஒரு தாழ்த்தும் கருவியாகத் தொழிற்படலாம்.
(1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம் (2) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கமன்று (3) முதலாம் கூற்று சரி, இரண்டாம் கூற்று தவறு (4) முதலாம் கூற்று தவறு, இரண்டாம் கூற்று சரி (5) இரண்டும் தவறு
விடை: (1) இரண்டும் சரி, இரண்டாம் கூற்று முதலாம் கூற்றுக்குச் சரியான விளக்கம்.
அமிலமாக்கப்பட்ட K₂Cr₂O₇ ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றுங் கருவி (Cr₂O₇²⁻ ஆனது Cr⁶⁺ இலிருந்து Cr³⁺ ஆக ஒடுக்கப்படும்); இவ்வமிலக் கரோமேற்றுக் கரைசலினுள் H₂S வாயுவை அனுப்பும்போது, மூலகக் கந்தகத்தின் வெளிர் மஞ்சள்/கலங்கலான வீழ்படிவு உண்மையிலேயே உண்டாகும் (முதலாம் கூற்று சரி), ஏனெனில் H₂S ஒட்சியேற்றமடைகிறது: S²⁻(H₂S இல்) → S(s) + 2e⁻, இலத்திரன்களை இழந்து -- அதாவது இத்தாக்கத்தில் H₂S தாழ்த்தும் கருவியாகவே தொழிற்படுகிறது (இரண்டாம் கூற்று சரி), இதுவே முதலாம் கூற்றில் அவதானிக்கப்படும் விளைபொருள் (H₂S இலுள்ள சல்பைட்டின் ஒட்சியேற்றப்பட்ட வடிவமான கந்தகம்) ஏன் என்பதை நேரடியாக விளக்குகின்றது.
எனவே (1).
இதே கேள்வித் தொகுதியில் (2(a)) இனங்காணப்பட்ட A=KMnO₄, C=H₂O₂, F=FeSO₄, J=Na₂C₂O₄ ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி: A ஐப் பின்வரும் கரைசல்களுடன் சேர்க்கும்போது நடைபெறும் தாக்கங்களுக்கான சமன்படுத்திய அயனிச் சமன்பாடுகளைத் தருக (பௌதிக நிலைகள் தேவையில்லை):
I. C இன் அமிலமாக்கப்பட்ட ஒரு கரைசல்.
II. நீர்த்த H₂SO₄ உடன் அமிலமாக்கப்பட்ட F இன் ஒரு நீர்க்கரைசல்.
III. J இன் அமிலமாக்கப்பட்ட ஒரு கரைசல்.
2MnO₄⁻+5H₂O₂+6H⁺→2Mn²⁺+5O₂+8H₂O.
II. MnO₄⁻+8H⁺+5e⁻→Mn²⁺+4H₂O; 5(Fe²⁺→Fe³⁺+e⁻).
MnO₄⁻+5Fe²⁺+8H⁺→Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O.
III. 2(MnO₄⁻+8H⁺+5e⁻→Mn²⁺+4H₂O); 5(C₂O₄²⁻→2CO₂+2e⁻).
2MnO₄⁻+5C₂O₄²⁻+16H⁺→2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O.
(குறிப்பு: முழுமையான சமன்பாடு ஒவ்வொன்றுக்கும் 6 புள்ளிகள்; அரைத்தாக்கம் மாத்திரம் தந்தால் 2 புள்ளிகள்.)