Reaction rate fundamentals Tamil revision study sheet in plain-language paragraphs: the difference between thermodynamics (can a reaction happen) and chemical kinetics (how fast does it happen), the definition of reaction rate as change in concentration per unit time with units mol dm-3 s-1, writing one shared rate expression using stoichiometric coefficients, reading instantaneous and initial rate from the gradient of a tangent on a concentration-time graph, and six real laboratory techniques for measuring reaction rate experimentally.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 11 · குறு குறிப்பு (11அ)

🧠 மனப்படம்
⏱️
தாக்க வீதம் — அடிப்படைகள்
Reaction Rate — The Fundamentals

1 இயக்கவியல் vs வெப்ப இயக்கவியல் — இரண்டு வேறுபட்ட வினாக்கள்

ஒரு தாக்கத்தைப் பற்றி நாம் இரண்டு வெவ்வேறு கேள்விகளைக் கேட்கலாம். முதலாவது, "இந்தத் தாக்கம் நிகழ முடியுமா?" என்பது — இதற்கு விடையளிப்பது வெப்ப இயக்கவியல் (Thermodynamics); ΔG எதிர்க் குறியீட்டுடன் இருந்தால் தாக்கம் தன்னிச்சையாக நிகழக்கூடியது என்பது அதன் விடை. இரண்டாவது, "அது எவ்வளவு விரைவாக நிகழும்?" என்பது — இதற்கு வெப்ப இயக்கவியலால் பதில் சொல்ல முடியாது; இந்த வேகத்தையும் அதைப் பாதிக்கும் காரணிகளையும் படிப்பதே இரசாயன இயக்கவியல் (Chemical Kinetics).

ஒரு தாக்கம் தன்னிச்சையானது என்பதும், அது வேகமாக நிகழும் என்பதும் ஒன்றல்ல. வைரம் கிராபைட்டாக மாறும் தாக்கம் வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியில் தன்னிச்சையானதுதான் — ஆனால் அது நிகழ மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகும், ஏனெனில் அத்தாக்கம் ஒரு பாரிய ஏவற்சக்தித் தடையைத் தாண்ட வேண்டும். எனவே ஒரு தாக்கம் நடைமுறையில் பயன்படக்கூடிய நேரத்தில் முடிய வேண்டுமெனில், அது வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியிலும் இரசாயன இயக்கவியல் ரீதியிலும் சாதகமாக இருக்க வேண்டும்.

நினைவில் வைக்க
வெப்ப இயக்கவியல் = "நிகழுமா?" (திசையையும் சாத்தியத்தையும் மட்டும் சொல்லும்). இயக்கவியல் = "எவ்வளவு வேகமாக?" (வேகத்தையும் பாதையையும் சொல்லும்). ஒன்று மற்றதைப் பற்றி எதுவும் சொல்லாது.

2 தாக்க வீதம் என்றால் என்ன?

ஒரு தாக்கம் நடக்கும்போது தாக்கிகள் படிப்படியாகச் செலவாகி, விளைவுகள் படிப்படியாக உருவாகின்றன. இந்த மாற்றத்தின் வேகத்தை அளவிடுவதே தாக்க வீதம் — அதாவது, ஒரு அலகு நேரத்தில் ஒரு தாக்கியின் அல்லது விளைவின் செறிவில் ஏற்படும் மாற்றம். தாக்கியின் செறிவு காலத்துடன் குறைவதால் அதன் மீதான வீதக் கணக்கு இயற்கையாகவே ஒரு மறை எண்ணைத் தரும்; ஆனால் வீதம் எப்போதும் நேர்ப் பெறுமானமாகவே அளிக்கப்படுவதால் அந்த மறைக்குறி நேராக்கப்படுகின்றது.

தாக்க வீதத்தின் அலகு mol dm⁻³ s⁻¹ (கரைசலில் நடக்கும் தாக்கங்களுக்கு) — ஒரு நொடிக்கு ஒரு லிட்டரில் எத்தனை மூல் செறிவு மாறுகின்றது என்பதைக் குறிக்கும். வாயு நிலைத் தாக்கங்களில் செறிவுக்குப் பதிலாக பகுதி அமுக்கத்தைப் பயன்படுத்தினால், அலகு atm s⁻¹ அல்லது Pa s⁻¹ ஆக மாறும்.

தாக்க வீதம் = (செறிவில் ஏற்படும் மாற்றம்) ÷ (அதற்கு எடுத்த நேரம்)  ·  அலகு: mol dm⁻³ s⁻¹

3 பீசமானக் குணகங்களைப் பயன்படுத்தி ஒரே வீதத்தை எழுதுதல்

aA + bB → cC + dD என்னும் தாக்கத்தில், a மூல் A செலவாகும் அதே நேரத்தில் c மூல் C உருவாகும் — a இற்கும் c இற்கும் மதிப்பு வேறுபட்டால், A செலவாகும் வேகமும் C உருவாகும் வேகமும் எண்ணளவில் வேறுபடும். அனைத்து இனங்களுக்கும் ஒரே ஒரு பொதுத் தாக்க வீதத்தைப் பெற, ஒவ்வொரு இனத்தின் செறிவு மாற்ற வீதத்தையும் அதன் சொந்த பீசமானக் குணகத்தால் வகுக்கிறோம். தாக்கிகளுக்கு (குறையும் செறிவு) மறைக்குறியும், விளைவுகளுக்கு (அதிகரிக்கும் செறிவு) நேர்க்குறியும் தரப்படும்.

Rate = −(1/a)·d[A]/dt = −(1/b)·d[B]/dt = +(1/c)·d[C]/dt = +(1/d)·d[D]/dt
உதாரணம்
2H₂O₂(aq) → 2H₂O(l) + O₂(g) இல் Rate = −(1/2)d[H₂O₂]/dt = +(1/2)d[H₂O]/dt = +d[O₂]/dt. மூன்று இனங்களில் எதைக் கொண்டு கணித்தாலும் ஒரே வீதப் பெறுமானமே கிடைக்கும்.

4 செறிவு–நேர வரைபும் உடனடி வீதமும்

தாக்கியின் செறிவை y-அச்சிலும் நேரத்தை x-அச்சிலும் இட்டு வரைந்தால் கிடைப்பது ஒரு வளைந்த கோடு, நேர்கோடு அல்ல — ஏனெனில் தாக்க வீதம் தாக்கம் நடக்கும்போதே தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டிருக்கும். ஒரு குறிப்பிட்ட கணத்தில் தாக்க வீதம் என்பது, அந்தக் கணத்தில் வளையிக்கு வரையப்படும் தொடலியின் சாய்வு (gradient of the tangent). தாக்கத்தின் தொடக்கத்தில் செறிவு உயர்வாக இருப்பதால் வளையி செங்குத்தாகவும் வீதம் அதிகமாகவும் இருக்கும்; தாக்கம் முன்னேற முன்னேற தாக்கி செலவாகி வளையி தட்டையாகி வீதம் குறையும்.

தொடக்க வீதம் (initial rate) என்பது t = 0 இல் — அதாவது தாக்கம் தொடங்கும் கணத்தில் — வரையப்படும் தொடலியின் சாய்வு. இது வெவ்வேறு தாக்கங்களை அல்லது வெவ்வேறு நிபந்தனைகளை ஒப்பிடப் பயன்படும் மிக முக்கியமான பெறுமானம்.

பொதுவான தவறு
செறிவு–நேர வரைபு நேர்க்கோடு என நினைத்து, சராசரி சாய்வை (இறுதிப்புள்ளி−தொடக்கப்புள்ளி) ஒரு குறிப்பிட்ட கணத்தின் வீதமாகக் குழப்பிக் கொள்ளாதீர். உடனடி வீதம் எப்போதும் அந்தக் கணத்தின் தொடலியின் சாய்வே.

5 தாக்க வீதத்தைத் துணியும் பரிசோதனை முறைகள்

தாக்க வீதத்தைத் துணிய, தாக்கத்தின்போது காலத்துடன் மாறும் ஒரு பௌதிக இயல்பைத் தொடர்ந்து அளக்க வேண்டும். ஆய்வுகூடத்தில் பயன்படும் ஆறு முறைகள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.

முறைஅளக்கப்படுவதுபொருத்தமான தாக்கம்
வாயுக் கனவளவுவெளியேறும் வாயுவின் கனவளவுCaCO₃ + HCl → CO₂ வெளியேற்றம்
திணிவின் இழப்புதாக்கக் கலவையின் மொத்தத் திணிவுகனமான வாயு (CO₂) வெளியேறும் தாக்கங்கள்
நிறமானியியல்நிறச் செறிவு / ஒளி உறிஞ்சல்I₂, MnO₄⁻ போன்ற நிறமுடைய இனம் உள்ள தாக்கம்
மின் கடத்துத்திறன்கரைசலின் கடத்துத்திறன்அயன் எண்/வகை மாறும் தாக்கம்
அமுக்க மாற்றம்மூடிய பாத்திரத்தின் மொத்த அமுக்கம்மூல் எண் மாறும் வாயு நிலைத் தாக்கம்
மாதிரி + தரம்படுத்தல்தணிக்கப்பட்ட மாதிரியின் செறிவுஎஸ்தர் நீர்ப்பகுப்பு போன்ற மெதுத் தாக்கம்

கடைசி முறையில், மாதிரி எடுத்த உடனேயே அதன் தாக்கத்தை தணிக்க (குளிர்வித்தல் அல்லது நீர்த்தாக்கல் மூலம் திடீரென நிறுத்துதல்) வேண்டும் — இல்லையெனில் தரம்படுத்தலுக்கு ஆகும் நேரத்திலும் தாக்கம் தொடர்ந்து, முடிவு தவறாகிவிடும்.

learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 11 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc