The enthalpy family Tamil revision study sheet in plain-language paragraphs: the full set of standard enthalpy changes grouped by sign, atomisation and average bond enthalpy with the bromine and iodine exception, the fusion-vaporisation-sublimation phase-change set and their exothermic reverses, lattice enthalpy and hydration enthalpy, solution enthalpy and precipitation as a Hess's Law triangle, and neutralisation enthalpy for strong versus weak acids and bases.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 5 · குறு குறிப்பு (5ஆ)

🧠 மனப்படம்
🧬
வெப்பமாற்றக் குடும்பம்
The Enthalpy Family

1 நியம வெப்ப உள்ளுறை மாற்றங்களின் முழுக் குடும்பம்

ΔH°f (தோன்றல்), ΔH°c (தகனம்) ஆகிய இரண்டையும் தாண்டி NIE பாடநூல் இன்னும் பல வகையான நியம வெப்ப உள்ளுறை மாற்றங்களைப் பட்டியலிடுகின்றது — பதங்கமாதல், ஆவியாதல், உருகுதல் (நிலைமாற்றங்கள்), அணுவாதல், அயனாக்கல், இலத்திரனேற்றல், சாலகம், நீரேற்றம், கரைசலாதல் என்பன. இவை ஒவ்வொன்றும் ஒரு மூலுக்கு (per mole), 298.15 K வெப்பநிலையிலும் 1 bar அமுக்கத்திலும் வரையறுக்கப்படுகின்றன.

இக்குடும்பத்தை அவற்றின் குறியீட்டு வகைப்பாட்டின்படி மூன்றாகப் பிரிக்கலாம். எப்போதும் அகவெப்பமானவை (+): பதங்கமாதல், ஆவியாதல், உருகுதல், அணுவாதல், அயனாக்கல், சாலகப் பிரிகை — இவை அனைத்திலும் பிணைப்புகளோ அல்லது சாலகமோ உடைக்கப்படுகின்றன அல்லது ஒரு நிலைமாற்றத்திற்குச் சக்தி தேவைப்படுகின்றது. பெரும்பாலும் புறவெப்பமானவை (−): தகனம், நடுநிலையாக்கல், நீரேற்றம், இலத்திரனேற்றல் — இவற்றில் புதிய பிணைப்புகள் உருவாகின்றன அல்லது அயன்கள் கவரப்படுகின்றன. குறி மாறக்கூடியவை (+/−): தோன்றல், கரைசலாதல் — இவை போட்டியிடும் சக்திக் கூறுகளின் சமநிலையைப் பொறுத்தவை.

2 அணுவாதல் மற்றும் சராசரிப் பிணைப்பு வெப்பவுள்ளுறை

நியம அணுவாதல் வெப்ப உள்ளுறை மாற்றம் (ΔH°at) — நியம நிலையில் உள்ள ஒரு மூலகத்திலிருந்து ஒரு மூல் வாயு நிலை அணுக்கள் உருவாகும்போது ஏற்படும் மாற்றம்; இது எப்போதும் அகவெப்பம். H₂, Cl₂, O₂, N₂ போன்ற ஏற்கனவே வாயு நிலையிலுள்ள இருஅணு மூலகங்களுக்கு அணுவாதல் என்பது நேரடியாகப் பிணைப்புப் பிரிகையே. ஆனால் Br₂, I₂ போன்றவை நியம நிலையில் திரவமாகவோ (Br₂) திண்மமாகவோ (I₂) இருப்பதால், அவற்றின் அணுவாதலில் முதலில் ஆவியாதல்/பதங்கமாதல் நிகழ்ந்த பின்னரே பிணைப்புப் பிரிகை நடைபெறுகின்றது — எனவே ½I₂(s) → I(g) என்பது "½ மூல் அணுவிற்கு" என்ற விதிப்படி பதங்கமாதலையும் பிணைப்புப் பிரிகையையும் இணைத்த ஒரு மாற்றமாகும்.

ஒரு பிணைப்பை உடைக்கச் சக்தி வழங்கப்பட வேண்டும் என்பதால் பிணைப்புப் பிரிகை வெப்பவுள்ளுறை எப்போதும் நேர்ப் பெறுமானம். ஒரே வகைப் பிணைப்பாக இருந்தாலும் அது அமைந்த மூலக்கூற்றுச் சூழலைப் பொறுத்து பெறுமானம் சிறிது மாறுவதால், நடைமுறையில் சராசரிப் பிணைப்பு வெப்பவுள்ளுறை (average bond enthalpy) பயன்படுத்தப்படுகின்றது.

ΔH(தாக்கம்) = Σ(உடைக்கப்பட்ட பிணைப்புகள்) − Σ(உருவான பிணைப்புகள்)
குறியீட்டு வரிசையைக் குழப்பாதீர்
பிணைப்பு வெப்பவுள்ளுறை முறையில் வரிசை உடைந்தவை − உருவானவை; ஆனால் ஹெஸ்ஸின் விதி முறையில் வரிசை விளைவுகள் − தாக்கிகள் — இது நேர்மாறானது. இதைக் குழப்புவது மிகப் பொதுவான தேர்வுத் தவறு.

3 நிலைமாற்றக் குடும்பம் — உருகல், ஆவியாதல், பதங்கமாதல்

ஒரு பொருள் திண்மத்திலிருந்து திரவத்திற்கு (உருகல், ΔH°fus), திரவத்திலிருந்து வாயுவிற்கு (ஆவியாதல், ΔH°vap), அல்லது திண்மத்திலிருந்து நேரடியாக வாயுவிற்கு (பதங்கமாதல், ΔH°sub) மாறும்போது ஒவ்வொரு நிலைமாற்றமும் சக்தியை உறிஞ்சுகின்றது — மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான ஈர்ப்பு விசைகளை மேற்கொள்ள சக்தி தேவைப்படுவதால் இவை மூன்றுமே எப்போதும் அகவெப்பமானவை (+ve).

H ஒரு நிலைத் தொழிற்பாடாக இருப்பதால், ஹெஸ்ஸின் விதிப்படி ஒரு திசையின் ΔH, எதிர்த் திசையின் ΔH இற்குச் சரியாக எதிர்க்குறியுடையது. ஆகவே ஒடுங்கல் (condensation, வாயு→திரவம்) மற்றும் உறைதல் (freezing, திரவம்→திண்மம்) ஆகிய தலைகீழ் மாற்றங்கள் இரண்டுமே எப்போதும் புறவெப்பமானவை (−ve), அதே எண்ணளவில்.

திசைபெயர்குறி
திண்மம் → திரவம்உருகல் (fusion)+ve
திரவம் → திண்மம்உறைதல் (freezing)−ve
திரவம் → வாயுஆவியாதல் (vaporisation)+ve
வாயு → திரவம்ஒடுங்கல் (condensation)−ve

ஐதரசன் பிணைப்புள்ள பொருட்களுக்கு (எ.கா. நீர்) ΔH°vap அசாதாரணமாக அதிகமாக இருக்கும் — ஏனெனில் மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான வலுவான ஈர்ப்பு விசைகளை மேற்கொள்ள கூடுதல் சக்தி தேவைப்படுகின்றது.

4 சாலக வெப்பவுள்ளுறையும் நீரேற்ற வெப்பவுள்ளுறையும்

சாலக வெப்பவுள்ளுறை (ΔH°latt) — ஒரு மூல் திண்ம அயனிகச் சேர்வை, அதன் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட வாயு நிலை அயன்களாகப் பிரியும்போது ஏற்படும் மாற்றம். உறுதியாகப் பிணைந்துள்ள எதிரெதிர் அயன்களை வேறாக்க சக்தி தேவைப்படுவதால் இது எப்போதும் நேர்ப் பெறுமானம் (அதிக ஏற்றம் மற்றும் சிறிய அயன ஆரை உள்ள சேர்வைகளுக்கு இப்பெறுமானம் இன்னும் அதிகமாகும்).

நீரேற்ற வெப்பவுள்ளுறை (ΔH°hyd) — ஒரு மூல் வாயு நிலை அயன் நீரில் கரைந்து நீரேற்றப்பட்ட அயனாக மாறும்போது ஏற்படும் மாற்றம். இங்கு அயனுக்கும் நீர் மூலக்கூறுகளின் இருமுனைவுக்கும் (dipole) இடையிலான ஈர்ப்பினால் சக்தி வெளியிடப்படுவதால் இது எப்போதும் மறைப் பெறுமானம் (−ve).

5 கரைசலாதலும் வீழ்படிதலும்

ஓர் அயனிகச் சேர்வையை நீரில் கரைத்தலின் கரைசலாதல் வெப்பவுள்ளுறை (ΔH°sol), இரண்டு எதிரெதிர் செயல்முறைகளின் சமநிலையாக அமைகின்றது — சாலகத்தைச் சிதைக்கும் சக்தி (ΔH°latt, அகவெப்பம்) மற்றும் அயன்களை நீரேற்றும்போது வெளிவிடப்படும் சக்தி (ΔH°hyd, புறவெப்பம்). இது ஹெஸ்ஸின் விதி முக்கோணமாக எழுதப்படும்.

ΔH°sol = ΔH°latt(சிதைவு, +ve) + ΔH°hyd (−ve)

வீழ்படிதல் (precipitation) என்பது கரைசலாதலின் நேர்மாறு — நீரேற்றப்பட்ட அயன்கள் மீண்டும் ஒன்றிணைந்து ஒரு திண்மப் படிகத்தை உருவாக்குதல். ஹெஸ்ஸின் விதிப்படி இது கரைசலாதலுக்கு எதிர்க் குறியுடையது; ஒரு நிலைப்பான படிகம் உருவாகும்போது சக்தி வெளியிடப்படுவதால் வீழ்படிதல் எப்போதும் புறவெப்பம் (−ve).

6 நடுநிலையாக்கல் வெப்ப உள்ளுறை மாற்றம்

நியம நடுநிலையாக்கல் வெப்ப உள்ளுறை மாற்றம் (ΔH°neut) — நீர்க்கரைசலில் உள்ள ஒரு மூல் H⁺ அயன்கள், ஒரு மூல் OH⁻ அயன்களுடன் தாக்கமடைந்து ஒரு மூல் திரவ நீரை உருவாக்கும்போது ஏற்படும் மாற்றம். ஒரு வலு அமிலமும் ஒரு வலு காரமும் தாக்கும்போது, இரண்டுமே கரைசலில் முழுமையாக அயனாக்கமடைந்திருப்பதால், நிகர அயனிச் சமன்பாடு எப்போதும் ஒன்றே — H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l) — எனவே ΔH°neut அனைத்து வலு அமில-காரச் சோடிகளுக்கும் ஏறத்தாழ ஒரே பெறுமானமாக (−57 kJ mol⁻¹ அளவில்) இருக்கும்.

ஓர் அமிலமோ காரமோ பலவீனமாக இருந்தால் (எ.கா. CH₃COOH, NH₃) அளக்கப்படும் ΔH°neut இதைவிடச் சற்றுக் குறைவாகவே இருக்கும் — ஏனெனில் நடுநிலையாக்கலின் ஒரு பகுதி சக்தி, பலவீன மின்பகுளியை முழுமையாக அயனாக்குவதற்கே செலவாகி விடுகின்றது.

H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)   ΔH°neut ≈ −57 kJ mol⁻¹ (வலு அமிலம் + வலு காரம்)
learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 5 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc