Thermal decomposition and oxidising acids Tamil revision study sheet in plain-language paragraphs: the carbonate and nitrate decomposition pattern for Group 1 and Group 2 salts explained by cation polarising power, why concentrated nitric acid and concentrated sulfuric acid attack even unreactive metals and non-metals as oxidising acids, how dilution controls the depth of nitrogen reduction, and the passivation of aluminium by its own oxide layer.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 6 · குறு குறிப்பு (6இ)

🧠 மனப்படம்
🔥
வெப்பப் பகுப்பாய்வும் ஒட்சியேற்றும் அமிலங்களும்
Thermal Decomposition & Oxidising Acids

1 கார்பனேட்/நைத்திரேட் வெப்பப்பிரிகை — கற்றயனின் விளைவு

கூட்டம் 1 இன் நைத்திரேற்றுகளில் லிதியம் மட்டும் மற்ற உலோகங்களிலிருந்து வேறுபடுகின்றது: LiNO₃ வெப்பப்பிரிகையடைந்து ஒட்சைட்டையும் NO₂ ஐயும் O₂ ஐயும் தருகின்றது; ஆனால் NaNO₃, KNO₃ ஆகியன நைத்திரைற்றில் (MNO₂) நின்றுவிடுகின்றன, ஒட்சைட்டைத் தருவதில்லை. இதே போல Li₂CO₃ மட்டுமே பிரிகையடைந்து Li₂O ஐயும் CO₂ ஐயும் தருகின்றது; Na₂CO₃, K₂CO₃ வெப்பவுறுதியானவை, பிரிகைக்கு முன்பே உருகுகின்றன. கூட்டம் 2 இல் இப்போக்கு தலைகீழாக நிற்கின்றது — எல்லாக் காரமண் உலோக காபனேற்றுகளும் பிரிகையடைகின்றன, ஆனால் அவற்றின் பிரிகை வெப்பநிலை கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கி அதிகரிக்கின்றது (MgCO₃≈540°C < CaCO₃ < SrCO₃ < BaCO₃≈1360°C).

4LiNO₃ → 2Li₂O + 4NO₂ + O₂  ·  2NaNO₃ → 2NaNO₂ + O₂
Li₂CO₃ → Li₂O + CO₂  ·  MCO₃(கூட்டம் 2) → MO + CO₂

இப்போக்கின் பின்னணியில் உள்ள பொதுவான தத்துவம் ஒன்றே: சிறிய, அதிக ஏற்ற-அடர்த்தி கொண்ட கற்றயன் (Li⁺ கூட்டம் 1 இல்; Mg²⁺ கூட்டம் 2 இல்) அண்டையிலுள்ள பெரிய அனயனை வலுவாக முனைவாக்கி அதன் பிணைப்புகளைப் பலவீனப்படுத்துகின்றது — இதனால் உப்பு இலகுவாகப் பிரிகையடைகின்றது. கூட்டத்தில் கீழ்நோக்கிக் கற்றயன் பெரிதாக முனைவாக்கும் வலு குறைவதால் வெப்பவுறுதி அதிகரிக்கின்றது.

2 கற்றயன் முனைவாக்கும் வலு — Fajans் தர்க்கம்

ஒரு சிறிய கற்றயன் அதன் உயர் ஏற்ற அடர்த்தியால் அண்டையிலுள்ள பெரிய, மென்மையான அனயனின் (CO₃²⁻ போன்ற) இலத்திரன் மேகத்தை இழுத்து சிதைக்கின்றது; இதனால் அனயனுக்குள்ளேயே பிணைப்பு பலவீனமடைந்து, வெப்பமேற்றும்போது அது இலகுவாக CO₂ ஆக வெளியேறுகின்றது. இதற்கு மாறாக ஒரு பெரிய கற்றயன் குறைந்த ஏற்ற அடர்த்தியுடையது; அது அனயனை அதிகம் சிதைக்காததால், அனயனின் கட்டமைப்பு உறுதியாக நிலைத்திருந்து பிரிகைக்கு அதிக வெப்பநிலை தேவைப்படுகின்றது.

நினைவில் வைக்க
சிறிய கற்றயன் → அதிக முனைவாக்கும் வலு → எளிதில் பிரிகை → குறைந்த வெப்பவுறுதி. இதே தர்க்கமே கூட்டம் 1 நைத்திரேற்று/காபனேற்று விதிவிலக்குகளுக்கும் கூட்டம் 2 இன் கீழ்நோக்கிய உறுதி அதிகரிப்புக்கும் பொருந்துகின்றது.

3 செறிந்த நைத்திரிக் அமிலம் — ஒரு ஒட்சியேற்றும் அமிலம்

நைத்திரிக் அமிலம் (HNO₃) ஒரு வன்னமிலமாக மட்டுமன்றி, ஒரு வலிமையான ஒட்சியேற்றும் அமிலமாகவும் தொழிற்படுகின்றது — இதுவே அதன் தனித்துவமான இயல்பு. இதனால் உலோகங்களுடன் தாக்கும்போது ஐதரசன் வாயு வெளிவருவதில்லை; பதிலாக நைதரசனின் ஒட்சைட்டுகளே விளைவுகளாக உருவாகின்றன. இக்காரணத்தால்தான் செம்பு போன்ற, ஐதரசனை விடக் குறைந்த வினைத்திறன் கொண்ட (reactivity series இல் கீழுள்ள) உலோகங்களும் HNO₃ உடன் தாக்கமடைகின்றன — இது வழக்கமான அமில-உலோக தாக்கத்தில் நடக்காத ஒன்று.

HNO₃ காபன் (C), கந்தகம் (S) போன்ற அல்லுலோகங்களையும் ஒட்சியேற்றக் கூடியது; செறிந்த HNO₃ காபனை CO₂ ஆகவும் கந்தகத்தை கந்தக அமிலமாகவும் ஒட்சியேற்றுகின்றது.

C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O
S + 6HNO₃ → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

4 நீர்த்தலின் ஆழம் — எந்த ஒட்சைட்டு கிடைக்கும்?

HNO₃ உலோகங்களுடன் தாக்கும்போது எந்த நைதரசன் ஒட்சைட்டு விளைவாக உருவாகின்றது என்பது அமிலத்தின் செறிவைப் பொறுத்தது. ஐதான HNO₃ குறைவாக ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு முதன்மையாக நைதரசன் மோனொட்சைட்டை (NO, N: +5→+2) தருகின்றது; செறிந்த HNO₃ அதிகமாக ஒட்சிஇறக்கப்பட்டு நைதரசனீர் ஒட்சைட்டை (NO₂, N: +5→+4) தருகின்றது.

ஐதான: 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O  (நிறமற்ற NO)
செறிந்த: Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O  (பழுப்பு NO₂)
பொதுவான தவறு
"செறிந்த அமிலமே எப்போதும் அதிக ஒட்சியேற்றி" என நினைப்பது தவறு — இங்கு நேர்மாறு நடக்கின்றது: ஐதான HNO₃ நைதரசனை ஆழமாகவே தாழ்த்துகின்றது (+2 வரை), செறிந்தது குறைவாகவே தாழ்த்துகின்றது (+4 வரை மட்டும்).

5 செறிந்த சல்பூரிக் அமிலம் — இரட்டைப் பாத்திரம்

செறிந்த சல்பூரிக் அமிலம் (H₂SO₄) இரண்டு வேறுபட்ட வேதியியல் பணிகளைச் செய்கின்றது. முதலாவதாக, இது ஒரு வலிமையான நீர் அகற்றும் கருவி (dehydrating agent) — சீனியிலிருந்து (சுக்குரோஸ்) நீரை இழுத்து எடுத்து கரிமத்தை (carbon) மட்டும் எஞ்சச் செய்யும் நிகழ்ச்சி இதன் நேரடி ஆதாரம். இரண்டாவதாக, சூடான செறிந்த H₂SO₄ ஒரு ஒட்சியேற்றியாகவும் செயற்பட்டு, S இன் ஒட்சியேற்ற நிலையை +6 இலிருந்து +4 ஆகத் (SO₂) தாழ்த்திக்கொண்டு, செம்பு போன்ற குறைந்த வினைத்திறன் உலோகங்களையும் காபன் போன்ற அல்லுலோகங்களையும் ஒட்சியேற்றுகின்றது.

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O
Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
பொதுவான தவறு
செறி H₂SO₄ இன் இரு பணிகளைக் குழப்பாதீர் — சீனியிலிருந்து நீரை அகற்றுவது நீர் அகற்றும் இயல்பு; உலோகங்களுடன் SO₂ தருவது தனி ஒட்சியேற்றும் இயல்பு.

6 இடைநிறுத்தம் (Passivation)

அலுமினியம் புவியோட்டில் மிகுதியாகக் காணப்படும் மூலகமாக இருந்தும் வளியில் தாக்கமற்றதுபோலத் தோன்றுவதற்குக் காரணம், அதன் வெளிப்பரப்பில் உடனடியாக உருவாகும் ஒரு மெல்லிய, ஊடுபுகவிடாத Al₂O₃ படையாகும். இப்படை உள்ளேயுள்ள உலோகத்தை மேலும் ஒட்சிசனுடன் தாக்கமடைவதிலிருந்து பாதுகாக்கின்றது — இந்நிகழ்வே இடைநிறுத்தம் (passivation) எனப்படுகின்றது. இதே கோட்பாட்டின்படி, குளிர் செறிந்த நைத்திரிக் அமிலத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது அலுமினியம், குரோமியம், இரும்பு போன்ற உலோகங்களின் மேற்பரப்பிலும் இதேபோன்ற ஓர் ஒட்சைட்டு அடுக்கு உடனடியாக உருவாகி, உலோகம் மேலும் அமிலத்துடன் தாக்கமடைவதைத் தடுக்கின்றது. இதனாலேயே செறிந்த நைத்திரிக் அமிலத்தை அலுமினியம் அல்லது எஃகுத் தொட்டிகளில் பாதுகாப்பாகக் கொண்டுசெல்ல முடிகின்றது.

learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 6 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc