Qualitative analysis Tamil revision study sheet in plain-language paragraphs: the selective precipitation principle behind the classical six-group cation separation scheme, the common-ion effect explaining why Group II and Group IV sulfides precipitate under different conditions, why dilute hydrochloric acid alone is used for Group I, the carbonate and magnesium groups, and confirmatory anion tests including the sulfate, sulfide, carbonate and brown-ring nitrate tests.

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

🧠 மனப்படம்
🔬
பண்பறிப் பகுப்பாய்வு
Qualitative Analysis

1 தேர்வு வீழ்படிவுத் தத்துவமும் பகுப்பாய்வு ஓட்டமும்

தெரியாத ஓர் உப்புக் கரைசலில் உள்ள கற்றயனை (cation) அடையாளம் காண, AL செய்முறையில் தேர்வு வீழ்படிவு தத்துவம் (selective precipitation principle) பயன்படுத்தப்படுகின்றது. கரைசலுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட வினைபடுபொருள் (group reagent) தொடர்ச்சியாகச் சேர்க்கப்படுகின்றது; ஒவ்வொரு படியிலும் அந்தக் குழுவுக்கே உரிய கற்றயன்கள் மட்டும் வீழ்படிவாக்கப்பட்டு, எஞ்சிய கரைசல் (filtrate) மட்டும் அடுத்த படிக்கு எடுத்துச் செல்லப்படுகின்றது. இவ்வாறு ஆறு குழுக்களாகவும், இறுதியில் கரையக்கூடிய குழுவாகவும் (Na⁺, K⁺, NH₄⁺) கற்றயன்கள் படிப்படியாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன.

I (நீர்த்த HCl) → II (அமிலத்தில் H₂S) → III (NH₄Cl + NH₄OH) → IV (NH₃ இல் H₂S) → V ((NH₄)₂CO₃) → VI (Na₂HPO₄) → 0 (எஞ்சியவை: Na⁺, K⁺, NH₄⁺)

2 குழு I, II — ஏன் HCl மட்டும், ஏன் அமிலத்தில் H₂S

குழு I (Ag⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺) நீர்த்த குளிர் HCl சேர்க்கும்போது மட்டுமே வீழ்படிகின்றது — ஏனெனில் AgCl, Hg₂Cl₂, PbCl₂ மட்டும் நீரில் கரையாத குளோரைட்டுகள். PbCl₂ ஓரளவே கரையக்கூடியது என்பதால் சரியான Cl⁻ செறிவு தேவை; NaCl அல்லது KCl பயன்படுத்தினால் பிற்பட்ட குழுக்களில் புதிய கற்றயன்கள் கலந்து குழப்பம் ஏற்படும். PbCl₂ வெண்ணிறமானது, சூடான நீரில் கரைந்துவிடும்; AgCl NH₃ இல் கரையும் ([Ag(NH₃)₂]⁺); Hg₂Cl₂ NH₃ உடன் கருப்பு நிறமாகும்.

குழு II (Hg²⁺, Cu²⁺, Bi³⁺, Cd²⁺, As³⁺, Sn²⁺/⁴⁺, Sb³⁺) நீர்த்த HCl + H₂S இல் வீழ்படிகின்றது — இக்கற்றயன்களின் சல்பைட்டுகள் மிகக் குறைந்த Ksp கொண்டவை என்பதால் அமிலச் சூழலிலும் வீழ்படியும் அளவுக்கு போதிய S²⁻ கிடைக்கின்றது. நிறங்கள் பலவகைப்படும்: HgS கருப்பு, CuS கருப்பு (NH₃ மிகையில் ராயல் நீலம்), CdS பளபளக்கும் மஞ்சள், As₂S₃ மஞ்சள், Sb₂S₃ ஆரஞ்சு-சிவப்பு.

3 Common-Ion Effect — குழு III, IV வேறுபாடு

குழு III (Cr³⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺) NH₄Cl + NH₄OH இல் ஐதரொட்சைட்டாக வீழ்படிகின்றது. இங்கு NH₄Cl இன் பங்கு முக்கியமானது: NH₄⁺ ஆனது common-ion விளைவால் [OH⁻] செறிவைக் குறைக்கின்றது, இதனால் மிகக் குறைந்த Ksp கொண்ட குழு III ஐதரொட்சைட்டுகள் மட்டும் வீழ்படிகின்றன — Cr(OH)₃ பச்சை (amphoteric, NaOH மிகையில் [Cr(OH)₄]⁻ ஆகக் கரையும்), Al(OH)₃ வெண்மை ஜெல்லி (amphoteric), Fe(OH)₃ சிவப்பு-பழுப்பு, Fe(OH)₂ அழுக்கு பச்சை (காற்றில் பழுப்பாக ஒட்சியேற்றமடையும்).

குழு IV (Co²⁺, Ni²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺) NH₃ சூழலில் H₂S சேர்க்கப்படும்போது வீழ்படிகின்றது. இங்கு NH₃ ஆனது H⁺ ஐ நடுநிலையாக்குவதால் [S²⁻] செறிவு அதிகமாகி, மிதமான Ksp கொண்ட குழு IV சல்பைட்டுகளும் இப்போது வீழ்படிய முடிகின்றது — இதே கற்றயன்கள் குழு II இன் அமிலச் சூழலில் வீழ்படியாமல் இருந்தவை. CoS, NiS, MnS கருப்பு/இளஞ்சிவப்பு நிறங்களில் அமையும்போது ZnS மட்டும் பளபளக்கும் வெண்மையாக இருந்து ஏனையவற்றிலிருந்து வேறுபடுகின்றது.

பொதுவான தவறு
குழு II இல் HCl (அமிலம்) [S²⁻] ஐக் குறைக்கின்றது → கடும் கரையாத சல்பைட்டுகள் மட்டும் வீழ்படியும். குழு IV இல் NH₄OH (காரம்) [S²⁻] ஐ அதிகரிக்கின்றது → மிதமான சல்பைட்டுகளும் வீழ்படியும். இவ்விரு எதிர்ச் செயற்பாடுகளையும் மாற்றிக் குழப்பிக்கொள்ளக் கூடாது.

4 குழு V, VI, 0 — கார்பனேட், மக்னீசியம், கரையக்கூடியவை

குழு V (Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺) — காரமண் உலோகங்கள் (NH₄)₂CO₃ இல் வெண்ணிற கார்பனேற்றுகளாக வீழ்படிகின்றன; வண்ணத்தால் இவற்றை வேறுபடுத்த முடியாது என்பதால் சுவாலைச் சோதனை பயன்படுகின்றது (Ca செங்கல்-சிவப்பு, Sr கிரிம்சன், Ba பச்சை-மஞ்சள்). குழு VI (Mg²⁺) — MgCO₃ NH₄Cl முன்னிலையில் கரையக்கூடியது (எனவே குழு V இல் வீழ்படியாது); Na₂HPO₄ சேர்க்கும்போது Mg(NH₄)PO₄ என்னும் வெண்ணிற படிக வீழ்படிவு உருவாகி Mg²⁺ ஐ உறுதிப்படுத்துகின்றது.

குழு 0 (Na⁺, K⁺, NH₄⁺) — இக்கற்றயன்களின் உப்புகள் அனைத்துமே கரையக்கூடியவை என்பதால் எந்தக் குழு வினைபடியிலும் வீழ்படியாமல் கடைசி வரை கரைசலிலேயே எஞ்சுகின்றன; இவற்றை சுவாலைச் சோதனையாலும் வாயு வெளியேற்றத்தாலும் மட்டுமே தனித்தனியாக அடையாளம் காண முடியும் (Na தங்க-மஞ்சள் சுவாலை; K கோபால்ட்-நீலக் கண்ணாடி வழியாகப் பார்க்கும்போது வெளிர் ஊதா; NH₄⁺ NaOH+வெப்பத்துடன் NH₃ வாயுவை வெளியிட்டு ஈர சிவப்பு லிட்மஸை நீலமாக்கும்).

5 அனயன் உறுதிச் சோதனைகள்

கற்றயன்களைப் போலவே, அனயன்களும் (anions) ஒவ்வொன்றும் ஒரு தனித்துவமான அவதானிக்கக்கூடிய மாற்றத்தை (வீழ்படிவு, வாயு வெளியீடு, நிற மாற்றம்) தருகின்றன.

அனயன்சோதனைஅவதானிப்பு
SO₄²⁻BaCl₂ + நீர்த்த HClHCl இல் கரையாத வெண்ணிற வீழ்படிவு (BaSO₄)
SO₃²⁻நீர்த்த HCl + KMnO₄ காகிதம்SO₂ வாயு (கூர்மையான நெடி); KMnO₄ நிறமிழக்கும்
S²⁻நீர்த்த HCl; Pb(OAc)₂ காகிதம்அழுகிய முட்டை நெடியுள்ள H₂S; காகிதம் கறுக்கும் (PbS)
CO₃²⁻நீர்த்த HCl; சுண்ணாம்பு நீர்CO₂ குமிழல்; சுண்ணாம்பு நீர் பால்நிறமாகும்
NO₃⁻FeSO₄ + செறிந்த H₂SO₄ (பழுப்பு வளையச் சோதனை)இரு அடுக்குகளின் இடைமுகத்தில் பழுப்பு வளையம் [Fe(NO)]²⁺
Cl⁻chromyl chloride: NaCl + K₂Cr₂O₇ + செறி H₂SO₄ஆரஞ்சு-சிவப்பு CrO₂Cl₂ நீராவி (Br⁻, I⁻ இல் நிகழாது)
குறிப்பு
S₂O₃²⁻ நீர்த்த HCl உடன் மெதுவாக மஞ்சள் கந்தக மழுக்கும் (S↓) SO₂ நெடியும் தரும் — S²⁻ இன் நேரடி H₂S வெளியீட்டிலிருந்து இதை வேறுபடுத்தலாம்.

6 குறுக்கு-சரிபார்ப்பும் தேர்வுப் பாங்கும்

ஒவ்வொரு குழு வினைபடியும் நிச்சயமாக முழுமையாக வீழ்படிய வேண்டும்; இல்லையெனில் பிற்பட்ட குழுவில் தவறான வீழ்படிவு தோன்றலாம் — உதாரணமாக குழு I இல் PbCl₂/AgCl முழுமையாக வீழ்படியாவிட்டால் அவை குழு II இல் மீண்டும் தோன்றக்கூடும். இதேபோல, Fe³⁺ ஆனது H₂S இன் ஒட்சிஇறக்கும் தன்மையால் Fe²⁺ ஆகத் தாழ்த்தப்பட்டு, குழு III க்குப் பதிலாகக் குழு IV க்குச் சென்றுவிடக்கூடும் — இதை AL செய்முறையில் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

Paper II (Practical) இல் "தெரியாத உப்பு கரைசலை அடையாளம் காண்க" எனும் வடிவில் கேள்வி வருகின்றது: குழு வினைபடிகளை ஒவ்வொன்றாகச் சேர்த்து, எந்தக் குழுவில் வீழ்படிவு தோன்றுகின்றதோ அதைக் கண்டு, பின் ஒரு உறுதிச் சோதனை மூலம் (Fe³⁺ க்கு KSCN, Cu²⁺ க்கு NH₃ மிகை, Ni²⁺ க்கு DMG, குழு V க்கு சுவாலைச் சோதனை) இறுதியாக உறுதிப்படுத்தப்படுகின்றது.

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