செய்முறை · செய்முறை 12

செய்முறை 12 — வளியில் நைதரசனின் பிரசன்னத்தைப் பரிசோதனை வாயிலாகக் காட்டல்

NIE செய்முறைக் கைநூல் · அலகு 6 (s, p, d தொகுப்பு மூலகங்கள்)

நோக்கம்

நீரின் மேல் அடைத்து வைக்கப்பட்ட வளியிலிருந்து பாசுவரத்தை (phosphorus) எரித்து ஒட்சிசனை (oxygen) நீக்கிய பின்னர் எஞ்சும் வாயு முக்கியமாக நைதரசனே (nitrogen) என்பதை நிரூபிப்பதும், வளியில் நைதரசன் கொள்ளும் கனவளவு விழுக்காட்டைக் (percentage by volume) கணிப்பதும் இச்செய்முறையின் நோக்கமாகும்.

அடிப்படைக் கோட்பாடு

வளி (air) தோராயமாக 78% நைதரசனும் 21% ஒட்சிசனும் மற்றும் சிறு அளவு ஆர்கான் (argon), கார்பன் இரு ஒட்சைட்டு (CO₂) போன்ற வாயுக்களும் கலந்த கலவையாகும். வளிரின் மேல் அடைத்த வளியில் பாசுவரத்தை எரிக்கும்போது, ஒட்சிசன் மட்டுமே தாக்கத்தில் (reaction) பங்கெடுத்து பாசுவரஸ் பெண்டாஒட்சைட்டாக (P₄O₁₀) மாறுகின்றது.

சமன்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு

P₄ + 5O₂ → P₄O₁₀
உருவாகும் P₄O₁₀ நீரில் கரைந்து மறைகின்றது; இதனால் குழாயினுள் நீர் மட்டம் உயர்கின்றது.

ஒட்சிசன் நீக்கப்பட்டதும் எஞ்சும் வாயு எரிவதை ஆதரிக்காது; ஒளிரும் ஊதுகோல் (glowing splint) அணைந்துவிடுகின்றது. இந்த எஞ்சும் வாயு முக்கியமாக நைதரசன் ஆகும். இதன் கனவளவு ஆரம்ப வளிக் கனவளவின் தோராயமாக 78–79% ஆக இருக்கும்.

தேவையான உபகரணங்களும் இரசாயனங்களும்

உண்மைப் படம் — Practical 12 — Demonstrating the presence of nitrogen in air. படம்: Wikimedia Commons.

செய்முறை

ஒரு பெரிய நீர்த் தொட்டியில் (trough) நீர் நிரப்புக. நீர் மட்டத்தை அடையாளம் செய்க.
100 cm³ படித்திட்ட குழாயை (graduated tube) நீரால் முழுமையாக நிரப்பி, தொட்டியில் நீருக்கு அடியில் போட்டு திருப்பி (inverted) வைக்க. நீரின் அடியில் உள்ளபோதே குழாய் வாயை மூடிப் (stopper) பின்னர் கட்டகட்டியில் கவ்வி (clamp) நிறுத்துக.
சிறிய பாசுவர (phosphorus) துண்டை நீரில் நனைந்த இரும்புக் கம்பியின் நுனியில் இணைக்க. இதை எரிவேட்டி (ignite) பின்னர் விரைவாக குழாய் வாய்க்குள் செலுத்துக; குழாயை மூடுக.
பாசுவரம் குழாயிலுள்ள ஒட்சிசன் முற்றிலும் தீர்ந்தும்வரை எரிந்து அணையும். குளிர்ந்ததும் நீர் மட்டத்தை படிக்க; இந்த நீர் மட்டம் ஒட்சிசன் நுகர்ந்த கனவளவை குறிக்கின்றது.
குழாயிலுள்ள எஞ்சும் வாயுவின் கனவளவை (V₂) பதிவிடுக.
ஒளிரும் ஊதுகோலை எஞ்சும் வாயுவில் இட்டுப் பாருக — அது அணைந்துவிடும்.

அவதானிப்புகள்

அவதானிப்பு	பதிவு
ஆரம்ப வளிக் கனவளவு (V₁) / cm³
எரிந்தபின் எஞ்சும் வாயுக் கனவளவு (V₂) / cm³
நுகரப்பட்ட O₂ கனவளவு / cm³
ஒளிரும் ஊதுகோல் சோதனை	அணைகின்றது

நீர் மட்டம் தொட்டியிலுள்ள நீர் மட்டத்துடன் ஒத்திருக்கும்போது அழுத்தம் சமப்படுத்தப்பட்டதாகும்; அப்போது கனவளவு படிக்கவும்.

கணிப்பு உதவியாளர்

ஆரம்ப வளிக் கனவளவு V₁ / cm³ எஞ்சும் வாயுக் கனவளவு V₂ / cm³

பாதுகாப்புக் குறிப்புகள்

வெண் பாசுவரம் (white phosphorus) மிகவும் ஆபத்தானது; நீரில் மூழ்கிய நிலையில் மட்டுமே கையாளவும். ஆய்வகப் பாதுகாப்பு கண்ணாடி மற்றும் கையுறைகள் அணிக.
பாசுவரம் எரியும்போது நச்சு P₄O₁₀ புகை உருவாகும்; நல்ல காற்றோட்டம் உள்ள இடத்தில் செய்க.
மாற்றாக சாவகாசமாக துருப்பிடிக்கும் இரும்பு அல்லது செப்பை (copper) வெப்பமேற்றுவதன் மூலம் ஒட்சிசனை நீக்கலாம் — இது பாதுகாப்பான மாற்று முறை.

பரீட்சகர் கவனிக்கும் பொதுவான பிழைகள்

தவிர்க்க வேண்டியவை

குழாயை குளிர்விக்காமல் கனவளவு படிப்பது — வெப்பநிலை குறைந்தபின் மட்டுமே கனவளவு படிக்க வேண்டும்; இல்லையேல் எஞ்சும் கனவளவு குறைவாகக் காட்டும்.
நீர் மட்டம் உள்ளேயும் வெளியேயும் சமப்படுத்தப்படாமல் படிப்பது — அழுத்த வேறுபாடு கனவளவை மாற்றும்.
ஒட்சிசன் முழுமையாக நுகரப்படவில்லை என்று நினைத்து பிழையான முடிவுக்கு வருவது — பாசுவரம் அணைவதற்கு சில நிமிடங்கள் காக்க வேண்டும்.
எஞ்சும் வாயுவை "தூய நைதரசன்" என முடிவு கட்டுவது — வளியில் ஆர்கான் போன்ற விழுமிய வாயுக்களும் (noble gases) உள்ளன என்பதை குறிப்பிட வேண்டும்.

📺 செயல்விளக்க வீடியோ

வெளி YouTube வழங்குநரிடமிருந்து.

← எல்லாச் செய்முறைகளும்