செய்முறை 17 — s-தொகுப்பு மூலகங்களின் நைத்திரேற்றுகள், காபனேற்றுகள், ஐதரசன் காபனேற்றுகளின் வெப்பவுறுதியைச் சோதித்தல்
NIE செய்முறைக் கைநூல் · அலகு 6 (s, p, d தொகுப்பு மூலகங்கள்)
நோக்கம்
s-தொகுப்பு மூலகங்களின் நைத்திரேற்றுகள் (nitrates), காபனேற்றுகள் (carbonates) மற்றும் ஐதரசன் காபனேற்றுகள் (hydrogencarbonates) ஆகியவற்றின் வெப்பவுறுதியை (thermal stability) வெப்பமூட்டுவதன் மூலம் ஆராய்ந்து, குழு வழியில் வெப்பவுறுதியின் போக்கை விளக்குவதே இச்செய்முறையின் நோக்கமாகும்.
அடிப்படைக் கோட்பாடு
உப்புகளின் வெப்பவுறுதியானது நேர்மின் அயனின் (cation) துருவிக்கும் ஆற்றலால் (polarising power) தீர்மானிக்கப்படுகின்றது. துருவிக்கும் ஆற்றல் = ஏற்றம் / ஆரை². சிறிய, அதிக ஏற்றமுள்ள நேர்மின் அயன்கள் அதிக துருவிக்கும் ஆற்றல் கொண்டவை; இவை அணிகம் அயனின் (anion) மின்னெதிர் மேகத்தை அதிகமாக திரிபுறச் செய்வதால் வெப்பச் சிதைவு எளிதில் நடைபெறுகின்றது.
காபனேற்றுகள்: தொகுதி 1 காபனேற்றுகள் (Group 1 carbonates) பொதுவாக வெப்பவுறுதியுடையவை; Bunsen சுடர் வெப்பத்தில் சிதையா. விதிவிலக்கு: Li₂CO₃ — Li⁺ அயன் சிறியதும் அதிக துருவிக்கும் ஆற்றல் கொண்டதுமாக இருப்பதால் சிதைகின்றது. தொகுதி 2 காபனேற்றுகள் (Group 2 carbonates) ஒட்சைட்டும் CO₂ ஆகவும் சிதைகின்றன; குழு கீழ்நோக்கி வரும்போது வெப்பவுறுதி அதிகரிக்கின்றது (MgCO₃ எளிதில் சிதைவடையும்; BaCO₃ மிக வலிமையான வெப்பம் தேவைப்படும்).
நைத்திரேற்றுகள்: தொகுதி 1 நைத்திரேற்றுகள் (LiNO₃ தவிர) நைத்திரைட்டும் (nitrite) O₂ ஆகவும் சிதைகின்றன. LiNO₃ மற்றும் தொகுதி 2 நைத்திரேற்றுகள் ஒட்சைட்டும், பழுப்பு நிற NO₂ வாயுவும், O₂ ஆகவும் சிதைகின்றன.
ஐதரசன் காபனேற்றுகள்: எளிதில் சிதைந்து காபனேற்றும் (carbonate) நீரும் CO₂ ஆகவும் மாறுகின்றன.
MCO₃(s) → MO(s) + CO₂(g)
தொகுதி 1 நைத்திரேற்று சிதைவு (LiNO₃ தவிர):
2MNO₃(s) → 2MNO₂(s) + O₂(g)
LiNO₃ மற்றும் தொகுதி 2 நைத்திரேற்று சிதைவு:
4LiNO₃(s) → 2Li₂O(s) + 4NO₂(g) + O₂(g)
2M(NO₃)₂(s) → 2MO(s) + 4NO₂(g) + O₂(g)
ஐதரசன் காபனேற்று சிதைவு:
2MHCO₃(s) → M₂CO₃(s) + H₂O(g) + CO₂(g)
தேவையான உபகரணங்களும் இரசாயனங்களும்
செய்முறை
- ஒரு கடின கண்ணாடிக் குழாயில் சோதிக்கப்படும் உப்பின் சிறிய மாதிரியை (≈0.5 g) எடுக்க.
- குழாயில் ஒரு வழிப்போக்கு குழாய் (delivery tube) பொருத்தி, அதன் மறுமுனையை சுண்ணாம்புக் கரைசலில் (limewater) முக்க.
- Bunsen சுடரில் குழாயை வலிமையாக வெப்பமூட்டுக.
- CO₂ வாயு வெளியேறினால் சுண்ணாம்புக் கரைசல் பால்நிறமாகும் (milky) என்பதை அவதானிக்க.
- O₂ வெளியேறுகின்றதா என்பதை ஒளியிழந்த கோலால் (glowing splint) சோதிக்க — O₂ இருந்தால் கோல் மீண்டும் பற்றும்.
- பழுப்பு-சிவப்பு நிற NO₂ வாயு தோன்றுகின்றதா என்பதை கவனமாக அவதானிக்க. (NO₂ நச்சுவாயு — நல்ல காற்றோட்டம் தேவை.)
- ஒவ்வொரு உப்பையும் மேற்கண்டவாறு சோதித்து முடிவுகளை அட்டவணையில் பதிவு செய்க.
அவதானிப்புகள்
| உப்பு | வெப்பமூட்டும்போது | வெளியேறும் வாயு | மீதமுள்ள திடப்படிவு |
|---|---|---|---|
| Na₂CO₃ | மாற்றமில்லை | இல்லை | Na₂CO₃ (மாறாமல்) |
| Li₂CO₃ | சிதைவடைகின்றது | CO₂ — சுண்ணாம்புக் கரைசல் பால்நிறமாகும் | Li₂O (வெண்மை) |
| MgCO₃ | எளிதில் சிதைவடைகின்றது | CO₂ | MgO (வெண்மை) |
| CaCO₃ | வலிமையான வெப்பத்தில் சிதைவடைகின்றது | CO₂ | CaO (வெண்மை) |
| BaCO₃ | மிகவும் வலிமையான வெப்பம் தேவை | CO₂ (மிகக் குறைவாக) | BaO |
| NaNO₃ | உருகுகின்றது, சிதைவடைகின்றது | O₂ — கோல் பற்றும்; NO₂ இல்லை | NaNO₂ |
| LiNO₃ | சிதைவடைகின்றது | பழுப்பு NO₂ + O₂ | Li₂O |
| Mg(NO₃)₂ | சிதைவடைகின்றது | பழுப்பு NO₂ + O₂ | MgO |
| NaHCO₃ | எளிதில் சிதைவடைகின்றது | CO₂ + நீராவி (H₂O) | Na₂CO₃ |
பாதுகாப்புக் குறிப்புகள்
- NO₂ நச்சுவாயு; சோதனைகளை நல்ல காற்றோட்டமுள்ள இடத்தில் (fume cupboard) மேற்கொள்க.
- வெப்பமடைந்த கண்ணாடிக் குழாயை வெறுங்கையால் தொடாதீர்கள்; குழாய் பிடிப்பை (test tube holder) பயன்படுத்துக.
- கண்பாதுகாப்புக் கண்ணாடி அணிக.
- கட்டங்கள் சிதைந்து துண்டுகளாக சிதறலாம் — கண்ணாடிக் குழாயை உயரே நோக்கி வைக்காதீர்கள்.
பரீட்சகர் கவனிக்கும் பொதுவான பிழைகள்
- தொகுதி 1 காபனேற்றுகள் (Na₂CO₃, K₂CO₃) சாதாரண Bunsen சுடரில் சிதைவடையா என்பதை மறந்து சிதைவடையும் என்று கூறுவது பிழையாகும்.
- Li₂CO₃ மட்டுமே விதிவிலக்கு — LiNO₃ ஐ மறக்காமல் தொகுதி 2 நடத்தையுடன் ஒப்பிட்டு விளக்குக.
- O₂ மட்டும் தோன்றும்போது தொகுதி 1 நைத்திரேற்று சிதைவு (நைத்திரைட்டு உருவாகும்); NO₂ + O₂ தோன்றும்போதுதான் ஒட்சைட்டு உருவாகும் என வேறுபடுத்துக.
- HCl கரைசலில் CO₂ சோதிக்கப் பயன்படுத்தாதீர்கள் — சுண்ணாம்புக் கரைசலே சரியான சோதனை.
- வெப்பவுறுதி போக்கை விளக்காமல் வெறும் அவதானிப்புடன் நிறுத்துவது மதிப்பெண்களை இழக்கும்.
📺 செயல்விளக்க வீடியோ
வெளி YouTube வழங்குநரிடமிருந்து.