செய்முறை · செய்முறை 23

செய்முறை 23 — Al³⁺, Pb²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺ அயன்களை NaOH மற்றும் NH₃ ஆல் சோதித்து இனங்காணல்

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

நோக்கம்

Al³⁺, Pb²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺ என்ற நான்கு நேர் அயன்களை (cations), சோடியம் ஹைட்ராக்சைட்டு (NaOH) கரைசலையும் அம்மோனியா (NH₃) கரைசலையும் ஆகாரவியல் சோதனைகளாகப் (qualitative tests) பயன்படுத்தி இனங்காண்பதே இச்செய்முறையின் நோக்கமாகும்.

அடிப்படைக் கோட்பாடு

இந்நான்கு அயன்களும் NaOH கரைசலுடன் வினைபட்டு வெண்ணிற ஹைட்ராக்சைட்டு வீழ்படிவுகளை (white hydroxide precipitates) ஆரம்பத்தில் தருகின்றன. ஆனால் அதிகப்படியான NaOH சேர்க்கும்போது, Al(OH)₃, Pb(OH)₂ மற்றும் Zn(OH)₂ ஆகியவை நீரில் கரைகின்றன — ஏனென்றால் இவை இரு-தன்மைவாய்ந்த (amphoteric) ஹைட்ராக்சைட்டுகள். Mg(OH)₂ மட்டும் கரைவதில்லை; ஏனெனில் அது ஒரு அடிப்படை (basic) ஹைட்ராக்சைட்டு மட்டுமே. அம்மோனியா கரைசலில் Zn²⁺ மட்டுமே அதிகப்படியான NH₃ உடன் [Zn(NH₃)₄]²⁺ என்ற நிறமற்ற சிக்கலான (complex) அயனை உருவாக்கி கரைகின்றது.

Al³⁺ — NaOH உடன் (amphoteric)

Al³⁺ + 3OH⁻ → Al(OH)₃↓ (வெண்ணிற வீழ்படிவு)
Al(OH)₃ + OH⁻ → [Al(OH)₄]⁻ (அலுமினேற்று அயன் — கரைசல்)

Pb²⁺ — NaOH உடன் (amphoteric)

Pb²⁺ + 2OH⁻ → Pb(OH)₂↓ (வெண்ணிற வீழ்படிவு)
Pb(OH)₂ + 2OH⁻ → [Pb(OH)₄]²⁻ (பிளம்பேற்று அயன் — கரைசல்)

Zn²⁺ — NaOH உடன் (amphoteric) / NH₃ உடன் (complex)

Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂↓ (வெண்ணிற வீழ்படிவு)
Zn(OH)₂ + 2OH⁻ → [Zn(OH)₄]²⁻ (சிங்கேற்று அயன் — கரைசல்)
Zn(OH)₂ + 4NH₃ → [Zn(NH₃)₄]²⁺ + 2OH⁻ (அம்மோனியாவிலும் கரைகின்றது)

Pb²⁺ — உறுதிப்படுத்தும் சோதனை (confirmatory test)

Pb²⁺ + 2I⁻ → PbI₂↓ (கடும் மஞ்சள் வீழ்படிவு)
பொட்டாசியம் அயோடைட்டு (KI) கரைசல் சேர்க்கும்போது கடும் மஞ்சள் PbI₂ வீழ்படிவு தோன்றுவது Pb²⁺ அயனின் உறுதிப்படுத்தலாகும்.

தேவையான உபகரணங்களும் இரசாயனங்களும்

செய்முறை

நான்கு சோதனைக் குழாய்கள் ஒவ்வொன்றிலும் AlCl₃, Pb(NO₃)₂, MgSO₄, ZnSO₄ ஆகிய கரைசல்களை (≈0.1 mol dm⁻³) தனித்தனியாகச் சிறிதளவு எடுக்க.
ஒவ்வொரு குழாயிலும் சில சொட்டு NaOH கரைசல் (2 mol dm⁻³) சேர்க்க; வெண்ணிற வீழ்படிவு உருவாகின்றதா என அவதானிக்க.
தொடர்ந்து அதிகப்படியான NaOH சேர்க்க; எந்த வீழ்படிவு கரைகின்றது, எது கரையாமல் இருக்கின்றது என்று பதிவு செய்க.
புதிய நான்கு குழாய்களில் மீண்டும் அதே அயன் கரைசல்களை எடுத்துக்கொள்க. இம்முறை சில சொட்டு அம்மோனியா (NH₃) கரைசல் சேர்க்க; வீழ்படிவை அவதானிக்க.
அதிகப்படியான NH₃ சேர்க்க; எந்த வீழ்படிவு கரைகின்றது என்று பதிவு செய்க.
Pb²⁺ உறுதிப்படுத்தும் சோதனை: Pb²⁺ கரைசலில் சில சொட்டு KI கரைசல் சேர்க்க; கடும் மஞ்சள் PbI₂ வீழ்படிவு உருவாவதை அவதானிக்க.
அனைத்தையும் அட்டவணையில் பதிவு செய்க.

அவதானிப்புகள்

அயன்	குறைந்த NaOH	அதிகப்படியான NaOH	குறைந்த NH₃	அதிகப்படியான NH₃
Al³⁺	வெண்ணிற வீழ்படிவு Al(OH)₃↓	கரைகின்றது → [Al(OH)₄]⁻	வெண்ணிற வீழ்படிவு Al(OH)₃↓	கரையவில்லை
Pb²⁺	வெண்ணிற வீழ்படிவு Pb(OH)₂↓	கரைகின்றது → [Pb(OH)₄]²⁻	வெண்ணிற வீழ்படிவு Pb(OH)₂↓	கரையவில்லை
Mg²⁺	வெண்ணிற வீழ்படிவு Mg(OH)₂↓	கரையவில்லை	வெண்ணிற வீழ்படிவு Mg(OH)₂↓	கரையவில்லை
Zn²⁺	வெண்ணிற வீழ்படிவு Zn(OH)₂↓	கரைகின்றது → [Zn(OH)₄]²⁻	வெண்ணிற வீழ்படிவு Zn(OH)₂↓	கரைகின்றது → [Zn(NH₃)₄]²⁺

Pb²⁺ உறுதிப்படுத்தல்: KI கரைசல் சேர்க்கும்போது கடும் மஞ்சள் PbI₂ வீழ்படிவு தோன்றுகின்றது.

பாதுகாப்புக் குறிப்புகள்

Pb²⁺ கரைசல்கள் நச்சுத்தன்மையுடையவை; தோல் மற்றும் வாயில் படாமல் கவனமாகக் கையாளுக.
அம்மோனியா (NH₃) கடுமையான வாசனை உடையது; நல்ல காற்றோட்டமுள்ள இடத்தில் பயன்படுத்துக.
NaOH அரிக்கும் தன்மையுடையது; கண்பாதுகாப்புக் கண்ணாடி அணிக.
Pb²⁺ கழிவுகளை நேரடியாக வடிகாலில் கொட்டாதீர் — ஆசிரியரிடம் கொடுக்க.

பரீட்சகர் கவனிக்கும் பொதுவான பிழைகள்

தவிர்க்க வேண்டியவை

Al³⁺ மற்றும் Zn²⁺ இரண்டுமே அதிகப்படியான NaOH இல் கரைவதால், இரண்டையும் வேறுபடுத்த அம்மோனியா சோதனை இன்றியமையாதது — NH₃ இல் Al³⁺ கரையாது, Zn²⁺ கரைகின்றது.
Mg²⁺ ஐ Al³⁺ என தவறாக அடையாளம் காணுதல் — Mg(OH)₂ அதிகப்படியான NaOH இல் கரையாது என்பதை நினைவில் கொள்க.
KI சோதனையை Pb²⁺ க்காக மட்டுமே பயன்படுத்துவதை மறத்தல் — இது உறுதிப்படுத்தும் சோதனை மட்டுமே.
சிறிதளவு மட்டுமே சோதனை கரைசல் பயன்படுத்தாமல் அதிகமாகச் சேர்த்தல் — அடர்த்தியில் மாற்றம் அவதானிப்பை குழப்பலாம்.

📺 செயல்விளக்க வீடியோ

வெளி YouTube வழங்குநரிடமிருந்து.

← எல்லாச் செய்முறைகளும்