📚 கற்றல் முதன்மை க.பொ.த. (சா/த) க.பொ.த. (உ/த) பிற 🌐 English உள்நுழைய
செய்முறை · செய்முறை 30

செய்முறை 30 — தாக்க வேகத்தில் செறிவின் விளைவைத் துணிதல்

NIE செய்முறைக் கைநூல் · அலகு 11 (இரசாயன இயக்கவியல்)

நோக்கம்

இரண்டு வெவ்வேறு தாக்கங்களை (reactions) ஆய்வு செய்வதன் மூலம், வினைபடுவோரின் (reactant) செறிவு (concentration) அதிகரிக்கும்போது தாக்க வேகம் (reaction rate) எவ்வாறு மாறுகின்றது என்பதை முறையாகத் துணிவதே இச்செய்முறையின் நோக்கமாகும்.

அடிப்படைக் கோட்பாடு

பகுதி அ — சோடியம் தையோசல்பேற்று மற்றும் அமிலம்: சோடியம் தையோசல்பேற்று (sodium thiosulfate, Na₂S₂O₃) நீர்த்த உணவமில அமிலத்துடன் (hydrochloric acid, HCl) வினைபட்டு கந்தகம் (sulfur, S) வீழ்படிவாக (precipitate) உருவாகின்றது. இக்கந்தக வீழ்படிவு கரைசலை மேகமூட்டமாக்குகின்றது.

சமன்பாடு — பகுதி அ
Na₂S₂O₃(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + S↓ + SO₂(g) + H₂O(l)
கந்தக வீழ்படிவு கரைசலை மழுப்புகின்றது; குறுக்கடையை மறைக்கும் நேரம் t அளவிடப்படுகின்றது.

தாக்க வேகம் 1/t என எடுக்கப்படுகின்றது. Na₂S₂O₃ செறிவு அதிகரிக்கும்போது t குறைகின்றது; எனவே 1/t அதிகரிக்கின்றது. மொத்தக் கனவளவை (total volume) நீரைச் சேர்ப்பதன் மூலம் மாறாமல் வைக்க வேண்டும்.

பகுதி ஆ — மெக்னீசியம் மற்றும் உணவமில அமிலம்: மெக்னீசியம் (Mg) நீர்த்த HCl உடன் வினைபட்டு ஹைட்ரஜன் வாயுவை (H₂) வெளியிடுகின்றது.

சமன்பாடு — பகுதி ஆ
Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)
HCl செறிவு அதிகரிக்கும்போது வாயு உருவாகும் வேகம் அதிகரிக்கின்றது; HCl சார்பான தாக்க வரிசை (order of reaction) துணியப்படுகின்றது.

தேவையான உபகரணங்களும் இரசாயனங்களும்

Disappearing cross experiment (Part A) paper cross (below flask) S↓ forming — cross fading Na₂S₂O₃(aq) + HCl(aq) stopwatch (t / s) Apparatus & chemicals: • Conical flasks (100 cm³) × 5 • Measuring cylinders (10 cm³, 50 cm³) • Stopwatch, thermometer • Na₂S₂O₃(aq) 0.15 mol dm⁻³ stock • HCl(aq) 2 mol dm⁻³ • Mg ribbon (Part B), distilled water • White paper with drawn cross • Graph paper or digital plotter

செய்முறை

பகுதி அ — குறுக்கடை மறைதல் சோதனை

  1. வெண்ணிற தாளில் ஒரு பெரிய '+' குறியீட்டை வரைந்து, அதன் மீது கூம்புக் குடுவையை வைக்க.
  2. முதல் சோதனைக்கு: அளவுக் குழாயால் 50 cm³ Na₂S₂O₃ கரைசலை (0.15 mol dm⁻³) குடுவைக்குள் எடுக்க; நீர் சேர்க்காமல் இருக்க.
  3. 10 cm³ HCl (2 mol dm⁻³) சேர்த்தவுடன் கடிகாரத்தை (stopwatch) துவக்கு.
  4. மேலிருந்து நேரடியாகப் பார்க்கும்போது குறுக்கடை முழுமையாக மறைகின்ற நேரத்தை (t) பதிவு செய்க.
  5. Na₂S₂O₃ கனவளவை 40, 30, 20, 10 cm³ ஆகக் குறைத்து, மொத்தக் கனவளவு 60 cm³ ஆக இருக்கும்படி ஒவ்வொரு முறையும் தகுந்த அளவு நீரைச் சேர்க்க. HCl கனவளவை 10 cm³ ஆக நிலையாக வைக்க. ஒவ்வொரு செறிவுக்கும் t ஐப் பதிவு செய்க.
  6. Na₂S₂O₃ செறிவுக்கு எதிராக 1/t ஐ வரைபடமாக (graph) வரைக. இது தாக்க வேகமும் செறிவும் நேர்நிறைவான (directly proportional) தொடர்பு கொண்டிருப்பதை நிறுவும்.

பகுதி ஆ — மெக்னீசியம் மற்றும் HCl

  1. சம நீளத்தில் Mg நாடா துண்டுகளை எடுக்க (ஒவ்வொன்றும் ≈2 cm).
  2. வெவ்வேறு செறிவுகளிலுள்ள HCl (0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mol dm⁻³) கரைசல்களை தனித்தனிக் குழாய்களில் எடுக்க.
  3. ஒவ்வொரு குழாயிலும் Mg துண்டை சேர்க்கவும், முதல் H₂ குமிழி (bubble) தோன்றும் வரையிலான நேரத்தை அல்லது குறிப்பிட்ட நேர இடைவெளியில் வெளியாகும் வாயுவின் கனவளவை அளவிடவும்.
  4. [HCl] க்கு எதிராக ஆரம்ப தாக்க வேகத்தை (initial rate) வரைபடமாக வரைக.

அவதானிப்புகள்

பகுதி அ — குறுக்கடை மறைதல் முடிவுகள்

Na₂S₂O₃ கனவளவு / cm³ நீரின் கனவளவு / cm³ Na₂S₂O₃ செறிவு / mol dm⁻³ மறைதல் நேரம் t / s தாக்க வேகம் 1/t / s⁻¹
5000.125
40100.100
30200.075
20300.050
10400.025

குறிப்பு: Na₂S₂O₃ செறிவு = (Na₂S₂O₃ கனவளவு / 60) × 0.15 mol dm⁻³

எதிர்பார்க்கப்படும் போக்கு: Na₂S₂O₃ செறிவு அதிகரிக்கும்போது t குறைகின்றது மற்றும் 1/t அதிகரிக்கின்றது. 1/t — செறிவு வரைபடம் ஒரு நேர்க்கோட்டை (straight line) தருகின்றது, இது தாக்க வேகம் Na₂S₂O₃ செறிவிற்கு நேர்விகிதத்தில் (first order) இருப்பதைக் குறிக்கின்றது.

கணிப்பு உதவியாளர்

பாதுகாப்புக் குறிப்புகள்

பரீட்சகர் கவனிக்கும் பொதுவான பிழைகள்

தவிர்க்க வேண்டியவை
  • மொத்தக் கனவளவை (total volume) 60 cm³ ஆக நிலையாக வைக்காமல் சோதனை செய்தல் — செறிவுகளை ஒப்பிட முடியாமல் போகும்.
  • தாபநிலையை (temperature) கட்டுப்படுத்தாமல் விடுதல் — தாபநிலை மாறினால் தாக்க வேகம் மாறி, செறிவின் தனி விளைவை மட்டும் அளவிட இயலாமல் போகும்.
  • குறுக்கடை மறைவதை மறைமுகமாக (from the side) பார்ப்பது — மேலிருந்து நேரடியாகப் பார்க்க வேண்டும்.
  • HCl ஐ மெதுவாகச் சேர்ப்பது — HCl சேர்க்கும் நேரத்தில்தான் கடிகாரத்தைத் தொடங்க வேண்டும்; தாமதமாகத் தொடங்கினால் t குறையும்.
  • Na₂S₂O₃ சேர்க்காமல் வெறும் நீரை மொத்தக் கனவளவுக்கு ஈடாகச் சேர்க்க மறந்துவிடுதல்.

📺 செயல்விளக்க வீடியோ

வெளி YouTube வழங்குநரிடமிருந்து.

← எல்லாச் செய்முறைகளும்