📚 கற்றல் முதன்மை க.பொ.த. (சா/த) க.பொ.த. (உ/த) பிற 🌐 English உள்நுழைய
செய்முறை · செய்முறை 31

செய்முறை 31 — H₂C₂O₄–KMnO₄ தாக்கத்தில் செறிவின் விளைவைத் துணிதல்

NIE செய்முறைக் கைநூல் · அலகு 11 (இரசாயன இயக்கவியல்)

நோக்கம்

அமிலப்படுத்தப்பட்ட பொட்டாசியம் பேர்மங்கனேற்று (KMnO₄) மற்றும் ஆக்சாலிக் அமிலம் (oxalic acid, H₂C₂O₄) ஆகியவற்றுக்கிடையேயான தாக்கத்தில், செறிவு மாற்றங்கள் தாக்க வேகத்தை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன என்பதையும், சுயவினையூக்கம் (autocatalysis) என்ற சிறப்பு நிகழ்வையும் ஆய்வு செய்வதே இச்செய்முறையின் நோக்கமாகும்.

அடிப்படைக் கோட்பாடு

அமிலச் சூழலில் (acidic medium), ஊதா நிற MnO₄⁻ அயன் ஆக்சாலிக் அமிலத்தால் ஒட்சிஇறக்கமடைந்து (reduced) நிறமற்ற Mn²⁺ அயனாக மாறுகின்றது.

சமன்பாடு
2MnO₄⁻(aq) + 5H₂C₂O₄(aq) + 6H⁺(aq) → 2Mn²⁺(aq) + 10CO₂(g) + 8H₂O(l)
MnO₄⁻ ஊதா → Mn²⁺ நிறமற்றது; நிறமழிவு நேரம் t அளவிடப்படுகின்றது.

சுயவினையூக்கம் (Autocatalysis): தாக்கத்தால் உருவாகும் Mn²⁺ அயனே இத்தாக்கத்திற்கு வினையூக்கியாக (catalyst) செயற்படுகின்றது. எனவே, தொடக்கத்தில் தாக்கம் மெதுவாக இருக்கும்; பின்னர் Mn²⁺ குவியும்போது (accumulates) தாக்கம் திடீரெனத் துரிதமடைகின்றது. இது வழக்கமான தாக்கங்களிலிருந்து (first order with constant rate initially) வேறுபட்டது.

சுயவினையூக்க பொறிமுறை
Mn²⁺(aq) — தாக்கம் முடிவடைய, முடிவடைய சேகரமாகின்றது
→ MnO₄⁻ உடனான மேலும் தாக்கங்களை விரைவுபடுத்துகின்றது
வேக—நேரக் குறிப்பு S-வடிவக் கோட்டை (sigmoidal curve) தருகின்றது.

தாபநிலையை அதிகரிப்பதும் தாக்க வேகத்தை அதிகரிக்கின்றது; ஒவ்வொரு 10°C அதிகரிப்புக்கும் வேகம் தோராயமாக இரண்டு மடங்காகின்றது.

தேவையான உபகரணங்களும் இரசாயனங்களும்

Autocatalytic decolourisation of KMnO₄ t = 0 deep purple slow start pale purple sudden surge colourless Mn²⁺ autocatalysis Rate vs Time time → rate → autocatalytic Needs: KMnO₄ 0.02 mol dm⁻³ (acidified) H₂C₂O₄ 0.1–0.5 mol dm⁻³ H₂SO₄ 1 mol dm⁻³ beakers, stopwatch, thermometer
Practical 31 — Determining the effect of concentration on the H₂C₂O₄–KMnO₄ reaction
உண்மைப் படம் — Practical 31 — Determining the effect of concentration on the H₂C₂O₄–KMnO₄ reaction. படம்: Wikimedia Commons.

செய்முறை

  1. 50 cm³ அளவுக் குடுவையில் KMnO₄ கரைசலை (0.020 mol dm⁻³, H₂SO₄ ஆல் அமிலப்படுத்தப்பட்டது) 10 cm³ எடுக்க.
  2. முதல் சோதனைக்கு, 40 cm³ H₂C₂O₄ கரைசலை (0.1 mol dm⁻³) விரைவாகச் சேர்க்க; கடிகாரத்தை உடனே தொடங்கு.
  3. கரைசலில் ஊதா நிறம் முழுவதும் மறையும் நேரத்தை (t) பதிவு செய்க.
  4. H₂C₂O₄ செறிவை 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 mol dm⁻³ ஆக உயர்த்தி — மொத்தக் கனவளவை 50 cm³ ஆக நிலையாக வைத்து — ஒவ்வொரு முறையும் t ஐப் பதிவு செய்க.
  5. H₂C₂O₄ செறிவுக்கு எதிராக 1/t ஐ வரைபடமாக வரைக; நேர்நிறைவான (linear) தொடர்பை உறுதிப்படுத்துக.
  6. சுயவினையூக்கத்தை நிரூபிக்க: ஒரு சோதனையில், சிறிதளவு MnSO₄ (≈0.01 g) ஐ ஆரம்பத்திலேயே சேர்க்க; தாக்கம் தொடக்கத்திலிருந்தே வேகமாக நடப்பதை கவனிக்க.

அவதானிப்புகள்

[H₂C₂O₄] / mol dm⁻³ நிறமழிவு நேரம் t / s தாக்க வேகம் 1/t / s⁻¹ கவனிப்புகள்
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5

எதிர்பார்க்கப்படும் விளைவு: செறிவு அதிகரிக்கும்போது t குறைகின்றது. சுயவினையூக்க சோதனையில் MnSO₄ சேர்க்கும்போது t கணிசமாகக் குறைகின்றது.

கணிப்பு உதவியாளர்

பாதுகாப்புக் குறிப்புகள்

பரீட்சகர் கவனிக்கும் பொதுவான பிழைகள்

தவிர்க்க வேண்டியவை
  • சுயவினையூக்கத்தை விளக்காமல் விடுதல் — தாக்கம் ஆரம்பத்தில் மெதுவாகவும் பின்னர் துரிதமாகவும் நடப்பதற்கான காரணம் (Mn²⁺ உருவாகி வினையூக்கியாகச் செயற்படுகின்றது என்று) தெளிவாக விளக்க வேண்டும்.
  • HCl ஐ அமிலமாக பயன்படுத்துதல் — KMnO₄ Cl⁻ அயனை ஒட்சியேற்றி Cl₂ உருவாக்கும்; H₂SO₄ மட்டுமே பயன்படுத்த வேண்டும்.
  • தாபநிலையை கட்டுப்படுத்தாமல் விடுதல் — அனைத்து சோதனைகளும் ஒரே தாபநிலையில் செய்யப்பட வேண்டும்.
  • H₂C₂O₄ ஐ மெதுவாகச் சேர்ப்பது — சேர்க்கும் நேரத்திலேயே கடிகாரத்தைத் துவக்க வேண்டும்.

📺 செயல்விளக்க வீடியோ

வெளி YouTube வழங்குநரிடமிருந்து.

← எல்லாச் செய்முறைகளும்