📚 கற்றல் முதன்மை க.பொ.த. (சா/த) க.பொ.த. (உ/த) பிற 🌐 English உள்நுழைய
செய்முறை · செய்முறை 32

செய்முறை 32 — S₂O₈²⁻–I⁻ தாக்கத்தில் S₂O₈²⁻ சார்பான தாக்க வரிசையைத் துணிதல்

NIE செய்முறைக் கைநூல் · அலகு 11 (இரசாயன இயக்கவியல்) — அயோடின் கடிகார முறை

நோக்கம்

அயோடின் கடிகார முறையை (iodine clock method) பயன்படுத்தி, பெர்சல்பேற்று–அயோடைட் (persulfate–iodide) தாக்கத்தில் பெர்சல்பேற்று (S₂O₈²⁻) செறிவை மாற்றுவதன் மூலம் அதன் சார்பான தாக்க வரிசையை (order of reaction) ஆவணப்படுத்துவதே இச்செய்முறையின் நோக்கமாகும்.

அடிப்படைக் கோட்பாடு

முதன்மைத் தாக்கம் (main reaction): பெர்சல்பேற்று அயன் (S₂O₈²⁻) அயோடைட் அயனை (I⁻) ஒட்சியேற்றுகின்றது.

முதன்மைத் தாக்கம்
S₂O₈²⁻(aq) + 2I⁻(aq) → 2SO₄²⁻(aq) + I₂(aq)
உருவாகும் I₂ இத் தாக்கத்தில் ஒரு வினைப்பொருள் (product).

கடிகார வினைபடி (clock reagent): குறிப்பிட்ட அளவு சோடியம் தையோசல்பேற்று (sodium thiosulfate, Na₂S₂O₃) மற்றும் மாவு (starch) ஆரம்பத்திலேயே சேர்க்கப்படுகின்றன. உருவாகும் I₂ உடனுக்குடன் Na₂S₂O₃ ஆல் நடுவமாக்கப்படுகின்றது (neutralised):

கடிகார வினைபடி சமன்பாடு
2S₂O₃²⁻(aq) + I₂(aq) → S₄O₆²⁻(aq) + 2I⁻(aq)
Na₂S₂O₃ தீரும்வரை I₂ மாவுடன் தொடர்பு கொள்வதில்லை; தீர்ந்த உடன் மாவு–I₂ நீலகருப்பு (blue-black) நிறமாகும்.

நீலகருப்பு நிறம் தோன்றும் நேரம் t ஐ அளவிடுவதன் மூலம் ஆரம்ப தாக்க வேகம் (initial rate) ≈ 1/t என மதிப்பிடப்படுகின்றது. [I⁻] ஐ மாறாமல் வைத்து [S₂O₈²⁻] மட்டும் மாற்றுவதால், வரைபடத்திலிருந்து S₂O₈²⁻ சார்பான தாக்க வரிசை துணியப்படுகின்றது — இது முதல் வரிசையாக (first order) இருக்கும்.

தேவையான உபகரணங்களும் இரசாயனங்களும்

Iodine clock — sudden blue-black colour change Beaker A (NH₄)₂S₂O₈ solution Beaker B KI + Na₂S₂O₃ + starch mix After time t BLUE BLACK! Na₂S₂O₃ exhausted stopwatch → t You need: (NH₄)₂S₂O₈ 0.04–0.20 mol dm⁻³ KI 0.20 mol dm⁻³ (constant) Na₂S₂O₃ 0.005 mol dm⁻³ (fixed amount) Starch solution (1%) 100 cm³ beakers × 2, measuring cylinders Stopwatch, thermometer KNO₃ (ionic strength control)
Practical 32 — Determining the order with respect to S₂O₈²⁻ for the S₂O₈²⁻–I⁻ reaction
உண்மைப் படம் — Practical 32 — Determining the order with respect to S₂O₈²⁻ for the S₂O₈²⁻–I⁻ reaction. படம்: Wikimedia Commons.

செய்முறை

  1. கரைசல் A: வெவ்வேறு கனவளவுகளில் (NH₄)₂S₂O₈ கரைசலை (0.20 mol dm⁻³) எடுக்க; மொத்தக் கனவளவை KNO₃ கரைசலால் 25 cm³ ஆக நிரப்பு (அயனிச் செறிவை நிலையாக வைக்க).
  2. கரைசல் B: KI (0.20 mol dm⁻³), Na₂S₂O₃ (5 cm³, 0.005 mol dm⁻³) மற்றும் மாவுக் கரைசல் (2 cm³, 1%) ஆகியவற்றை கலந்து 25 cm³ ஆக்கு.
  3. கரைசல் A ஐ B யுடன் விரைவாகக் கலந்து கடிகாரத்தை உடனே தொடங்கு.
  4. நீலகருப்பு நிறம் தோன்றும் நேரத்தை (t) பதிவு செய்க.
  5. (NH₄)₂S₂O₈ கனவளவை மாற்றி (S₂O₈²⁻ செறிவை மட்டும் மாற்றி) சோதனையை ஐந்து முறை மேற்கொள்க.
  6. log(1/t) — log[S₂O₈²⁻] வரைபடம் வரைக; சாய்வு (gradient) தாக்க வரிசையைக் கொடுக்கும்.

அவதானிப்புகள்

(NH₄)₂S₂O₈ கனவளவு / cm³ [S₂O₈²⁻] / mol dm⁻³ நேரம் t / s 1/t / s⁻¹ log[S₂O₈²⁻] log(1/t)
50.020
100.040
150.060
200.080
250.100

எதிர்பார்க்கப்படும் முடிவு: log–log வரைபடத்தின் சாய்வு ≈ 1, இது S₂O₈²⁻ சார்பான முதல் வரிசை தாக்கத்தை (first order) நிறுவுகின்றது.

கணிப்பு உதவியாளர்

பாதுகாப்புக் குறிப்புகள்

பரீட்சகர் கவனிக்கும் பொதுவான பிழைகள்

தவிர்க்க வேண்டியவை
  • Na₂S₂O₃ அளவை மாற்றுதல் — Na₂S₂O₃ அளவு நிலையாக இருக்க வேண்டும்; மாற்றினால் கடிகார நேரம் செறிவின் செயல்திறனை பிரதிபலிக்காது.
  • அயோடைட் (I⁻) செறிவை மாற்றுதல் — [I⁻] மாறாமல் வைக்க வேண்டும்; இல்லாவிட்டால் S₂O₈²⁻ மட்டும் மாற்றப்படுவதில்லை.
  • KNO₃ சேர்க்காமல் விடுதல் — அயனிச் செறிவு (ionic strength) மாறினால் தாக்க வேகம் மாறும்.
  • கலக்கும்போது கடிகாரத்தை தாமதமாகத் தொடங்குதல் — நேரத்தைத் தவறாகப் பதிவு செய்யும்.

📺 செயல்விளக்க வீடியோ

வெளி YouTube வழங்குநரிடமிருந்து.

← எல்லாச் செய்முறைகளும்