📚 கற்றல் முதன்மை க.பொ.த. (சா/த) க.பொ.த. (உ/த) பிற 🌐 English உள்நுழைய
செய்முறை · செய்முறை 34

செய்முறை 34 — சமநிலைத் தொகுதிகள் மீது வெப்பநிலையின் விளைவைக் கற்றல்

NIE செய்முறைக் கைநூல் · அலகு 12 (இரசாயன சமநிலை, லு சாட்லியேர் தத்துவம்)

நோக்கம்

இரண்டு சமநிலைத் தொகுதிகளில் — நைட்ரஜன் டையாக்சைட்/டைநைட்ரஜன் டெட்ராக்சைட்டு (NO₂/N₂O₄) மற்றும் கோபால்ட்(II) குளோரைட்டு நிறச் சமநிலை — வெப்பநிலையை மாற்றும்போது சமநிலை எந்த திசையில் விலகுகின்றது என்பதைக் கண்டறிவதே இச்செய்முறையின் நோக்கமாகும்.

அடிப்படைக் கோட்பாடு

ஒரு மீள்தகு வேதிவினையில் (reversible reaction) சமநிலை (equilibrium) நிலவும்போது, வெப்பநிலையை உயர்த்தினால் வெப்பம் உறிஞ்சும் (endothermic) திசையில் சமநிலை விலகும்; வெப்பநிலையைக் குறைத்தால் வெப்பம் வெளியிடும் (exothermic) திசையில் விலகும். இதுவே லு சாட்லியேர் தத்துவம் (Le Chatelier's principle).

தொகுதி 1: NO₂ ⇌ N₂O₄ சமநிலை
முன்வினை வெப்பம் வெளியிடும் (exothermic); பின்வினை வெப்பம் உறிஞ்சும் (endothermic).
சூடாக்கும்போது — பின்வினை ஊக்குவிக்கப்பட்டு NO₂ செறிவு (concentration) அதிகரிக்கும்; குழல் கடும் பழுப்பு-நிறமாகும்.
குளிர்விக்கும்போது — முன்வினை ஊக்குவிக்கப்பட்டு N₂O₄ உருவாகும்; குழல் வெளிர்ந்த நிறமாகும்.

சமன்பாடுகள் — தொகுதி 1
2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g)    ΔH = −57 kJ mol⁻¹
(பழுப்பு)  ⇌  (நிறமற்றது)

தொகுதி 2: கோபால்ட்(II) குளோரைட்டு நிறச் சமநிலை
முன்வினை வெப்பம் உறிஞ்சும் (endothermic).
சூடாக்கும்போது — நீலமான [CoCl₄]²⁻ உருவாகும்.
குளிர்விக்கும்போது — இளஞ்சிவப்பான [Co(H₂O)₆]²⁺ திரும்புகின்றது.

சமன்பாடு — தொகுதி 2
[Co(H₂O)₆]²⁺(aq) + 4Cl⁻(aq) ⇌ [CoCl₄]²⁻(aq) + 6H₂O(l)    ΔH = +ve
(இளஞ்சிவப்பு)  ⇌  (நீலம்)

தேவையான உபகரணங்களும் இரசாயனங்களும்

Temperature effect on equilibrium — sealed tubes HOT WATER ~80 °C NO₂ darker Co blue ICE WATER ~0 °C NO₂ paler Co pink Apparatus & Chemicals: • Sealed glass tubes containing NO₂/N₂O₄ • CoCl₂ solution in concentrated HCl • 2 beakers (hot water ~80 °C, ice water ~0 °C) • Thermometer, tongs, safety goggles • Test tubes + stoppers (for Co system) Note: NO₂ tubes are pre-sealed; handle with care. Deep brown = more NO₂ Pale brown = more N₂O₄ Blue = [CoCl₄]²⁻ dominant Pink = [Co(H₂O)₆]²⁺ dominant
Practical 34 — Studying the effect of temperature on equilibrium systems
உண்மைப் படம் — Practical 34 — Studying the effect of temperature on equilibrium systems. படம்: Wikimedia Commons.

செய்முறை

  1. சுத்தமான இரண்டு குழாய்களில் (test tubes) ஒட்சிகோபால்ட்டு கரைசலை (CoCl₂ in concentrated HCl) பரிசோதிக்கவும்.
  2. தொகுதி 1 (NO₂/N₂O₄): NO₂/N₂O₄ கலவையுடன் நிரப்பி அடைக்கப்பட்ட முத்திரையிட்ட கண்ணாடிக் குழாயை எடுக்கவும். ஆரம்பத்தில் நிறத்தைப் பதிவு செய்யவும்.
  3. அக்குழாயை சுமார் 80°C சூடான நீரில் 2–3 நிமிடங்கள் வைக்கவும். நிற மாற்றத்தைப் பதிவிடவும்.
  4. அதே குழாயை உடனடியாக பனிக்கட்டி நீரில் (≈0°C) வைக்கவும். நிறத்தை மீண்டும் பதிவிடவும்.
  5. தொகுதி 2 (Co சமநிலை): CoCl₂ கரைசலை கொண்ட குழாயை சூடான நீரில் வைக்கவும். நீல நிறத்தை கவனிக்கவும்.
  6. அக்குழாயை பனிக்கட்டி நீரில் மாற்றி இளஞ்சிவப்பு நிறம் திரும்புவதைக் கவனிக்கவும்.
  7. நிறங்கள் மாறுவதை லு சாட்லியேர் தத்துவத்தின் (Le Chatelier's principle) மூலம் விளக்கவும்.

அவதானிப்புகள்

தொகுதிசூடான நீரில் (≈80°C)பனிக்கட்டி நீரில் (≈0°C)சமநிலை விலகல் திசை
NO₂/N₂O₄ கடும் பழுப்பு நிறம் — NO₂ அதிகரிக்கின்றது வெளிர் நிறம் — N₂O₄ அதிகரிக்கின்றது சூடு → பின்வினை நோக்கி (NO₂ உருவாகல்)
[Co(H₂O)₆]²⁺ / [CoCl₄]²⁻ நீல நிறம் — [CoCl₄]²⁻ அதிகரிக்கின்றது இளஞ்சிவப்பு — [Co(H₂O)₆]²⁺ திரும்புகின்றது சூடு → முன்வினை நோக்கி (நீல உருவாகல்)

பாதுகாப்புக் குறிப்புகள்

பரீட்சகர் கவனிக்கும் பொதுவான பிழைகள்

தவிர்க்க வேண்டியவை
  • "சூடாக்கும்போது சமநிலை மாறுகிறது" என மட்டும் கூறி, திசையையும் காரணத்தையும் குறிப்பிடாமல் விடுதல் — முழு மதிப்பெண் கிடைக்காது.
  • NO₂/N₂O₄ தொகுதியில் ΔH அடையாளத்தை தலைகீழாக எழுதுதல் (முன்வினை endothermic என்று தவறாகக் குறிப்பிடல்).
  • கோபால்ட்டு தொகுதியில் நிறமாற்றத்தை வெப்பம் நேரடியாக ஏற்படுத்துகிறது என்று கூறுதல் — அது சமநிலை விலகல் மூலம் நிகழ்கின்றது என்பது சரியான விளக்கம்.
  • வேறுபட்ட வெப்பநிலை நிலைகளை ஒப்பிடாமல் ஒரு நிலையில் மட்டும் நிறத்தை பதிவிடுதல்.

📺 செயல்விளக்க வீடியோ

வெளி YouTube வழங்குநரிடமிருந்து.

← எல்லாச் செய்முறைகளும்