சார் அணுத்திணிவும் மோல் கருத்தும்
ஒரு பாத்திரத்தில் சர்க்கரையை அளக்கும்போது கிராமில் அளக்கிறோம். ஆனால் இரசாயன ஆய்வகத்தில் அணுக்களை எண்ண வேண்டும் — ஒரு கிராம் இரும்பில் சுமார் 10⁻²² கிலோகிராம் நிறையுள்ள அணுக்கள் எத்தனை என்று நினைத்துப் பாருங்கள்! நேரடியாக எண்ண முடியாத அந்த அணுக்களை மோல் (mol) எனும் அளவீட்டு அலகு கொண்டு அளக்கிறோம். இவ்வலகில் — சார் அணுத்திணிவு, சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவு, அவகாதரோ மாறிலி, மோல் என்றால் என்ன, n = m/M சூத்திரம் — இவற்றை விளக்கமாகக் கற்போம்.
1. சார் அணுத்திணிவு (Relative Atomic Mass)
1.1 அணுவின் திணிவை ஏன் நேரடியாக அளவிட முடியாது?
ஒரு தனி அணுவின் திணிவு மிகவும் மிகவும் சிறியது — சோடியம் அணு ஒன்றின் திணிவு
3.819 × 10⁻²³ g. இந்த எண்ணிக்கையை கிராமில் எழுதவோ, ஒப்பிடவோ மிகவும் கடினம்.
எனவே நேரடி திணிவுக்கு பதிலாக — ஒரு ஒப்பீட்டு திணிவு முறையைப் பயன்படுத்துகிறோம்.
1.2 கார்பன்-12 — ஒப்பீட்டு அளவுகோல்
உலகளவில் விஞ்ஞானிகள் ஒப்புக்கொண்ட அளவுகோல்: கார்பன்-12 (¹²C) அணுவின் திணிவின் 1/12 பங்கை "1 அணுத்திணிவு அலகு (amu / u)" என்று அழைக்கிறோம்.
¹²C அணுவின் திணிவு = 1.7 × 10⁻²³ g
எனவே 1 amu = (1.7 × 10⁻²³) ÷ 12 g
1.3 சார் அணுத்திணிவின் வரையறை
ஒரு மூலகத்தின் அணுவின் சராசரி திணிவை, ¹²C அணுவின் திணிவின் 1/12 பங்குடன் ஒப்பிட்டுக் காணப்படும் விகிதமே சார் அணுத்திணிவு ஆகும்.
குறியீடு: Ar · இது யூனிட் இல்லாத எண் மட்டுமே (units-less ratio).
1.4 எடுத்துக்காட்டுகள்
சோடியம் (Na): Na அணுவின் திணிவு = 3.819 × 10⁻²³ g
பொட்டாசியம் (K): K அணுவின் திணிவு = 6.144 × 10⁻²³ g
1.5 சில முக்கிய மூலகங்களின் சார் அணுத்திணிவு (அட்டவணை 7.1)
| மூலகம் | குறியீடு | Ar | மூலகம் | குறியீடு | Ar |
|---|---|---|---|---|---|
| ஐதரசன் | H | 1 | சோடியம் | Na | 23 |
| கார்பன் | C | 12 | மக்னீசியம் | Mg | 24 |
| நைதரசன் | N | 14 | அலுமினியம் | Al | 27 |
| ஒட்சிசன் | O | 16 | பொசுபரஸ் | P | 31 |
| புளோரீன் | F | 19 | கந்தகம் | S | 32 |
| நியோன் | Ne | 20 | குளோரீன் | Cl | 35.5 |
| கால்சியம் | Ca | 40 | பொட்டாசியம் | K | 39 |
2. சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவு (Relative Molecular Mass)
2.1 வரையறை
ஒரு மூலக்கூற்றில் உள்ள அனைத்து அணுக்களின் சார் அணுத்திணிவுகளின் கூட்டுத்தொகையே
சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவு ஆகும்.
குறியீடு: Mr
2.2 கணக்கீட்டு முறை
மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டில் ஒவ்வொரு மூலகத்தின் Ar × அதன் அணு எண்ணிக்கை = சேர்க்கவும்.
| மூலக்கூறு | கணக்கீடு | Mr |
|---|---|---|
| H₂O (நீர்) | (2 × 1) + (1 × 16) | 18 |
| CO₂ (கார்பன் டை ஒட்சைட்) | (1 × 12) + (2 × 16) | 44 |
| NH₃ (அம்மோனியா) | (1 × 14) + (3 × 1) | 17 |
| H₂SO₄ (கந்தக அமிலம்) | (2×1) + 32 + (4×16) | 98 |
| NaCl (சோடியம் குளோரைடு) | 23 + 35.5 | 58.5 |
| C₆H₁₂O₆ (குளுக்கோஸ்) | (6×12) + (12×1) + (6×16) | 180 |
⚠ முக்கியக் குறிப்பு: அயனி சேர்வைகளுக்கு (NaCl போன்றவை) "மூலக்கூற்றுத் திணிவு" என்பதற்கு பதிலாக சரியாக "வாய்ப்பாட்டுத் திணிவு" (formula mass) என்று சொல்வர் — ஆனால் O/L பரீட்சையில் "சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவு" என்ற சொல்லே பயன்படுத்தப்படுகிறது.
3. அவகாதரோ மாறிலி (Avogadro Constant)
3.1 வரையறை
கார்பன்-12 இன் சரியாக 12 g இல் அடங்கியுள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கை அவகாதரோ மாறிலி எனப்படும்.
இது எவ்வளவு பெரிய எண்? 602,200,000,000,000,000,000,000 — அதாவது 602 செக்ஸ்டிலியன்! ஒரு கோடி என்பதே 10⁷. அவகாதரோ மாறிலி அதனைவிட 10¹⁶ மடங்கு பெரியது.
3.2 அவகாதரோ மாறிலியின் பொருள்
ஒரு மூலத்தில் எத்தனை துகள்கள் உள்ளன என்பதை அவகாதரோ மாறிலி கூறுகிறது:
- 12 g கார்பன் (C) → 6.022 × 10²³ அணுக்கள்
- 24 g மக்னீசியம் (Mg) → 6.022 × 10²³ அணுக்கள்
- 44 g CO₂ → 6.022 × 10²³ மூலக்கூறுகள்
- 98 g H₂SO₄ → 6.022 × 10²³ மூலக்கூறுகள்
ஒவ்வொரு பொருளிலும் திணிவு வேறுபட்டாலும் — 6.022 × 10²³ துகள்கள் என்ற எண்ணிக்கை மாறுவதில்லை. இதுவே "மூல்" என்ற அலகின் சக்தி.
4. மோல் (Mole)
4.1 மோல் என்றால் என்ன?
ஒரு பொருளின் 6.022 × 10²³ அலகுகளை (அணுக்கள், மூலக்கூறுகள் அல்லது வேறு
ஏதாவது துகள்கள்) கொண்ட அளவு ஒரு மோல் எனப்படும்.
குறியீடு: mol
"மோல்" என்பது வெறுமனே ஒரு எண்ணிக்கையின் பெயர் — "ஒரு டஜன் = 12 பொருட்கள்" என்பதுபோல "ஒரு மோல் = 6.022 × 10²³ துகள்கள்". ஆனால் டஜனைவிட மோல் மிகவும் பெரியது!
4.2 மோலர்த்திணிவு (Molar Mass)
ஒரு பொருளின் ஒரு மோலின் திணிவு மோலர்த்திணிவு எனப்படும். அலகு: g mol⁻¹.
எளிய விதி: ஒரு மூலகத்தின் மோலர்த்திணிவு (g mol⁻¹ இல்) அதன் சார் அணுத்திணிவுக்கு எண் மதிப்பில் சமம்.
| மூலகம் / சேர்வை | Ar அல்லது Mr | மோலர்த்திணிவு |
|---|---|---|
| Na | 23 | 23 g mol⁻¹ |
| Ca | 40 | 40 g mol⁻¹ |
| H₂O | 18 | 18 g mol⁻¹ |
| CO₂ | 44 | 44 g mol⁻¹ |
| H₂SO₄ | 98 | 98 g mol⁻¹ |
5. மோல் கணக்கீட்டு சூத்திரம் — n = m / M
- n = மோல் எண்ணிக்கை (mol)
- m = பொருளின் திணிவு (கிராம்)
- M = மோலர்த்திணிவு (g mol⁻¹)
5.1 எடுத்துக்காட்டுகள்
கேள்வி 1: 22 g CO₂ இல் எத்தனை மோல் உள்ளது?
M(CO₂) = 44 g mol⁻¹; m = 22 g
கேள்வி 2: 24 g கார்பன் (C) இல் எத்தனை மோல்?
M(C) = 12 g mol⁻¹; m = 24 g
கேள்வி 3: 5 mol CO₂ இல் எத்தனை மூலக்கூறுகள் உள்ளன?
கேள்வி 4: 12 g Mg இல் எத்தனை மோல்?
M(Mg) = 24 g mol⁻¹
கேள்வி 5: 2 mol யூரியா CO(NH₂)₂ இன் திணிவு எவ்வளவு?
M(யூரியா) = 12 + 16 + 2(14 + 2) = 12 + 16 + 28 + 4 = 60 g mol⁻¹
6. பரீட்சைக்கான சுருக்கம்
சார் அணுத்திணிவு (Ar): ¹²C-யின் 1/12 பங்கை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒப்பீட்டு எண். H=1, C=12, N=14, O=16, Na=23, Mg=24, Cl=35.5.
சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவு (Mr): வாய்ப்பாட்டில் உள்ள எல்லா அணுக்களின் Ar மதிப்புகளின் கூட்டுத்தொகை.
அவகாதரோ மாறிலி: Nₐ = 6.022 × 10²³ mol⁻¹ — 12 g ¹²C இல் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கை.
மோல்: 6.022 × 10²³ துகள்கள் = 1 mol.
மோலர்த்திணிவு (M): 1 mol-இன் திணிவு g mol⁻¹ இல் — Ar / Mr-ஐ g mol⁻¹ இல் எழுதினால் மோலர்த்திணிவு.
சூத்திரம்: n = m / M — மோல் = திணிவு ÷ மோலர்த்திணிவு.
✅ விரைவுச் சோதனை
முக்கியக் கருத்துக்களை உறுதிப்படுத்துங்கள். தவறான விடைகள் உங்கள் தவறுக் குறிப்பேட்டில் சேமிக்கப்படும்.
🖊 கட்டுரை வினாக்கள் (பகுதி II)
பரீட்சை வடிவில் கட்டமைப்பு வினாக்கள். முதலில் நீங்களே எழுதுங்கள்; பின்னர் மாதிரி விடையைத் திறந்து சரிபாருங்கள்.
(ஆ) பொட்டாசியம் (K) அணுவின் திணிவு 6.144 × 10⁻²³ g, ¹²C அணுவின் திணிவு 1.7 × 10⁻²³ g எனில் — K-யின் சார் அணுத்திணிவைக் கணக்கிடுக. (4 புள்.)
(இ) சார் அணுத்திணிவுக்கு யூனிட் இல்லாதது ஏன்? (3 புள்.) (10 புள்ளி)
விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:
- சார் அணுத்திணிவு = ¹²C-யின் 1/12 பங்கை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒப்பீட்டு விகிதம்.
- Ar சூத்திரம் = (மூலக அணுவின் சராசரி திணிவு) ÷ (¹²C-யின் 1/12).
- K: ¹²C-யின் 1/12 = 1.7/12 × 10⁻²³ g.
- Ar(K) = 6.144 × 10⁻²³ ÷ (1.7/12 × 10⁻²³) = 39.
- யூனிட் இல்லாதது: இரு திணிவுகளின் விகிதம் — யூனிட்கள் ஒன்றோடொன்று நீங்கிவிடும்.
ஒரு மூலகத்தின் அணுவின் சராசரி திணிவை, ¹²C அணுவின் திணிவின் 1/12 பங்குடன் ஒப்பிட்டுக் காணப்படும் விகிதமே சார் அணுத்திணிவு (Ar) ஆகும்.
சூத்திரம்:
Ar = (மூலக அணுவின் சராசரி திணிவு) ÷ (¹²C அணுவின் திணிவின் 1/12 பங்கு)
(ஆ) K-யின் சார் அணுத்திணிவு கணக்கீடு:
தரவு:
• K அணுவின் திணிவு = 6.144 × 10⁻²³ g
• ¹²C திணிவு = 1.7 × 10⁻²³ g
¹²C-யின் 1/12 பங்கு = (1.7 × 10⁻²³) ÷ 12 g
Ar(K) = (6.144 × 10⁻²³) ÷ [(1.7 × 10⁻²³) ÷ 12]
= (6.144 × 10⁻²³ × 12) ÷ (1.7 × 10⁻²³)
= 73.728 ÷ 1.7
= 39
(இ) யூனிட் இல்லாதது ஏன்?
சார் அணுத்திணிவு என்பது இரு திணிவுகளின் விகிதம் — அதாவது:
(g) ÷ (g) = எண் மட்டும்
ஒரு மூலகத்தின் அணு திணிவும் ¹²C-யின் 1/12 திணிவும் இரண்டும் கிராமில் உள்ளன. இரண்டையும் வகுக்கும்போது கிராம் யூனிட் நீங்கிவிடுகிறது. எனவே சார் அணுத்திணிவு ஒரு யூனிட் இல்லாத தூய எண் (dimensionless number) ஆகும்.
(i) NH₃ (ii) H₂SO₄ (iii) C₆H₁₂O₆ (குளுக்கோஸ்) (iv) CaCO₃ (v) NaCl
(H=1, C=12, N=14, O=16, Na=23, S=32, Ca=40, Cl=35.5) (10 புள்ளி)
விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:
- NH₃: 14+3=17.
- H₂SO₄: 2+32+64=98.
- C₆H₁₂O₆: 72+12+96=180.
- CaCO₃: 40+12+48=100.
- NaCl: 23+35.5=58.5.
(i) NH₃:
• N அணுக்கள்: 1 × 14 = 14
• H அணுக்கள்: 3 × 1 = 3
• Mr(NH₃) = 14 + 3 = 17
(ii) H₂SO₄:
• H அணுக்கள்: 2 × 1 = 2
• S அணுக்கள்: 1 × 32 = 32
• O அணுக்கள்: 4 × 16 = 64
• Mr(H₂SO₄) = 2 + 32 + 64 = 98
(iii) C₆H₁₂O₆ (குளுக்கோஸ்):
• C அணுக்கள்: 6 × 12 = 72
• H அணுக்கள்: 12 × 1 = 12
• O அணுக்கள்: 6 × 16 = 96
• Mr(C₆H₁₂O₆) = 72 + 12 + 96 = 180
(iv) CaCO₃:
• Ca அணுக்கள்: 1 × 40 = 40
• C அணுக்கள்: 1 × 12 = 12
• O அணுக்கள்: 3 × 16 = 48
• Mr(CaCO₃) = 40 + 12 + 48 = 100
(v) NaCl:
• Na அணுக்கள்: 1 × 23 = 23
• Cl அணுக்கள்: 1 × 35.5 = 35.5
• Mr(NaCl) = 23 + 35.5 = 58.5
(ஆ) பின்வரும் ஒவ்வொன்றிலும் 1 mol-இல் எத்தனை மூலக்கூறுகள் / அணுக்கள் அடங்கியிருக்கும்? (6 புள்.)
(i) 12 g C (ii) 24 g Mg (iii) 44 g CO₂ (iv) 18 g H₂O (10 புள்ளி)
விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:
- அவகாதரோ மாறிலி = 12 g ¹²C-இல் அடங்கிய அணுக்களின் எண்ணிக்கை.
- Nₐ = 6.022 × 10²³ mol⁻¹.
- 12 g C = 1 mol → 6.022 × 10²³ அணுக்கள்.
- 24 g Mg = 1 mol → 6.022 × 10²³ அணுக்கள்.
- 44 g CO₂ = 1 mol → 6.022 × 10²³ மூலக்கூறுகள்.
- 18 g H₂O = 1 mol → 6.022 × 10²³ மூலக்கூறுகள்.
கார்பன்-12 இன் சரியாக 12 g இல் அடங்கியுள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கை அவகாதரோ மாறிலி (Nₐ) எனப்படும்.
மதிப்பு: Nₐ = 6.022 × 10²³ mol⁻¹
இந்த மாறிலி மிகவும் பெரியது — 602,200,000,000,000,000,000,000 என எழுதலாம்.
(ஆ) ஒவ்வொன்றிலும் அடங்கிய துகள்களின் எண்ணிக்கை:
முக்கியக் கோட்பாடு: ஒரு மோல் எந்தப் பொருளிலும் 6.022 × 10²³ துகள்கள் உண்டு.
(i) 12 g C:
M(C) = 12 g mol⁻¹ → n = 12/12 = 1 mol
→ 6.022 × 10²³ கார்பன் அணுக்கள்
(ii) 24 g Mg:
M(Mg) = 24 g mol⁻¹ → n = 24/24 = 1 mol
→ 6.022 × 10²³ மக்னீசியம் அணுக்கள்
(iii) 44 g CO₂:
M(CO₂) = 44 g mol⁻¹ → n = 44/44 = 1 mol
→ 6.022 × 10²³ CO₂ மூலக்கூறுகள்
(iv) 18 g H₂O:
M(H₂O) = 18 g mol⁻¹ → n = 18/18 = 1 mol
→ 6.022 × 10²³ H₂O மூலக்கூறுகள்
முடிவு: C, Mg, CO₂, H₂O — எல்லாவற்றிலும் துகள்களின் எண்ணிக்கை சமம் (6.022 × 10²³). ஆனால் திணிவு வேறுபட்டது — ஏனெனில் ஒவ்வொரு மூலகத்தின் அணுத்திணிவும் வேறுவேறு.
(i) 22 g CO₂ இல் எத்தனை மோல்? (M=44 g mol⁻¹)
(ii) 2 mol H₂O-வின் திணிவு யாது? (M=18 g mol⁻¹)
(iii) 5 mol CO₂-ல் எத்தனை மூலக்கூறுகள்? (Nₐ=6.022×10²³) (10 புள்ளி)
விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:
- n = m/M: n மோல், m திணிவு g, M மோலர்த்திணிவு g mol⁻¹.
- (i) n = 22/44 = 0.5 mol.
- (ii) m = 2 × 18 = 36 g.
- (iii) N = 5 × 6.022 × 10²³ = 3.011 × 10²⁴.
| குறியீடு | பொருள் | யூனிட் |
|---|---|---|
| n | மோல் எண்ணிக்கை | mol |
| m | பொருளின் திணிவு | g |
| M | மோலர்த்திணிவு | g mol⁻¹ |
தேவைக்கேற்ப மாற்றலாம்:
• n = m ÷ M
• m = n × M
• M = m ÷ n
(i) 22 g CO₂ இல் எத்தனை மோல்?
• M(CO₂) = 44 g mol⁻¹, m = 22 g
• n = m/M = 22 ÷ 44 = 0.5 mol
(ii) 2 mol H₂O-வின் திணிவு:
• M(H₂O) = 18 g mol⁻¹, n = 2 mol
• m = n × M = 2 × 18 = 36 g
(iii) 5 mol CO₂-ல் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை:
• ஒரு மோலில் 6.022 × 10²³ மூலக்கூறுகள்
• 5 mol → 5 × 6.022 × 10²³ = 3.011 × 10²⁴ மூலக்கூறுகள்
(ஆ) மோலர்த்திணிவு என்றால் என்ன? அதன் யூனிட் என்ன? (3 புள்.)
(இ) பின்வரும் ஒவ்வொன்றின் மோலர்த்திணிவைக் காண்க: Na, CO₂, H₂O, H₂SO₄. (4 புள்.) (10 புள்ளி)
விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:
- மோல் = 6.022 × 10²³ துகள்கள் கொண்ட அளவு.
- மோலர்த்திணிவு = 1 mol-ன் திணிவு; யூனிட் = g mol⁻¹.
- Na: 23 g mol⁻¹.
- CO₂: 44 g mol⁻¹.
- H₂O: 18 g mol⁻¹.
- H₂SO₄: 98 g mol⁻¹.
ஒரு பொருளின் 6.022 × 10²³ அலகுகளை (அணுக்கள், மூலக்கூறுகள் அல்லது வேறு துகள்கள்) கொண்ட அளவு ஒரு மோல் எனப்படும்.
குறியீடு: mol. உதாரணம்: 1 mol Na = 6.022 × 10²³ Na அணுக்கள்; 1 mol H₂O = 6.022 × 10²³ H₂O மூலக்கூறுகள்.
(ஆ) மோலர்த்திணிவு (Molar Mass):
ஒரு பொருளின் ஒரு மோலின் திணிவு மோலர்த்திணிவு எனப்படும்.
யூனிட்: g mol⁻¹
முக்கிய விதி: ஒரு மூலகத்தின் மோலர்த்திணிவு (g mol⁻¹) அதன் சார் அணுத்திணிவுக்கு (Ar) எண் மதிப்பில் சமம்.
(இ) மோலர்த்திணிவுகள்:
| பொருள் | கணக்கீடு | மோலர்த்திணிவு |
|---|---|---|
| Na | Ar(Na) = 23 | 23 g mol⁻¹ |
| CO₂ | 12 + 2(16) = 44 | 44 g mol⁻¹ |
| H₂O | 2(1) + 16 = 18 | 18 g mol⁻¹ |
| H₂SO₄ | 2+32+4(16) = 98 | 98 g mol⁻¹ |
(ஆ) பின்வரும் கணக்குகளை தீர்க்கவும்: (6 புள்.)
(i) 10 g CaCO₃ இல் எத்தனை மோல்? (Mr=100)
(ii) 0.5 mol H₂SO₄-இன் திணிவு? (M=98 g mol⁻¹)
(iii) 4 mol H₂O-ல் எத்தனை மூலக்கூறுகள்? (10 புள்ளி)
விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:
- அணு ஒன்றொன்றாக எண்ண முடியாது — மோல் மூலம் அளவிடலாம்.
- ஆய்வகத்தில் g-இல் எடைபோடுவதை mol-ஆக மாற்றுகிறோம்.
- (i) n = 10/100 = 0.1 mol.
- (ii) m = 0.5 × 98 = 49 g.
- (iii) 4 × 6.022 × 10²³ = 2.409 × 10²⁴.
ஒரு கிராம் கந்தக அமிலத்தில் எத்தனை H₂SO₄ மூலக்கூறுகள் உள்ளன? நேரடியாக எண்ண முடியாது — அணுக்கள் மிகவும் சிறியவை. ஆனால் ஆய்வகத்தில் நாம் g-இல் எடைபோட முடியும்.
மோல் கருத்து இந்த இரண்டையும் இணைக்கிறது:
• g-இல் அளவிடுகிறோம் (ஆய்வக தராசு)
• mol-ஆக மாற்றுகிறோம் (n = m/M)
• mol × Nₐ = அணுக்களின் எண்ணிக்கை
வேதியியல் சமன்பாடுகளில் "1 mol + 1 mol → 1 mol" என்று சொல்வது — ஆய்வகத்தில் சரியான அளவுகளில் சேர்க்க உதவுகிறது.
(ஆ) கணக்கீடுகள்:
(i) 10 g CaCO₃:
• M(CaCO₃) = 100 g mol⁻¹
• n = m/M = 10/100 = 0.1 mol
(ii) 0.5 mol H₂SO₄:
• M(H₂SO₄) = 98 g mol⁻¹
• m = n × M = 0.5 × 98 = 49 g
(iii) 4 mol H₂O-ல் மூலக்கூறுகள்:
• N = n × Nₐ = 4 × 6.022 × 10²³ = 2.409 × 10²⁴ மூலக்கூறுகள்
(i) CH₃OH (C=12,H=1,O=16) (ii) AlCl₃ (Al=27,Cl=35.5) (iii) Mg₃N₂ (Mg=24,N=14)
(ஆ) 12 g Mg இல் (i) எத்தனை மோல்? (ii) எத்தனை அணுக்கள்? (4 புள்.) (10 புள்ளி)
விடைத் திட்டம் — சேர்க்க வேண்டிய புள்ளிகள்:
- CH₃OH: 12+4+16=32.
- AlCl₃: 27+3(35.5)=133.5.
- Mg₃N₂: 3(24)+2(14)=72+28=100.
- 12 g Mg: n = 12/24 = 0.5 mol.
- 0.5 × 6.022 × 10²³ = 3.011 × 10²³ அணுக்கள்.
(i) CH₃OH (மெதைல் ஆல்கஹால்):
• C: 1 × 12 = 12
• H: 4 × 1 = 4 (CH₃ + OH = 4H)
• O: 1 × 16 = 16
• Mr = 12 + 4 + 16 = 32
(ii) AlCl₃:
• Al: 1 × 27 = 27
• Cl: 3 × 35.5 = 106.5
• Mr = 27 + 106.5 = 133.5
(iii) Mg₃N₂:
• Mg: 3 × 24 = 72
• N: 2 × 14 = 28
• Mr = 72 + 28 = 100
(ஆ) 12 g Mg இல்:
M(Mg) = 24 g mol⁻¹
(i) மோல் எண்ணிக்கை:
n = m/M = 12/24 = 0.5 mol
(ii) அணுக்களின் எண்ணிக்கை:
N = n × Nₐ = 0.5 × 6.022 × 10²³ = 3.011 × 10²³ அணுக்கள்
🔥 மீட்டல் மையம்
பரீட்சைக்கு முன் இறுதி ஒரு நிமிடம் — மறக்கக்கூடாதவை மட்டும்.
- சார் அணுத்திணிவு (Ar): ¹²C-யின் 1/12 பங்கை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒப்பீட்டு எண். யூனிட் இல்லை.
- முக்கிய Ar மதிப்புகள்: H=1 · C=12 · N=14 · O=16 · Na=23 · Mg=24 · Al=27 · S=32 · Cl=35.5 · K=39 · Ca=40.
- சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவு (Mr): வாய்ப்பாட்டில் உள்ள எல்லா அணுக்களின் Ar கூட்டுத்தொகை.
- முக்கிய Mr: H₂O=18 · CO₂=44 · NH₃=17 · H₂SO₄=98 · NaCl=58.5 · CaCO₃=100.
- அவகாதரோ மாறிலி: Nₐ = 6.022 × 10²³ mol⁻¹ — 12 g ¹²C-இல் அடங்கிய அணுக்கள்.
- மோல்: 1 mol = 6.022 × 10²³ துகள்கள்.
- மோலர்த்திணிவு (M): 1 mol-ன் திணிவு; g mol⁻¹ இல் = Ar / Mr-ன் எண் மதிப்பு.
- சூத்திரம்: n = m/M (n=மோல், m=திணிவு g, M=மோலர்த்திணிவு g mol⁻¹).
- ⚠ K=39, Ca=40 — இரண்டையும் குழப்பாதீர்கள். Cl=35.5 (35 அல்ல).
அலகின் முதுகெலும்பு — கருத்துக்களும் தொடர்புகளும்.
- ஏன் சார் அணுத்திணிவு? அணுவின் நேர் திணிவு மிகவும் சிறியது (10⁻²³ g அளவு). நேரடியாக g-இல் சொல்ல முடியாது. ¹²C = அளவுகோல்.
- ¹²C தரநிலை: ¹²C அணுவின் திணிவு = 1.7 × 10⁻²³ g. அதன் 1/12 = 1 amu. மற்ற அணுக்களை இதுடன் ஒப்பிட்டு Ar கிடைக்கும்.
- Ar சூத்திரம்: Ar = (மூலக அணுவின் சராசரி திணிவு) ÷ (¹²C திணிவின் 1/12). விகிதம் — யூனிட் இல்லை.
- Na உதாரணம்: Na திணிவு = 3.819 × 10⁻²³ g. Ar(Na) = 3.819/(1.7/12) = 23.
- Mr கணக்கீடு — எப்படி: வாய்ப்பாட்டில் ஒவ்வொரு மூலகத்தின் Ar × அதன் subscript = கூட்டு. H₂SO₄: 2(1)+32+4(16)=98.
- அவகாதரோ மாறிலியின் வரையறை: 12 g ¹²C-இல் அடங்கிய அணுக்களின் எண்ணிக்கை = 6.022 × 10²³. இதுவே 1 mol-ன் அளவு.
- மோல் = எண்ணும் அலகு: டஜன் = 12, மோல் = 6.022 × 10²³. எண்ண முடியாத அணுக்களை g-இல் அளவிட்டு mol-ஆக மாற்றலாம்.
- மோலர்த்திணிவு விதி: Ar(Na)=23 → M(Na)=23 g mol⁻¹. Mr(CO₂)=44 → M(CO₂)=44 g mol⁻¹. (எண் மதிப்பு சமம்; யூனிட் மட்டும் g mol⁻¹ சேர்க்கவும்)
- n=m/M பிரயோகம்: 22 g CO₂ → n=22/44=0.5 mol. 2 mol H₂O → m=2×18=36 g. 5 mol CO₂ → N=5×6.022×10²³=3.011×10²⁴.
- ⚠ பொதுவான தவறுகள்: Cl=35.5 (35 அல்ல). K=39 vs Ca=40. Mr கணக்கில் subscript மறப்பது (H₂-வில் 2 H, ஆனால் 1 மட்டும் கணக்கிடுவது தவறு). Ar-க்கு g mol⁻¹ யூனிட் போடுவது தவறு — M-க்குத்தான்.
பரீட்சைக்கு முந்தின இரவு முழு அலகையும் ஓட்டிப் பார்.
- 7.1 சார் அணுத்திணிவு (Ar): வரையறை — ¹²C-யின் 1/12 பங்கை அடிப்படையாக வைத்து ஒப்பிட்ட விகிதம். யூனிட் இல்லாத தூய எண். சூத்திரம்: Ar = (மூலக அணு திணிவு) ÷ (¹²C திணிவின் 1/12).
- 7.2 முக்கிய Ar அட்டவணை: H=1, C=12, N=14, O=16, F=19, Na=23, Mg=24, Al=27, P=31, S=32, Cl=35.5, K=39, Ca=40.
- 7.3 சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவு (Mr): வரையறை — வாய்ப்பாட்டில் அனைத்து அணுக்களின் Ar-களின் கூட்டுத்தொகை. H₂O=18, CO₂=44, NH₃=17, H₂SO₄=98, NaCl=58.5, CaCO₃=100, C₆H₁₂O₆=180.
- 7.4 அவகாதரோ மாறிலி (Nₐ): 12 g ¹²C-இல் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கை = 6.022 × 10²³ mol⁻¹. இது 1 mol-ன் துகள் எண்ணிக்கை.
- 7.5 மோல் வரையறை: 6.022 × 10²³ துகள்கள் = 1 mol. எந்தப் பொருளுக்கும் ஒரே மோலில் ஒரே எண்ணிக்கை துகள்கள் — ஆனால் திணிவு வேறுவேறு.
- 7.6 மோலர்த்திணிவு (M): 1 mol-ன் திணிவு g mol⁻¹-இல். Ar அல்லது Mr-ன் எண் மதிப்பு = M-ன் எண் மதிப்பு. Na: M=23 g mol⁻¹; H₂SO₄: M=98 g mol⁻¹.
- 7.7 n=m/M சூத்திரம்: n=மோல் (mol), m=திணிவு (g), M=மோலர்த்திணிவு (g mol⁻¹). மூன்று வழிகளில் மாற்றலாம்: n=m/M · m=n×M · M=m/n.
- ⚠ பரீட்சை குழப்பப் பகுதிகள்: (1) Ar-க்கு யூனிட் இல்லை; M-க்கு g mol⁻¹. (2) K(39) vs Ca(40). (3) Cl = 35.5 (இரண்டு ஐசோட்டோப்கள் சராசரி). (4) "1 mol ஒட்சிசன்" = O₂ எனில் M=32; O எனில் M=16 — சரியான வாய்ப்பாடு கொடுக்கவும்.
- ⭐ வரையறை சுருக்கம்: Ar = ஒப்பீட்டு எண் (¹²C அடிப்படை) · Mr = வாய்ப்பாட்டில் Ar கூட்டுத்தொகை · Nₐ = 6.022×10²³ mol⁻¹ · மோல் = 6.022×10²³ துகள்கள் · M = 1 mol-ன் திணிவு (g mol⁻¹) · n = m/M.
- 📋 கலைச்சொற்கள்: சார் அணுத்திணிவு = Relative Atomic Mass (Ar) · சார் மூலக்கூற்றுத் திணிவு = Relative Molecular Mass (Mr) · அவகாதரோ மாறிலி = Avogadro Constant (Nₐ) · மோல் = Mole (mol) · மோலர்த்திணிவு = Molar Mass (M).