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 உள்ளன 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 ஆகியவற்றை விளக்கமாகக் கற்போம்.
1. சார் அணுத்திணிவு (Relative Atomic Mass)
1.1 அணுவின் திணிவை ஏன் நேரடியாக அளவிட முடியாது?
ஒரு தனி அணுவின் திணிவு மிகவும் சிறியது; எடுத்துக்காட்டாக, சோடியம் அணு ஒன்றின் திணிவு
3.819 × 10⁻²³ g. இந்த எண்ணை கிராமில் எழுதவோ ஒப்பிடவோ மிகவும் கடினம்.
எனவே நேரடித் திணிவுக்குப் பதிலாக ஒப்பீட்டுத் 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 அலகு 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 ஐ அதன் அணு எண்ணிக்கையால் பெருக்கி, கிடைக்கும் பெறுமானங்களைக் கூட்டவும்.
| மூலக்கூறு | கணக்கீடு | Mr |
|---|---|---|
| H₂O (நீர்) | (2 × 1) + (1 × 16) | 18 |
| CO₂ (கார்பனீரொட்சைட்டு) | (1 × 12) + (2 × 16) | 44 |
| NH₃ (அம்மோனியா) | (1 × 14) + (3 × 1) | 17 |
| H₂SO₄ (கந்தக அமிலம்) | (2×1) + 32 + (4×16) | 98 |
| NaCl (சோடியம் குளோரைட்டு) | 23 + 35.5 | 58.5 |
| C₆H₁₂O₆ (குளுக்கோசு) | (6×12) + (12×1) + (6×16) | 180 |
⚠ முக்கியக் குறிப்பு: அயனி சேர்வைகளுக்கு (NaCl போன்றவை) "மூலக்கூற்றுத் திணிவு" என்பதற்குப் பதிலாகச் 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 அதைவிட 10¹⁶ மடங்கு பெரியது.
3.2 அவகாதரோ மாறிலியின் பொருள்
ஒரு மோலில் எத்தனை துணிக்கைகள் உள்ளன என்பதை அவகாதரோ மாறிலி கூறுகிறது:
- 12 g கார்பனில் (C) 6.022 × 10²³ அணுக்கள் உள்ளன
- 24 g மக்னீசியத்தில் (Mg) 6.022 × 10²³ அணுக்கள் உள்ளன
- 44 g CO₂ இல் 6.022 × 10²³ மூலக்கூறுகள் உள்ளன
- 98 g H₂SO₄ இல் 6.022 × 10²³ மூலக்கூறுகள் உள்ளன
ஒவ்வொரு பொருளிலும் திணிவு வேறுபட்டாலும் 6.022 × 10²³ துணிக்கைகள் என்ற எண்ணிக்கை மாறுவதில்லை. இதுவே "மோல்" என்ற அலகின் சிறப்பு.
4. மோல் (Mole)
4.1 மோல் என்றால் என்ன?
ஒரு பொருளின் 6.022 × 10²³ அலகுகளைக் (அணுக்கள், மூலக்கூறுகள் அல்லது வேறு
ஏதாவது துணிக்கைகள்) கொண்ட அளவு ஒரு மோல் எனப்படும்.
குறியீடு: mol
"மோல்" என்பது வெறுமனே ஓர் எண்ணிக்கையின் பெயர்; "ஒரு டசின் = 12 பொருட்கள்" என்பதுபோல "ஒரு மோல் = 6.022 × 10²³ துணிக்கைகள்". ஆனால் டசினைவிட 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 அல்லது 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 கணக்கீட்டுச் 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 இன் 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; இது 12 g ¹²C இல் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கை.
மோல்: 6.022 × 10²³ துணிக்கைகள் = 1 mol.
மோலர்த்திணிவு (M): 1 mol இன் திணிவு (g mol⁻¹ இல்). Ar அல்லது Mr ஐ g mol⁻¹ இல் எழுதினால் மோலர்த்திணிவு கிடைக்கும்.
சூத்திரம்: n = m / M; அதாவது 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).