← விஞ்ஞானம் 📖 முழுப் பாடம் (விளக்கம்)

மின்னிரசாயனம் · மனவரைபடம்

மனவரைபடங்கள்
🆕 இதை முதல் தடவை படிக்கிறீர்களா? கீழேயுள்ளது மீட்டல் குறிப்புகள் மட்டுமே — முதலில் முழுப் பாடத்தில் விளக்கத்தைப் படியுங்கள், பின் இங்கே திரும்பி வந்து மீட்டல் செய்யுங்கள். 📖 முதலில் பாடத்தைப் படிக்க
🧪 இரசாயனவியல் · தரம் 11

மின்னிரசாயனம்

Electrochemistry — தரம் 11, அலகு 12

💡 இது என்ன? மின்கலன், மின்னாற்பகுப்பு ஆகியவற்றின் அறிவியலை விளக்கும் அலகு.

🌍 அன்றாட உதாரணம்: 🔋 மொபைல் போன் பேட்டரி இரசாயனத் தாக்கத்தால் மின்சாரத்தை உருவாக்குகிறது — இதுவே மின்வேதியியல்.
O/L விஞ்ஞானம் · தரம் 11
NIE பாடத்திட்டம் அடிப்படை
12.1 மின்வேதியணு (electrochemical cell)

இரசாயன சக்தியை மின் சக்தியாக மாற்றும் அமைப்பு. வேறுபட்ட இரு உலோகக் கம்பிகளை இணைத்து அமிலக் கரைசலில் (நீர்த்த H₂SO₄) தோய்த்தால் எளிய கலம் (simple/galvanic cell).

  • கரைசலில் தோய்க்கப்படும் கடத்தும் கம்பிகள் = மின்முனைகள் (electrode); கரைசல் = மின்பகுளி (electrolyte).
  • Zn + நீர்த்த H₂SO₄ → குமிழிகள் வெளியேறி Zn கரையும்: Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻.
  • எடுத்துக்காட்டுகள்: விளையாட்டுக் கார், கையடிவிளக்கு, கணிப்பான், கணினி, கைபேசி.
நேர்/எதிர் மின்முனை அடையாளம்
  • தாக்கத்திறன் தொடரில் (activity series) உயரே உள்ள உலோகம் = நேர்மின்முனை (anode); கீழே உள்ளது = எதிர்மின்முனை (cathode).
  • நேர்மின்முனை (anode): ஒட்சியேற்றம் (oxidation) நிகழும் → எதிர் முனை (−).
  • எதிர்மின்முனை (cathode): ஒட்சிஇறக்கம் (reduction) நிகழும் → நேர் முனை (+).
  • வெளிக் கம்பியில் இலத்திரன்கள் anode → cathode பாயும்; சம்பிரதாய மின்னோட்டம் (I) நேர்(+) → எதிர்(−).
Zn–Cu கலம்: Zn = anode (−), Cu = cathode (+). Cu மீது H₂ குமிழிகள், Zn கரையும்.
அரைத் தாக்கங்கள் (half reactions)
  • Anode: Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻ (ஒட்சியேற்றம்)
  • Cathode: 2H⁺(aq) + 2e⁻ → H₂(g) (ஒட்சிஇறக்கம்)
  • கூட்டினால் மொத்தக் கலத் தாக்கம்: Zn(s) + 2H⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + H₂(g).
  • Fe–Cu கலம்: Fe(s)→Fe²⁺+2e⁻ (Fe = anode); Zn–Fe கலம்: Zn = anode, Fe = cathode.
12.2 மின்னாற்பகுப்பு (electrolysis)

மின் சக்தியைச் செலுத்தி, தானாக நிகழாத இரசாயன மாற்றத்தை ஏற்படுத்துதல் (மின் → இரசாயன சக்தி). மின்னாற்பகுப்புக் கலத்தில்: மின் மூலம் + மின்பகுளி + 2 மின்முனைகள் + இணைப்புக் கம்பிகள்.

(+) (−) anode cathode மின்பகுளி − அயனிகள் → ← +அயனிகள்
  • நேர்(+) முனை = anode (ஒட்சியேற்றம்); எதிர்(−) முனை = cathode (ஒட்சிஇறக்கம்).
  • நேர் அயனிகள் → எதிர்முனைக்கு (cathode); எதிர் அயனிகள் → நேர்முனைக்கு (anode).
  • பல நேர் அயனிகள் இருப்பின் தாக்கத்திறன் தொடரில் கீழே உள்ள உலோகத்தின் அயனி (எ.கா. H⁺ > Na⁺; Cu²⁺ > H⁺) முதலில் ஒட்சிஇறக்கமடையும்.
மின்முனைகளில் விளையும் பொருட்கள்
மின்பகுளிCathode (−)Anode (+)
உருகிய NaClNa (உலோகம்)Cl₂ வாயு
நீரிய NaClH₂ வாயுCl₂ வாயு (கரைசலில் NaOH மிகும்)
நீரிய CuSO₄Cu படியும்O₂ வாயு (நீலம் மங்கும்)
அமிலமயமாக்கிய நீர்H₂ வாயுO₂ வாயு
நீரின் மின்னாற்பகுப்பு: 2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)
தொழில்துறைப் பயன்கள்: உலோகப் பிரித்தெடுப்பு (Downs கலம் → Na; bauxite → Al), உலோகச் சுத்திகரிப்பு (செம்பு), NaOH உற்பத்தி, மின்முலாம் பூசுதல்.
மின்முலாம் பூசுதல் (electroplating)

மின்னாற்பகுப்பின் மூலம் ஒரு பொருளின் மேல் மெல்லிய உலோகப் படலம் பூசுதல் (எ.கா. நகைக்குத் தங்கம், எஃகுக்கு நிக்கல்/குரோமியம்).

  • பூசப்படும் பொருள் = cathode (−).
  • Anode (+) = பூசும் உலோகத்தாலான தகடு/கம்பி.
  • மின்பகுளி = பூசும் உலோகத்தின் உப்புக் கரைசல்.
  • தரமான பூச்சுக்கு மின்பகுளியின் செறிவு குறைவாக இருத்தல் நல்லது (தாக்க வீதம் குறைந்து சீரான பூச்சு).
இரும்புக் கரண்டியில் செம்பு பூச: cathode = கரண்டி, anode = செம்புக் கம்பி, மின்பகுளி = CuSO₄. Anode படிப்படியாகக் கரையும்: Cu(s)→Cu²⁺+2e⁻.
12.3 உலோக அரிப்பு & துருப்பிடித்தல்
  • உலோக அரிப்பு (corrosion): காற்றுக்கு வெளிப்படும்போது உலோகம் நிறம் மாறுதல்/சிதைதல்.
  • துருப்பிடித்தல் (rusting): இரும்பு/எஃகு காற்றுக்கு வெளிப்பட்டு அரிப்படைதல் — இதுவே ஒரு மின்னிரசாயன முறை.
துருவுக்கு: இரும்பு + நீர் + ஒட்சிசன்

நிபந்தனைகள் (சோதனைகள்): காய்ச்சிய நீர் + எண்ணெய் அடுக்கு → துரு இல்லை (காற்று தேவை). இரும்பு பஞ்சு → காற்றில் ⅕ பகுதி (= ஒட்சிசன்) பயன்படும். கால்சியம் குளோரைடு → நீராவி நீக்கம் → துரு இல்லை (நீர் தேவை).

துருப்பிடித்தலின் தாக்கங்கள்
  • Anode (ஒட்சியேற்றம்): Fe(s) → Fe²⁺(aq) + 2e⁻
  • Cathode (ஒட்சிஇறக்கம்): 2H₂O(l) + O₂(g) + 4e⁻ → 4OH⁻(aq)
  • மொத்தம்: 2Fe + 2H₂O + O₂ → 2Fe(OH)₂; மேலும் ஒட்சியேற்றம் → நீரேற்றிய பெரிக் ஒட்சைடு (Fe₂O₃·xH₂O) = சிவப்புப் பழுப்பு துரு.
விரைவாக்குபவை: உப்பு (NaCl — கடலோர மண்/நீர்), அமிலங்கள் (எலுமிச்சை, HCl). தாமதிப்பவை: மூலங்கள் (NaOH).
துருவைத் தடுத்தல் (prevention)
  • வர்ணம்/கிரீஸ்/எண்ணெய் பூசுதல் — காற்று & நீர் தொடாமல் பாதுகாப்புப் படலம்.
  • தகரம் (tin) பூசுதல் — பாதுகாப்புப் படலம்.
  • பலியீட்டுப் பாதுகாப்பு (sacrificial / cathodic protection): இரும்பைவிட தாக்கத்திறன் கூடிய உலோகத்தை (Mg, Zn) தொடர்பில் வைத்தல் → அந்த உலோகம் anode ஆகி அரிக்கும், இரும்பு cathode ஆகிப் பாதுகாக்கப்படும்.
  • எடுத்துக்காட்டு: துத்தநாகப் பூச்சு (galvanising) — வாளி, முள்வேலி, கூரைத்தகடு, GI குழாய்; கப்பல் உடலில் Mg/Zn தொகுதிகள்.
முக்கிய சொற்கள் (Key Terms)
Electrochemical cell
மின்வேதியணு
Electrode
மின்முனை
Electrolyte
மின்பகுளி
Anode
நேர்மின்முனை
Cathode
எதிர்மின்முனை
Oxidation
ஒட்சியேற்றம்
Reduction
ஒட்சிஇறக்கம்
Electrolysis
மின்னாற்பகுப்பு
Electroplating
மின்முலாம் பூசுதல்
Rusting
துருப்பிடித்தல்
learn.gtdigital.tech/ol/science/ Goperamanan Thirusenthivel, MSc · GT Digital