வேதியியல்: கரைதிறன், வேதிச்சேர்மங்கள், அமிலம் மற்றும் காரங்கள்
Overview of Chemistry Concepts
கரைதிறன் கருத்து (Concept of Solubility)
கரைதிறன் என்பது ஒரு திட, திரவ அல்லது வாயு வேதி பொருளின் பண்பாகும், இது ஒரு திட, திரவ அல்லது வாயு கரைப்பானில் கரைந்து கரைப்பானில் உள்ள கரைப்பொருள் ஒரே மாதிரியான கரைசலை உருவாக்குகிறது. ஒரு பொருளின் கரைதிறன் அடிப்படையில் பயன்படுத்தப்படும் கரைப்பான் மற்றும் கரைப்பொருளின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள், வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் கரைசலின் PH ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. ஒரு குறிப்பிட்ட கரைப்பானில் உள்ள ஒரு பொருளின் கரைதிறன் அளவு செறிவு என அளவிடப்படுகிறது, அதிக கரைப்பொருளை சேர்ப்பது கரைசலின் செறிவை அதிகரிக்காது மற்றும் அதிகப்படியான கரைப்பொருளை வீழ்படிவாகிறது.
பெரும்பாலும், கரைப்பான் ஒரு திரவமாகும், இது ஒரு தூய பொருள் அல்லது கலவையாக இருக்கலாம். ஒருவர் திடமான கரைசலைப் பற்றியும் பேசலாம், ஆனால் அரிதாக ஒரு வாயுவில் உள்ள கரைசல் பற்றி பேசலாம்.
கரையும் தன்மையின் அளவு, நீரில் உள்ள எத்தனால் போன்ற முடிவில்லா கரையக்கூடிய (வரம்பு இல்லாமல்) (முழுமையாக கலக்கக்கூடியது) முதல் தண்ணீரில் சில்வர் குளோரைடு போன்ற குறைவாக கரையக்கூடியது வரை பரவலாக உள்ளது. கரையாத சொல் பெரும்பாலும் குறைவாக அல்லது மிகவும் குறைவாக கரையக்கூடிய சேர்மங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சில நிபந்தனைகளின் கீழ், சமநிலை கரைதிறன் அதிகமாகி, அதி தெவிட்டிய கரைசல் என்று அழைக்கப்படும், இது சிற்றுறுதி ஆகும்.
கரைதிறன் என்பது ஒரு பொருளைக் கரைக்கும் அல்லது திரவமாக்கும் திறனுடன் குழப்பமடையக்கூடாது, ஏனெனில் கரைசல் கரைவதால் மட்டுமல்ல, வேதிவினையின் காரணமாகவும் ஏற்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தில் கரையாத துத்தநாகம், ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தில் வினைபுரிகிறது, ஆனால் வினை மூலம் ஹைட்ரஜன் வாயு மற்றும் துத்தநாக குளோரைடு தருகிறது. இது அமிலத்தில் கரையக்கூடியது.
கரைதிறன், துகள் அளவு அல்லது பிற இயக்கக் காரணிகளைச் சார்ந்தது அல்ல; போதுமான நேரம் கொடுக்கப்பட்டால், பெரிய துகள்கள் கூட இறுதியில் கரைந்துவிடும். குறிப்பிட்ட நிலைகளுக்கு கரைதிறன் வரையறுக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, கால்சியம் கார்பனேட்டின் பாலிமார்ப்கள் மற்றும் ஒரே வேதியியல் சூத்திரத்தைக் கொண்டிருந்தாலும், நீரில் உள்ள அரகோனைட் மற்றும் கால்சைட்டின் கரைதிறன் வேறுபடும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
ஒரு பொருளின் கரைதிறன் மற்றொரு பொருளின் கரைப்பான் மற்றும் கரைப்பொருள் இடையே உள்ள மூலக்கூறு ஆற்றல்களின் சமநிலை மற்றும் கரைசல் என்ட்ரோபி-இயலாற்றல் மாற்றத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் போன்ற காரணிகள் சமநிலையை மாற்றும், இதனால் கரைதிறன் மாறும். கரைதிறன் கரைப்பானில் கரைந்துள்ள பிற கூறு இருப்பதையும் வலுவாக சார்ந்து இருக்கலாம், எடுத்துக்காட்டாக, திரவங்களில் சிக்கலான-உருவாக்கும் (லிகண்ட்ஸ்). கரைதிறன் என்பது கரைசலில் உள்ள பொதுவான அயனியின் அதிகப்படியான அல்லது குறைபாட்டைப் பொறுத்தது, இது பொதுவான அயனி விளைவு என அழைக்கப்படுகிறது. குறைந்த அளவிற்கு, கரைதிறன் அயனி வலிமையைப் பொறுத்தது. கடைசி இரண்டு விளைவுகளையும் கரைதிறன் சமநிலைக்கான சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி அளவிட முடியும்.
வேதிச் சேர்மத்தின் பயன்பாடு (Uses of Chemical Compounds)
வேதிச்சேர்மம் என்பது இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட வெவ்வேறு தனிமங்களை கொண்ட ஒரு தூய வேதிபொருளாகும், அவை வேதி வினைகளால் எளிமையான பொருட்களாக பிரிக்கப்படுகின்றன. வேதி சேர்மம் தனித்துவமான மற்றும் வரையறுக்கப்பட்ட வேதி அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன; அவை வேதி பிணைப்புகளால் வரையறுக்கப்பட்ட ஒன்றாக இணைக்கப்பட்ட அணுக்களின் நிலையான விகிதத்தைக் கொண்டிருக்கின்றன. வேதி சேர்மங்கள் சகபிணைப்பால் பிணைப்புகளால் ஒன்றிணைக்கப்பட்ட மூலக்கூறு சேர்மங்களாக இருக்கலாம், அயனி பிணைப்புகளால் ஒன்றாக உள்ள உப்புகள், உலோகப் பிணைப்புகளால் ஒன்றிணைக்கப்பட்ட இடை உலோக கலவைகள் அல்லது ஒருங்கிணைந்த சக பிணைப்புகளால் ஒன்றிணைக்கப்பட்டவை. தூய தனிமங்கள் சேர்மங்களாகக் கருதப்படுவதில்லை, அவை ஒரு தனிமத்தின் (H₂, S₈ போன்றவை) பல அணுக்களை மட்டுமே கொண்டிருக்கும் மூலக்கூறுகளைக் கொண்டிருந்தாலும், அவை ஈரணு மூலக்கூறுகள் அல்லது பல அணு மூலக்கூறுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.
| சேர்மம் (Compound) | வேதி வாய்ப்பாடு (Formula) | பயன்பாடு (Use) |
|---|---|---|
| சோடியம் புளோரைடு | NaF | பற்பசை |
| சோடியம் லாரில் சல்பேட் | C₁₂H₂₅SO₄Na | சோப்பு |
| சுக்ரோஸ் | C₁₂H₂₂O₁₁ | உணவுகள் |
| டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு | TiO₂ | பெயிண்ட் (வெள்ளை நிறமி) |
| அசிட்டிக் அமிலம் (எத்தனோயிக் அமிலம்) | CH₃COOH | வினிகர் |
| சோடியம் ஹைபோகுளோரைட் | NaOCl | ப்ளீச் |
| சோடியம் நைட்ரேட் | NaNO₃ | உரம் |
| பாஸ்போரிக் அமிலம் | H₃PO₄ | கோலா |
| எத்தனால் | CH₃CH₂OH | மது பானங்கள் |
| மீத்தேன் | CH₄ | எரிவாயு கொதிகலன்கள் மற்றும் ஹாப்களில் எரிபொருள் |
| பியூட்டேன் | C₄H₁₀ | இலகுவான எரிபொருள் |
| ஆக்டேன் | C₈H₁₈ | ஆட்டோமொபைல் எரிபொருள் |
| ஃபீனால் | C₆H₅OH | கிருமி நாசினி |
அமிலம், காரம் மற்றும் உப்புகள் (Acids, Bases, and Salts)
காரங்கள் (Bases)
ஆல்குலி என்ற சொல்லின் பொருள் தாவர சாம்பல் ஆகும். இது ஆல்குவிலி என்ற அரேபிய சொல்லிலிருந்து பெறப்பட்டது. எல்லா ஆல்கலிகளும் காரங்கள், ஆனால் எல்லா காரங்களும் ஆல்கலிகள் அல்ல.
வரையறை: நீர்மக் கரைசலில் ஹைட்ராக்ஸில் அயனிகளைத் தரவல்ல உலோக ஆக்ஸைடு மற்றும் ஹைட்ராக்ஸைடு சேர்மங்கள் காரங்கள் எனப்படும்.
- அமில மழை: சல்பியூரிக் அமிலம், நைட்ரிக் அமிலம்
- கண்ணாடியைக் கரைக்க: ஹைட்ரோ புளுரிக் அமிலம் (HF)
- கண்ணை சுத்தப்படுத்த: போரிக் அமிலம்
இயற்பியல் பண்புகள்:
- காரங்கள் நிறமற்றவை, மணமற்றவை. ஆனால் இரும்பு மற்றும் தாமிர ஹைட்ராக்ஸைடுகள் குறிப்பிட்ட நிறத்தைப் பெற்றிருக்கும்.
- காரங்கள் கசப்பு சுவையுடையவை.
- காரங்கள் அரிக்கும் தன்மையுடையவை.
- சோப்பு மற்றும் எண்ணெய் போன்று தொடுவதற்கு வழவழப்பாக இருக்கும்.
- சிறந்த மின்கடத்திகள்.
- ஹைட்ராக்ஸில் (OH⁻) தொகுதியைப் பெற்றிருக்கும்.
- உலோகம் இல்லாத ஒரே ஹைட்ராக்ஸைடு அமோனியம் ஹைட்ராக்ஸைடு (NH₄OH) ஆகும்.
வேதிப்பண்புகள்:
-
காரங்கள் அமிலங்களுடன் வினைபுரிந்து உப்பையும் நீரையும் உருவாக்குகிறது. இவ்வினை நடுநிலையாக்கல் வினை எனப்படும்.
- காரம் + அமிலம் → உப்பு + நீர்
- (எ.கா): KOH + HCl → KCl + H₂O
-
காரங்கள் உலோகங்களுடன் வினைபுரிந்து ஹைட்ரஜன் வாயுவை வெளியேற்றுகிறது.
- (எ.கா): Zn + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂↑
அமிலத்துவம்: ஒரு மூலக்கூறு காரத்தில் இடப்பெயர்ச்சி செய்யத்தக்க ஹைட்ராக்ஸைடு அயனிகளின் எண்ணிக்கை அதன் அமிலத்துவம் ஆகும்.
காரத்தின் பயன்கள்:
- சோப்பு, துணி மற்றும் பிளாஸ்டிக் செய்ய பயன்படுகிறது.
- காகிதம், மருந்து தயாரிக்க பயன்படுகிறது.
- ஆடைகளில் படிந்துள்ள கறை, எண்ணெய் பிசுக்களை அகற்ற பயன்படுகிறது.
நிறங்காட்டிகள்: கரைசல்களின் அமில மற்றும் காரத் தன்மையை ஒரு குறிப்பிட்ட துல்லியமான நிறமாற்றத்தின் மூலம் காட்டும் வேதிப்பொருட்கள் நிறங்காட்டிகள் ஆகும். (எ.கா): ஃபினாப்தலின்.