அல்கேன்கள் பற்றி விவாதிக்கும் கேள்விகளுக்கான எடுத்துக்காட்டு

அல்கேன்கள் பற்றிய எடுத்துக்காட்டுக் கேள்விகளும் கலந்துரையாடலும்

ஆல்கேன்கள் என்பவை கார்பன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் அணுக்களுக்கு இடையே ஒற்றைப் பிணைப்புகளைக் கொண்ட எளிய ஹைட்ரோகார்பன் சேர்மங்கள் ஆகும். அவை பாரஃபின்கள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன, மேலும் நிறைவுற்ற கார்பன் சங்கிலிகளைக் கொண்டுள்ளன. ஆல்கேன்களின் முக்கியப் பண்பு அவற்றின் மந்தத்தன்மை ஆகும், இதன் காரணமாக அவை பெரும்பாலும் எரிபொருள்களாகவும் மசகு எண்ணெய்களாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்தக் கட்டுரையில், ஆல்கேன்கள் தொடர்பான பல எடுத்துக்காட்டுக் கணக்குகளையும் அவற்றின் தீர்வுகளையும் பற்றி விவாதிப்போம்.

அல்கேன்கள் பற்றிய அறிமுகம்
ஆல்கேன்களை \(C_nH_{2n+2}\) என்ற பொதுவான சூத்திரத்தால் வெளிப்படுத்தலாம், இதில் \(n\) என்பது கார்பன் அணுக்களின் எண்ணிக்கையாகும். மிக எளிய ஆல்கேன் என்பது ஒரு கார்பன் அணுவைக் கொண்ட மீத்தேன் (\(CH_4\)) ஆகும். இதைத் தொடர்ந்து ஈத்தேன் (\(C_2H_6\)), புரோப்பேன் (\(C_3H_8\)) மற்றும் பல வருகின்றன. ஆல்கேன்களின் பெயர்கள், '-ஏன்' என்ற பின்னொட்டைப் பயன்படுத்தும் IUPAC (தூய மற்றும் பயன்பாட்டு வேதியியலுக்கான சர்வதேச ஒன்றியம்) பெயரிடல் முறையைப் பின்பற்றுகின்றன.

அல்கேன்களின் இயற்பியல் பண்புகள்
– இயற்பியல் நிலை: ஒரு சங்கிலியில் கார்பன் அணுக்கள் அதிகமாக இருந்தால், உருகும் மற்றும் கொதிக்கும் வெப்பநிலைகள் அதிகமாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, மீத்தேன், ஈத்தேன் மற்றும் புரோப்பேன் ஆகியவை அறை வெப்பநிலையில் வாயுக்களாக உள்ளன, அதேசமயம் பெரிய அல்கேன்கள் (எ.கா., ஆக்டேன்) திரவங்களாக இருக்கின்றன.
– கரைதிறன்: அல்கேன்கள் நீரில் கரையாதவை, ஆனால் அவற்றின் நீர் விலக்கும் தன்மை காரணமாக மற்ற முனைவற்ற கரைப்பான்களில் கரைகின்றன.
– வினைத்திறன்: அல்கேன்கள் அவற்றின் வலிமையான ஒற்றைப் பிணைப்புகளின் காரணமாக, மற்ற ஹைட்ரோகார்பன்களைக் காட்டிலும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வினைத்திறன் கொண்டவையாக உள்ளன.

அல்கேன்களின் முக்கிய வினைகள்
– எரிதல்: அல்கேன்கள் முழுமையான எரிதலுக்கு உட்பட்டு கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரை உருவாக்கலாம், அல்லது முழுமையற்ற எரிதலுக்கு உட்பட்டு கார்பன் மோனாக்சைடு மற்றும் நீரை உருவாக்கலாம்.
– ஹாலோஜனேற்றம்: அல்கேன்கள், குறிப்பிட்ட சூழ்நிலைகளில் ஹாலோஜன்களுடன் (எ.கா., குளோரின் அல்லது புரோமின்) வினைபுரிந்து அல்கைல் ஹாலைடுகளை உருவாக்குகின்றன.

மேற்கண்ட கருத்துகளை இன்னும் சிறப்பாகப் புரிந்துகொள்ள, சில எடுத்துக்காட்டுக் கேள்விகளையும் அவற்றின் விளக்கங்களையும் பார்ப்போம்.

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 1: அல்கேன்களுக்குப் பெயரிடுதல்

சோல்
பின்வரும் சேர்மத்திற்கான IUPAC பெயரைத் தருக:
1. \( CH_3-CH_2-CH_3 \)
2. \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3 \)
3. \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3-CH_2-CH_3 \)

கலந்துரையாடல்
1. \( CH_3-CH_2-CH_3 \) என்ற வாய்ப்பாட்டைக் கொண்ட சேர்மம் புரோப்பேன் ஆகும். இந்த சேர்மத்தின் IUPAC பெயர் புரோப்பேன் ஆகும்.

2. \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3 \) என்ற வாய்ப்பாட்டைக் கொண்ட சேர்மம் பென்டேன் ஆகும். இந்த சேர்மத்தின் IUPAC பெயர் பென்டேன் ஆகும்.

3. \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3-CH_2-CH_3 \) என்ற வாய்ப்பாட்டைக் கொண்ட சேர்மம் ஹெப்டேன் ஆகும். இந்த சேர்மத்திற்கான IUPAC பெயர் ஹெப்டேன் ஆகும்.

பென்ஜெலாசன்
ஆல்கேன்களுக்குப் பெயரிடும்போது, ​​இரண்டு முக்கிய விதிகளைப் பின்பற்றலாம்:
1. மிக நீளமான கார்பன் சங்கிலியை முதன்மைச் சங்கிலியாகக் கண்டறியவும்.
2. சங்கிலியில் உள்ள கார்பன் அணுக்களின் எண்ணிக்கையின்படி (met-, et-, prop-, but-, போன்றவை) பெயரிட்டு, அதைத் தொடர்ந்து -ane என்ற பின்னொட்டைச் சேர்க்கவும்.

எடுத்துக்காட்டு கேள்வி 2: ஐசோமர்கள்

சோல்
பியூட்டேன் (\(C_4H_{10}\))-க்கான மாற்றிய அமைப்புகளை எழுதிப் பெயரிடுங்கள்.

கலந்துரையாடல்
பியூட்டேனுக்கு இரண்டு கட்டமைப்பு மாற்றியங்கள் உள்ளன:
1. n-பியூட்டேன்:
அமைப்பு: \( CH_3-CH_2-CH_2-CH_3 \)
IUPAC பெயர்: n-பியூட்டேன்

2. ஐசோபியூட்டேன் (மெத்தில்புரோப்பேன்):
அமைப்பு:
"`
CH3
|
சிஎச்3-சி-சிஎச்3
|
H
"`
IUPAC பெயர்: 2-மெத்தில்புரோப்பேன்

பென்ஜெலாசன்
ஐசோமர்கள் என்பவை ஒரே மூலக்கூறு வாய்ப்பாட்டைக் கொண்ட, ஆனால் வெவ்வேறு கட்டமைப்புகளைக் கொண்ட சேர்மங்கள் ஆகும். பியூட்டேன் (\(C_4H_{10}\))-க்கு, இரண்டு சாத்தியமான கட்டமைப்புகள் உள்ளன:
– n-பியூட்டேன் ஒரு நேரான கார்பன் சங்கிலியைக் கொண்டுள்ளது.
ஐசோபியூட்டேனின் இரண்டாவது கார்பனில் ஒரு கிளை (மெத்தில்) உள்ளது.

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 3: அல்கேன்களின் எரிதல்

சோல்
புரோப்பேன் (\(C_3H_8\)) க்கான முழுமையான மற்றும் முழுமையற்ற எரிதல் வினைகளை எழுதுக.

கலந்துரையாடல்
1. முழுமையான எரிதல்:
வினை: \( C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O \)

2. முழுமையற்ற எரிதல்:
– கார்பன் மோனாக்சைடை உருவாக்குகிறது:
வினை: \( C_3H_8 + 3.5O_2 \rightarrow 3CO + 4H_2O \)
– திட கார்பனை (புகைக்கரியை) உருவாக்குகிறது:
வினை: \( C_3H_8 + 2O_2 \rightarrow 3C + 4H_2O \)

பென்ஜெலாசன்
முழுமையான எரிதலில், அல்கேன்கள் போதுமான ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரை உருவாக்குகின்றன. ஆக்ஸிஜன் பற்றாக்குறையால் ஏற்படும் முழுமையற்ற எரிதல், கார்பன் மோனாக்சைடு அல்லது திட கார்பனை உருவாக்குகிறது.

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 4: அல்கேன்களில் பதிலீட்டு வினைகள்

சோல்
குளோரினுடன் மீத்தேனின் ஹாலோஜனேற்றத்திற்கான வினைச் சமன்பாட்டை எழுதி, அதன் விளைவாக உருவாகும் விளைபொருளுக்குப் பெயரிடவும்.

கலந்துரையாடல்
மீத்தேனுக்குப் பதிலாக குளோரின் இடம்பெறும் பதிலீட்டு வினை:
\[ CH_4 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + HCl \] (புற ஊதா ஒளியின் முன்னிலையில்)

இதன் விளைவாக உருவாகும் பொருட்கள் மெத்தில் குளோரைடு (\(CH_3Cl\)) மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் (\(HCl\)) ஆகும்.

பென்ஜெலாசன்
ஹாலோஜனேற்றம் என்பது ஒரு அல்கேனில் உள்ள ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட ஹைட்ரஜன் அணுக்கள், ஹாலோஜன் அணுக்களால் பதிலீடு செய்யப்படும் ஒரு வினையாகும். இந்த நிகழ்வில், மீத்தேன் குளோரினுடன் வினைபுரிகிறது, இதில் ஒரு ஹைட்ரஜன் அணு ஒரு குளோரின் அணுவால் பதிலீடு செய்யப்படுகிறது, மேலும் இதற்குப் புற ஊதா ஒளி ஒரு வினையூக்கியாகத் தேவைப்படுகிறது.

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 5: அனுபவ மற்றும் மூலக்கூறு சூத்திரங்கள்

சோல்
82,76% கார்பன் மற்றும் 17,24% ஹைட்ரஜனை நிறைக்கூறாகக் கொண்ட ஒரு அல்கேன் சேர்மத்தின் மோலார் நிறை 58 கி/மோல் எனில், அந்த அல்கேனுக்கான எம்பிரிக்கல் மற்றும் மூலக்கூறு வாய்ப்பாடுகளைக் கண்டறியவும்.

கலந்துரையாடல்
1. அணு நிறையின் அடிப்படையில் ஒவ்வொரு தனிமத்தின் மோல்களையும் கணக்கிடுங்கள்.
– C: \( \left(\frac{82,76}{12}\right) = 6,896 \)
– H: \( \left(\frac{17,24}{1}\right) = 17,24 \)

2. ஒப்பீட்டை எளிதாக்க இயல்பாக்குங்கள்:
– தனி விகிதம்: \( \left(\frac{6,896}{6,896}\right) = 1 \)
– H/C விகிதம்: \( \left(\frac{17,24}{6,896}\right) = 2,5 \)

3. விகிதத்தை மாற்றவும்: \[ C_{2}\left(\frac{2,5 \cdot (2)}{2}\right)H_{5} = C_{4}H_{10}\]

4. அனுபவ வாய்ப்பாடு \(C_4H_{10}\) ஒரு அல்கேனுடன் (58 கி/மோல்) ஒத்துப்போகிறது.

பென்ஜெலாசன்
இந்த வழிமுறைகளைப் பின்பற்றுவதன் மூலம், சார்பு அணு நிறைகள் மற்றும் ஒட்டுமொத்த நிறைச் சமநிலையின் அடிப்படையில் இயல்பாக்கப்பட்ட அல்கேன்களின் அனுபவ மற்றும் மூலக்கூறு வாய்ப்பாடுகளை நாம் பெறுகிறோம்.

முடிவுரை
அடிப்படை கரிம வேதியியலில் ஆல்கேன்களைப் புரிந்துகொள்வது இன்றியமையாதது. பல்வேறு எடுத்துக்காட்டுகள் மற்றும் கலந்துரையாடல்கள் மூலம், ஆல்கேன்களுக்குப் பெயரிடுவது, மாற்றியமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது, எரிதல் வினைகள், பதிலீட்டு வினைகள், மற்றும் ஆல்கேன்களின் அனுபவ மற்றும் மூலக்கூறு வாய்ப்பாடுகளைக் கண்டறிவது எப்படி என்பதை நாம் கற்றுக்கொண்டோம். இந்தக் கருத்துக்களைப் புரிந்துகொள்வது, அன்றாட வாழ்விலும் தொழில்துறையிலும் நிறைவுற்ற ஹைட்ரோகார்பன்களுடன் தொடர்புடைய பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கும் சவால்களுக்கும் உங்களைத் தயார்படுத்த உதவும்.