அமில-கார டைட்ரேஷன் குறித்த கலந்துரையாடல் கேள்விக்கான எடுத்துக்காட்டு

அமில-கார டைட்ரேஷன் கலந்துரையாடல் கேள்விகளின் எடுத்துக்காட்டு

அமில-கார டைட்ரேஷன் என்பது வேதியியலில் உள்ள மிகவும் பொதுவான அளவுசார் பகுப்பாய்வு முறைகளில் ஒன்றாகும். இந்த நுட்பம், ஒரு கரைசலின் செறிவைக் கண்டறிய, ஒரு அமிலத்திற்கும் ஒரு காரத்திற்கும் இடையே நிகழும் வினையை உள்ளடக்கியது. இந்தக் கட்டுரையில், அமில-கார டைட்ரேஷன் கணக்குகளின் பல எடுத்துக்காட்டுகளையும் அவற்றின் தீர்வுகளையும் பற்றி விவாதிப்போம். இதன் நோக்கம், அதன் அடிப்படைக் கருத்துக்களையும் அவற்றை எவ்வாறு செய்வது என்பதையும் நீங்கள் புரிந்துகொள்ள உதவுவதாகும்.

அமில-கார டைட்ரேஷனின் அடிப்படைக் கருத்துக்கள்

அமில-கார டைட்ரேஷன்களில், ஒரு அமிலத்திலிருந்து வரும் ஹைட்ரஜன் அயனிகளுக்கும் (H⁺) ஒரு காரத்திலிருந்து வரும் ஹைட்ராக்சைடு அயனிகளுக்கும் (OH⁻) இடையே நிகழும் நடுநிலையாக்கல் வினையின் மூலம் நீர் (H₂O) உருவாகிறது. சமநிலைப்புள்ளி என்பது, சேர்க்கப்பட்ட அமிலத்தின் மோல்களின் எண்ணிக்கை, காரத்தின் மோல்களின் எண்ணிக்கைக்குச் சமமாக இருக்கும் புள்ளியாகும். இந்தப் புள்ளியில், அமிலத்திற்கும் காரத்திற்கும் இடையேயான வினை முழுமையாக நிகழ்ந்துவிடுகிறது.

பொதுவான சூத்திரம்

அமில-கார அளவீட்டில் பயன்படுத்தப்படும் அடிப்படை சூத்திரம்:

\[ n_{a} \cdot M_{a} \cdot V_{a} = n_{b} \cdot M_{b} \cdot V_{b} \]

எங்கே:
– \( n_{a} \) என்பது அமிலத்தின் இணைதிறன் ஆகும்.
– \( M_{a} \) என்பது அமிலத்தின் மோலாரிட்டி ஆகும்,
– \( V_{a} \) என்பது அமிலத்தின் கன அளவு,
– \( n_{b} \) என்பது அடிப்படை இணைதிறன் ஆகும்,
– \( M_{b} \) என்பது காரத்தின் மோலாரிட்டி ஆகும்,
– \( V_{b} \) என்பது அடித்தளத்தின் கன அளவு.

லிட்மஸ் தாள் மற்றும் குறிகாட்டிகள்

டைட்ரேஷன் நடைமுறையில், சமநிலைப்புள்ளியைத் தீர்மானிக்க ஃபீனால்ஃப்தலீன் அல்லது மெத்தில் ஆரஞ்சு போன்ற அமில-காரக் குறிகாட்டிகள் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்தக் குறிகாட்டிகள் ஒரு குறிப்பிட்ட pH மதிப்பில் நிறம் மாறி, சமநிலைப்புள்ளி எட்டப்பட்டுவிட்டதைக் குறிக்கின்றன.

மாதிரி கேள்விகள் மற்றும் கலந்துரையாடல்

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 1: வலிமையான அமிலம் மற்றும் வலிமையான காரத்தின் டைட்ரேஷன்

கேள்வி:
25 மிலி 0,1 M HCl கரைசல், 0,1 M NaOH கரைசலைக் கொண்டு டைட்ரேட் செய்யப்படுகிறது என்பது அறியப்பட்டுள்ளது. சமநிலைப்புள்ளியை அடைய எவ்வளவு கன அளவு NaOH தேவைப்படும்?

கலந்துரையாடல்:
HCl மற்றும் NaOH இடையேயான வினை:
\[ HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O \]

படி 1: HCl-இலிருந்து H⁺-இன் மோல்களைக் கண்டறியவும்.
\[ n_{\text{HCl}} = M_{\text{HCl}} \times V_{\text{HCl}} \]
\[ n_{\text{HCl}} = 0,1 \times 0,025 = 0,0025 \text{ mol} \]

படி 2: தேவைப்படும் NaOH இன் கன அளவைத் தீர்மானிக்கவும்
ஏனெனில் வினையில் HCl மற்றும் NaOH 1:1 விகிதத்தில் உள்ளன (n = 1):
\[ n_{\text{HCl}} = n_{\text{NAOH}} \]
\[ M_{\text{NaOH}} \times V_{\text{NaOH}} = 0,0025 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{NaOH}} = \frac{0,0025 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,025 \text{ L} = 25 \text{ mL} \]

எனவே, தேவைப்படும் NaOH-ன் கன அளவு 25 மிலி ஆகும்.

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 2: வலிமை குறைந்த அமிலம் மற்றும் வலிமை மிகுந்த காரத்தின் டைட்ரேஷன்

கேள்வி:
மொத்தம் 50 மிலி 0,1 M அசிட்டிக் அமில (CH₃COOH) கரைசல், 0,1 M NaOH கரைசலைக் கொண்டு டைட்ரேட் செய்யப்பட்டது. சமநிலைப்புள்ளியை அடைய எவ்வளவு கன அளவு NaOH தேவைப்படும்?

கலந்துரையாடல்:
அசிட்டிக் அமிலத்திற்கும் NaOH-க்கும் இடையேயான வினை:
\[ CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O \]

படி 1: CH₃COOH இலிருந்து H⁺ இன் மோல்களைக் கண்டறியவும்
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = M_{\text{CH}_3\text{COOH}} \times V_{\text{CH}_3\text{COOH}} \]
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = 0,1 \times 0,05 = 0,005 \text{ mol} \]

படி 2: தேவைப்படும் NaOH இன் கன அளவைத் தீர்மானிக்கவும்
CH₃COOH மற்றும் NaOH இடையே உள்ள மோல் விகிதம் 1:1 ஆக இருப்பதால்:
\[ n_{\text{CH}_3\text{COOH}} = n_{\text{NaOH}} \]
\[ M_{\text{NaOH}} \times V_{\text{NaOH}} = 0,005 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{NaOH}} = \frac{0,005 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,05 \text{ L} = 50 \text{ mL} \]

எனவே, தேவைப்படும் NaOH-ன் கன அளவு 50 மிலி ஆகும்.

எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வி 3: வலிமையான அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களின் பலபுரோட்டான் டைட்ரேஷன்

கேள்வி:
40 மிலி 0,05 M H₂SO₄ கரைசல், 0,1 M KOH கரைசலைக் கொண்டு டைட்ரேட் செய்யப்படுகிறது என்பது அறியப்பட்டுள்ளது. முதல் மற்றும் இரண்டாம் சமநிலைப்புள்ளிகளை அடைய எவ்வளவு கன அளவு KOH தேவைப்படும்?

கலந்துரையாடல்:
H₂SO₄ என்பது இரண்டு H⁺ அயனிகளை வெளியிடக்கூடிய ஒரு இருபுரோட்டான் அமிலம். KOH உடனான வினை இரண்டு கட்டங்களைக் கொண்டது:
\[ H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O \]

படி 1: H₂SO₄ இலிருந்து H⁺ இன் மோல்களைக் கண்டறியவும்.
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = M_{\text{H}_2\text{SO}_4} \times V_{\text{H}_2\text{SO}_4} \]
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 0,05 \times 0,04 = 0,002 \text{ mol} \]

படி 2: ஒவ்வொரு கட்டத்திற்கும் தேவைப்படும் KOH இன் அளவைத் தீர்மானிக்கவும்.
முதல் டைட்ரேஷனில் (ஒரு H⁺-ஐ வெளியிடும்போது):
\[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = n_{\text{KOH}} \]
\[ M_{\text{KOH}} \times V_{\text{KOH}} = 0,002 \text{ mol} \]
\[ V_{\text{KOH}}_{\text{first}} = \frac{0,002 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,02 \text{ L} = 20 \text{ mL} \]

இரண்டாவது டைட்ரேஷனில் (இரண்டு H⁺-ஐ நீக்கும்போது), முந்தையதை விட இரு மடங்கு மோல்கள் தேவைப்படுகின்றன:
\[ n_{\text{KOH}}_{\text{வினாடி}} = 2 \times 0,002 \text{ மோல்} = 0.004 \text{ மோல்} \]
\[ V_{\text{KOH}}_{\text{second}} = \frac{0.004 \text{ mol}}{0,1 \text{ M}} = 0,04 \text{ L} = 40 \text{ mL} \]

எனவே, முதல் சமநிலைப்புள்ளிக்குத் தேவைப்படும் KOH-இன் கன அளவு 20 மிலி மற்றும் இரண்டாவது சமநிலைப்புள்ளிக்குத் தேவைப்படும் கன அளவு 40 மிலி ஆகும்.

முடிவுரை

மேலே உள்ள பல அமில-கார டைட்ரேஷன் எடுத்துக்காட்டுகள் மூலம், பல்வேறு வகையான டைட்ரேஷன்களில் சமநிலைப்புள்ளியை அடையத் தேவையான கரைசலின் கன அளவை எவ்வாறு கண்டறிவது என்பதை நாம் கற்றுக்கொண்டோம். துல்லியமான முடிவுகளைப் பெற, வினையின் விகிதாச்சாரத்தில் எப்போதும் கவனம் செலுத்துவதும், அடிப்படை டைட்ரேஷன் சூத்திரத்தைச் சரியாகப் பயன்படுத்துவதும் முக்கியம். பல்வேறு வகையான கணக்குகளைத் தொடர்ந்து பயிற்சி செய்வது, பகுப்பாய்வு வேதியியலில் அமில-கார டைட்ரேஷன்கள் குறித்த உங்கள் புரிதலை வலுப்படுத்த உதவும்.