இயற் மற்றும் வேதிப்பண்புகள்

இயற்பண்புகள்

நீரானது நிறமற்ற எளிதில் ஆவியாகக் கூடிய நீர்மமாகும். மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான ஹைட்ரஜன் பிணைப்பினால், குறுக்கப்பட்ட நிலைமையில் (Condensed Phase) நீரானது தனித்த பண்புகளைப் பெற்றிருக்கிறது. நீரின் அதிக உறைநிலைக்கும், கொதிநிலைக்கும் நீரில் உள்ள ஹைட்ரஜன் பிணைப்பே காரணமாகும். நீரின் சில இயற்பண்புகள் அட்டவணை 4.2ல் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன.

அட்டவணை 4.2 – நீர், கனநீர், அதிகனநீர் ஆகியவற்றின் பண்புகள்

தனியே குறிப்பிட்டு காட்டப்படாத நிலையில் அனைத்து தரவுகளும் 298 K ல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

3. வேதிப்பண்புகள்

உலோகம், அலோகம் மற்றும் சேர்மங்களுடன் நீரானது வெவ்வேறு தன்மையுடன் வினைபுரியக்கூடியது. கார உலோகங்கள் அதிக வினைத்திறன் மிக்கவை. இவை நீர் குளிர்ந்த நிலையில் இருந்தாலும் கூட அதனை சிதைவடையச் செய்து ஹைட்ரஜனை வெளியேற்றுவதுடன், காரக் கரைசலைத் தருகின்றது.

2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2 ↑

பெரிலியம் தவிர, ஏனைய இரண்டாம் தொகுதி உலோகங்கள், கார உலோகங்களைப் போன்றே நீருடன் வினைபுரிகின்றன. ஆனால் இவற்றின் வினைதிறன் கார உலோகங்களை விடக் குறைவாகும். இவற்றின் ஹைட்ராக்சைடுகள், கார உலோகங்களின் ஹைட்ராக்சைடுகளைவிட குறைந்த கரைதிறன் உடையவை.

Ba + 2 H2O → Ba(OH)2 + H2 ↑

சில இடைநிலைத் தனிம உலோகங்கள், சூடான நீருடனோ அல்லது நீராவியுடனோ வினைபுரிந்து அவற்றின் ஆக்சைடுகளைத் தருகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, செஞ்சூடான இரும்பு (iron) மீது நீராவியைச் செலுத்த இரும்பு [iron] ஆக்சைடு உருவாகிறது. இவ்விணையில் ஹைட்ரஜன் வெளியேறுகிறது.

3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 ↑

லெட் மற்றும் காப்பர் வெஞ்சூட்டு வெப்ப நிலையில் மட்டுமே, நீரைச் சிதைக்கின்றன. சில்வர், கோல்டு, மெர்க்குரி மற்றும் பிளாட்டினம் போன்ற உலோகங்கள் நீருடன் எவ்வித வினையும் புரிவதில்லை. தனிம நிலையில் உள்ள கார்பன், சல்பர் மற்றும் பாஸ்பரஸ் போன்ற அலோகங்கள் நீருடன் சாதாரணமாக வினைபுரிவதில்லை. இருந்தபோதிலும் முன்னரே குறிப்பிட்டுள்ளவாறு கார்பன் செஞ்சூட்டு அல்லது வெஞ்சூட்டு வெப்ப நிலையில் நீராவியுடன் வினைபுரிந்து நீர் வாயுவைத் (CO + H2) தருகிறது.

மாறாக, ஹேலஜன்கள் நீருடன் வினைபுரிந்து அமிலக் கரைசலைத் தருகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, குளோரின் நீருடன் வினைபுரிந்து ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தையும் ஹைப்போகுளோரஸ் அமிலத்தையும் தருகிறது. இவ்வினை குளோரின் நீரின் நுண்ணுயிர் எதிர்த்தன்மைக்கும் (Antibacteria) வெளுக்கும் பொருளாக பயன்படுவதற்கும் காரணமாக அமைகிறது.

Cl2 + H2O → HCl + HOCl

ஆனால் புளூரின் நீருடன் வேறு விதமாக வினைபுரிந்து ஆக்சிஜனை வெளிவிடுகிறது.

2F2 + 2 H2O → 4HF + O2

இதனைப் போலவே அலோகங்களின் சேர்மங்கள் நீருடன் வினைபுரிந்து அமிலக் கரைசல்களையோ அல்லது காரக் கரைசல்களையோ தருகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, கார்பனேட் உப்புகளின் நீர்க்கரைசல் சிறிதளவு காரத்தன்மையுடையது.

CO32- + H2O → HCO3- + OH-

நீர் ஈரியல்புத் தன்மை கொண்டது. இதனால் ஒரு புரோட்டானை வழங்கவும், ஏற்கவும் முடியும். எனவே இது அமிலமாகவும், காரமாகவும் செயல்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, HCl உடன் வினைபுரியும் போது நீரானது ஒரு புரோட்டானை ஏற்கிறது. ஆனால் வீரியம் குறைந்த காரமான NH3 உடன் வினைபுரியும் போது நீரானது ஒரு புரோட்டானை வழங்குகிறது.

NH3 + H2O → NH4+ + OH-

HCl + H2O → H3O+ + Cl-

நீரானது அயனிச் சேர்மங்களைக் கரைக்கிறது. மேலும் சில சகபிணைப்புச் சேர்மங்களும் நீராற்பகுப்படைகின்றன.

SiCl4 + 2 H2O → SiO2 + 4 HCl

P4O10 + 6 H2O → 4 H3PO4

பெரும்பாலான உப்புகளின் நீர்க் கரைசல்களை படிகமாக்குவதன் மூலம் பெறப்படும் படிகங்கள் நீரேறிய நிலையில் காணப்படுகின்றன. நீரேற்றமடைந்துள்ள உப்புகளில் உள்ள நீர் மூலக்கூறுகள், ஈதல் பிணைப்பின் மூலம் பிணைக்கப்பட்டிருக்கலாம் அல்லது படிக அணிக்கோவையின் இடைவெளியில் காணப்படலாம்.

எடுத்துக்காட்டாக,

[Cr (H2O)6] Cl3 – இச்சேர்மத்திலிலுள்ள அனைத்து ஆறு நீர் மூலக்கூறுகளும் ஈதல் பிணைப்பின் மூலம் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன.

BaCl2.2H2O - இச்சேர்மத்தில் இரண்டு நீர் மூலக்கூறுகளும் அணிக்கோவையின் இடைவெளியில் அமைந்துள்ளன.

CuSO4.5H2O - இச்சேர்மத்தில் நான்கு நீர் மூலக்கூறுகள் ஈதல் பிணைப்பின் மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. ஐந்தாவது நீர் மூலக்கூறு அணைவு கோளத்திற்கு வெளியே அமைந்துள்ளது. வெளியில் உள்ள நீர் மூலக்கூறு மற்றொரு [Cu (H2O) 4] SO4H2O மூலக்கூறுடன், மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான ஹைட்ரஜன் பிணைப்பை ஏற்படுத்துகிறது.

படம் 4.4: காப்பர் சல்பேட் பென்ட்டா ஹைட்ரேட்டின் அமைப்பு