உப்பு நீராற்பகுத்தல்

உப்பு நீராற்பகுத்தல்

ஒரு அமிலம், ஒருகாரத்துடன்வினைபுரிந்து ஒரு உப்பையும், நீரையும் உருவாக்கும் வினையானது நடுநிலையாக்கல் வினை என்றழைக்கப்படுகிறது. நீர்த்த கரைசல்களில் இந்த உப்புகள் முழுமையாக பிரிகையடைந்து அவற்றின் அயனிகளை உருவாக்குகின்றன. இவ்வாறு உருவான அயனிகள் நீரேற்றம் அடைகின்றன. சில குறிப்பிட்ட நேர்வுகளில், நேரயனி, எதிரயனி அல்லது இரண்டும் நீருடன் வினைபுரிகின்றன. இந்த வினையானது உப்பு நீராற்பகுத்தல் என்றழைக்கப்படுகிறது. அதாவது உப்பு நீராற்பகுத்தல் என்பது நடுநிலையாக்கல் வினையின் மறுதலை வினையாகும். 

வலிமைமிகு அமிலம் மற்றும் வலிமைமிகு காரத்தின் உப்புகளை நீராற்பகுத்தல்

NaOH மற்றும் நைட்ரிக் அமிலம் ஆகியவற்றிற்கிடையே வினை நிகழ்ந்து சோடியம் நைட்ரேட் மற்றும் நீர் ஆகியவை உருவாகும் வினையை கருதுவோம்.

NaOH(aq) (நீர்க் கரைசல்) + HNO3(aq)  →  NaNO3 (aq) + H2O  (நீர்மம்)

NaNO3 உப்பானது நீரில் முழுமையாக பிரிகையடைந்து Na+ மற்றும் NO3- அயனிகளை உருவாக்குகின்றன.

NaNO3 (aq) → Na+ (aq) +  NO3- (aq)

நீரானது மிகக் குறைந்தளவே பிரிகையடைகிறது

H2O (1) ↔ H+(aq) + OH-(aq)

[H+ ] = [OH- ] எனவே, நீர் நடுநிலைத்தன்மை வாய்ந்தது

NO3- அயனியானது, HNO3 வலிமைமிகு அமிலத்தின் இணைகாரமாகும். மேலும், இது H+ அயனியுடன் வினைபுரியும் திறனற்றது.

இதேபோல, Na+ அயனியானது, NaOH எனும் வலிமைமிகு காரத்தின் இணை அமிலமாகும். மேலும், இது OH- அயனியுடன் வினைபுரியும் திறனற்றது.

நீராற்பகுத்தல் நிகழவில்லை என்பதே இதன் பொருளாகும். இத்தகைய நேர்வுகளில் [H+] = [OH-] எனவே கரைசலின் pH பராமரிக்கப்படுகிறது. மேலும் கரைசல் நடுநிலைத்தன்மை கொண்டது. 

வலிமைமிகு காரம் மற்றும் வலிமை குறைந்த அமிலத்தின் உப்புகளை நீராற்பகுத்தல் (எதிர் அயனியின் நீராற்பகுப்பு)

சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் அசிட்டிக் அமிலம் ஆகியவற்றிற்கிடையே வினை நிகழ்ந்து சோடியம் அசிட்டேட் மற்றும் நீர் ஆகியவை உருவாகும் வினையை கருதுவோம்.

NaOH (aq) + CH3COOH(aq) ↔ CH3COONa(aq) + H2O (l) 

நீர்க்கரைசல்களில், கீழே குறிப்பிட்டுள்ளவாறு CH3COONa முழுமையாக பிரிகையடைகிறது.

CH3COONa(aq)  → CH3COO- (aq) + Na+ (aq) 

CH3COO- அயனியானது, CH3COOH எனும் வலிமைகுறைந்த அமிலத்தின் இணை காரமாகும். மேலும், இது நீரிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட H+ அயனியுடன் வினைபுரிந்து அயனியுறா அமிலத்தை உருவாக்கும் திறனைப் பெற்றுள்ளது.

Na+ அயனியானது OH- அயனிகளுடன் வினைபுரியும் திறனற்றது.

CH3COO- (aq) + H2O(1) ↔ CH3COOH (aq) + OH- (aq) எனவே [OH-] > [H+], இத்தகைய நேர்வுகளில், நீராற்பகுத்தலின் காரணமாக கரைசலானது காரத்தன்மையை பெறுகிறது, மேலும் கரைசலின் pH மதிப்பு 7 ஐவிட அதிகமாக உள்ளது. இந்த நீராற்பகுத்தல் வினைக்கான சமநிலை மாறிலிக்கும் (நீராற்பகுத்தல் மாறிலி) மற்றும் அமிலத்தின் பிரிகை மாறிலிக்கும் இடையே உள்ள தொடர்பை காண்போம்.

(1) × (2) 

⇒  Kh, Ka  = [H+] [OH-] 

[H+] [OH-] = Kw என நாம் அறிவோம் 

Kh, Ka  = Kw 

ஆஸ்வால்ட் நீர்த்தல் விதியில் பெறப்பட்டதைப் போலவே, நீராற்பகுத்தல் வீதம் (h) மற்றும் உப்பின் செறிவு (C) ஆகியவற்றினால் Kh மதிப்பை வருவிக்க முடியும். Kh = h2C. மேலும் 

i.e [OH-] = √KaC 

Ka மற்றும் மின்பகுளியின் செறிவுகளின் அடிப்படையில் உப்பு கரைசலின் pH. 

pH + pOH = 14 

pH = 14 - p OH = 14 - {- log [OH-]}

      = 14+ log [OH-]  

வலிமைமிகு அமிலம் மற்றும் வலிமை குறைந்த காரத்தின் உப்புகளை நீராற்பகுத்தல். (நேர் அயனியின் நீராற்பகுப்பு)

ஒரு வலிமை மிகு அமிலம் HCl மற்றும் ஒரு வலிமை குறைந்த காரம் NH4OH ஆகியவை வினைபுரிந்து NH4Cl உப்பு மற்றும் நீர் ஆகியவை உருவாகும் வினையை கருதுவோம்.

HCl (aq) + NH4OH (aq) ↔ NH4C1(aq)+H2O(l) 

NH4Cl (aq) → NH4+ + Cl- (aq)

NH4+ அயனியானது, NH4OH எனும் வலிமைகுறைந்த காரத்தின் இணை அமிலமாகும். மேலும், இது நீரிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட OH- அயனியுடன் வினைபுரிந்து அயனியுறா NH4OH காரத்தை உருவாக்கும் திறனைப் பெற்றுள்ளது.

NH4+ (aq) + H2O(l) ↔ NH4OH (aq) + H+ (aq) 

இத்தகைய திறனை Cl- அயனி பெறவில்லை , எனவே [H+] > [OH-]; கரைசலானது அமிலத்தன்மையை பெற்றுள்ளது, மேலும் அதன் pH மதிப்பு 7 ஐவிட குறைவாக உள்ளது.

வலிமைமிகு காரம் மற்றும் வலிமை குறைந்த அமிலத்தின் உப்பு நீராற்பகுத்தலில் விவாதிக்கப்பட்டதைப் போன்றே, இந்த நேர்விலும், Kh மற்றும் Kb க்கு இடையேயுள்ள தொடர்பை நம்மால் நிறுவ முடியும்.

Kh . Kb = Kw

நீராற்பகுத்தல் வீதம் (h) மற்றும் உப்பின் செறிவு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் Kh மதிப்பை நாம் கணக்கிடுவோம்.

வலிமை குறைந்த அமிலம் மற்றும் வலிமை குறைந்த காரத்தின் உப்புகளை நீராற்பகுத்தல். (எதிர் அயனி மற்றும் நேர் அயனியின் நீராற்பகுப்பு) 

அம்மோனியம் அசிட்டேட்டின் நீராற்பகுத்தலை கருதுவோம்.

CH3COONH4 (aq) → CH3COO- (aq) + NH4 + (aq)

இந்த நேர்வில், நேரயனி (NH4 +) மற்றும் எதிரயனி (CH3COO-) இரண்டுமே நீருடன் வினைபுரியும் திறனைப் பெற்றுள்ளன.

CH3COO- + H2O ↔ CH3COOH + OH- 

NH4 + + H2O ↔ NH4OH + H+

கரைசலின் தன்மையானது அதிலுள்ள அமிலம் (அல்லது) காரத்தின் வலிமையை சார்ந்து அமைகிறது. அதாவது, Ka > Kb எனில் கரைசல் அமிலத்தன்மை கொண்டது மற்றும் அதன் pH < 7,

Ka < Kb எனில் கரைசல் காரத்தன்மை கொண்டது மற்றும் அதன் pH > 7, Ka = Kb எனில் கரைசல் நடுநிலைத் தன்மை வாய்ந்தது. பிரிகை மாறிலிகளுக்கும் (Ka, Kb) நீராற்பகுத்தல் மாறிலிக்கும் இடையே உள்ள தொடர்பை பின்வரும் சமன்பாடு தருகிறது.

Ka  . Kb . Kh = Kw

கரைசலின் pH மதிப்பு 

கரைசலின் pH மதிப்பை பின்வரும் சமன்பாட்டை பயன்படுத்தி கணக்கிட முடியும்.

pH =7+ 1/2  pKa -1/2  PKb.

எடுத்துக்காட்டு 8.8

0.1M திறனுடைய CH3COONa கரைசலின் i) நீராற்பகுத்தல் வீதம், ii) நீராற்பகுத்தல் மாறிலி, மற்றும் iii) pH ஆகியவற்றைக் கணக்கிடுக. (CH3COOH அமிலத்தின் pKa மதிப்பு 4.74). 

தீர்வு : (a) CH3COONa என்பது, ஒரு வலிமைகுறைந்த அமிலம் (CH3COOH) மற்றும் ஒரு வலிமைமிகு காரம் (NaOH) ஆகியவற்றின் உப்பாகும்.எனவே, நீராற்பகுத்தலின் காரணமாக கரைசலானது காரத் தன்மையை பெற்றுள்ளது.

CH3COO- (aq) + H2O (aq) ↔ CH3COOH (aq) + OH+ (aq)

தன்மதிப்பீடு - 10  

HCO3- அயனியின் pKa மதிப்பு 10.26 எனில், 0.05M திறனுடைய சோடியம் கார்பனேட் கரைசலின் i) நீராற்பகுத்தல் மாறிலி, ii) நீராற்பகுத்தல் வீதம் மற்றும் iii) pH ஆகியவற்றைக் கணக்கிடுக.