1. உலோகவியல்
கற்றல் நோக்கங்கள்
இந்த அலகைப் படித்த பிறகு, மாணவர்கள் முடியும்
- தாதுக்களை செறிவூட்டும் பல்வேறு முறைகளை விளக்குதல்
- கச்சா உலோகங்களைப் பிரித்தெடுக்கும் பல்வேறு முறைகளை விளக்குதல்
- உலோகவியல் செயல்முறைகளுக்கு வெப்ப இயக்கவியல் கோட்பாடுகளைப் பயன்படுத்துதல்
- எல்லிங்காம் வரைபடத்தைப் பயன்படுத்தி ஒடுக்கச் செயல்முறைக்கான சாதகமான நிலைமைகளைக் கணித்தல்
- உலோகவியலின் மின்வேதியியல் கோட்பாடுகளை விளக்குதல்
- உலோகங்களைப் பிரித்தெடுப்பதில் மின்வேதியியல் கோட்பாடுகளைப் பயன்படுத்துதல்
- மின்பகுப்புச் சுத்திகரிப்பில் முனைவு வினைகளை விளக்குதல்.
- Al, Zn, Fe, Cu மற்றும் Au ஆகியவற்றின் பயன்பாடுகளைப் பட்டியலிடுதல்
அறிமுகம்
உலோகவியல் என்பது உலோகங்களின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பம் தொடர்புடையது. இயற்கையில், சில உலோகங்கள் மட்டுமே தங்கள் தனித்த நிலையில் காணப்படுகின்றன, மற்ற எல்லா உலோகங்களும் அவற்றின் ஆக்சைடுகள், சல்பைடுகள், சிலிக்கேட்டுகள் போன்ற கூட்டு நிலையில் காணப்படுகின்றன. இயற்கை மூலங்களிலிருந்து தூய உலோகங்களைப் பிரித்தெடுப்பது, மனித நாகரிகத்தின் வரலாற்றுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. பண்டைய மக்கள் தங்கள் சூழலில் கிடைக்கும் பொருட்களைப் பயன்படுத்தினர், அதில் நெருப்பு மற்றும் உலோகங்கள் அடங்கும், மேலும் அவர்கள் பூமியின் மேற்பரப்பில் கிடைக்கும் உலோகங்களுக்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்டிருந்தனர். நவீன உலகில், நாம் நமது அன்றாட வாழ்க்கையில் பல்வேறு வகையான உலோகங்களைப் பயன்படுத்துகிறோம், இது ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக உலோகவியல் அறிவின் வளர்ச்சியின் விளைவாகும். குறிப்பிட்ட பண்புகளைக் கொண்ட பொருட்களுக்கான நமது தேவை பல உலோகக் கலவைகளை உற்பத்தி செய்ய வழிவகுத்தது. கழிவுகளைக் குறைத்து, ஆற்றல் திறனை அதிகரிக்கும் சூழல் நட்பு உலோகவியல் செயல்முறையை வடிவமைப்பது அவசியம். உலோகவியலில் இத்தகைய முன்னேற்றங்கள் தற்போதைய சகாப்தத்தில் பொருளாதார மற்றும் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றத்திற்கு முக்கியமானதாகும். இந்த அலகில் உலோகங்களைப் பிரித்தெடுப்பதில் உள்ள பல்வேறு படிகள் மற்றும் இந்த செயல்முறைகளுக்குப் பின்னால் உள்ள வேதியியல் கோட்பாடுகளைப் படிப்போம்.
1.1 உலோகங்களின் இயற்கைத் தோற்றம்
பொதுவாக, தூய உலோகங்கள் பளபளப்பாகவும், மெல்லும் தன்மையுடனும் இருக்கும், இருப்பினும், அவற்றில் பெரும்பாலானவை வெவ்வேறு பண்புகளைக் கொண்ட சேர்மங்களாக இயற்கையில் காணப்படுகின்றன. செம்பு, வெள்ளி, தங்கம் மற்றும் பிளாட்டினம் போன்ற மிகக் குறைந்த வேதி வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்கள் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் தனித்த தனிமங்களாகக் காணப்படுகின்றன. கார உலோகங்கள் போன்ற வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்கள் பொதுவாக அவற்றின் கூட்டு நிலையில் காணப்படுகின்றன மற்றும் பொருத்தமான உலோகவியல் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி பிரித்தெடுக்கப்படுகின்றன.
1.1.1 கனிமம் மற்றும் தாது
சுரங்கம் மூலம் பெறப்படும், உலோகத்தைக் கட்டற்ற நிலையில் அல்லது ஆக்சைடுகள், சல்பைடுகள் போன்ற சேர்மங்களின் வடிவத்தில் கொண்டிருக்கும் இயற்கையாகக் கிடைக்கும் பொருள் கனிமம் எனப்படும். பெரும்பாலான கனிமங்களில், நமக்குத் தேவையான உலோகம் சிறிய அளவுகளில் மட்டுமே உள்ளது, மேலும் சில கனிமங்கள் நியாயமான சதவீத உலோகத்தைக் கொண்டிருக்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, இரும்பு சுமார் 800 கனிமங்களில் உள்ளது. இருப்பினும், ஹெமாடைட், மேக்னடைட் போன்ற அதிக சதவீத இரும்பைக் கொண்ட சில கனிமங்கள் பொதுவாக இரும்பைப் பிரித்தெடுப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அதிக சதவீத உலோகத்தைக் கொண்டிருக்கும், மேலும் அதை வசதியாகவும் பொருளாதார ரீதியாகவும் பிரித்தெடுக்கக்கூடிய கனிமங்கள் தாதுக்கள் எனப்படும். எனவே, அனைத்து தாதுக்களும் கனிமங்களே, ஆனால் அனைத்து கனிமங்களும் தாதுக்கள் அல்ல. மற்றொரு உதாரணத்தைக் கருத்தில் கொள்வோம், பாக்சைட் மற்றும் சீனாக் களிமண் \( \mathrm{(Al_{2}O_{3}.2SiO_{2}.2H_{2}O)} \). இரண்டும் அலுமினியத்தின் கனிமங்களே. இருப்பினும், அலுமினியத்தை பாக்சைட்டில் இருந்து வணிகரீதியாகப் பிரித்தெடுக்க முடியும், அதே நேரம் சீனாக் களிமண்ணில் இருந்து பிரித்தெடுப்பது லாபகரமானதல்ல. எனவே, பாக்சைட் என்ற கனிமம் அலுமினியத்தின் தாது ஆகும், அதே நேரம் சீனாக் களிமண் அல்ல.
அதன் தாதுவிலிருந்து நமக்குத் தேவையான உலோகத்தைப் பிரித்தெடுப்பது பின்வரும் உலோகவியல் செயல்முறைகளைக் கொண்டுள்ளது.
(i) தாதுவின் செறிவூட்டல் (ii) கச்சா உலோகத்தைப் பிரித்தெடுத்தல் (iii) கச்சா உலோகத்தைச் சுத்திகரித்தல்
1.1 சில உலோகங்கள் மற்றும் அவற்றின் பொதுவான தாதுக்கள் அவற்றின் வேதிச் சூத்திரத்துடன்
| உலோகம் | தாது | அமைப்பு | உலோகம் | தாது | அமைப்பு |
|---|---|---|---|---|---|
| அலுமினியம் | பாக்சைட் | \( \mathrm{Al_2O_3.nH_2O} \) | துத்தநாகம் | துத்தநாக பிளெண்ட் அல்லது ஸ்பேலரைட் | \( \mathrm{ZnS} \) |
| டயஸ்போர் | \( \mathrm{Al_2O_3.H_2O} \) | கலமைன் | \( \mathrm{ZnCO_3} \) | ||
| கயோலினைட் | \( \mathrm{Al_2Si_2O_5(OH)_4} \) | துத்தநாகைட் | \( \mathrm{ZnO} \) | ||
| இரும்பு | ஹெமாடைட் | \( \mathrm{Fe_2O_3} \) | ஈயம் | கலேனா | \( \mathrm{PbS} \) |
| மேக்னடைட் | \( \mathrm{Fe_3O_4} \) | ஆங்கிள் சைட் | \( \mathrm{PbSO_4} \) | ||
| சைடரைட் | \( \mathrm{FeCO_3} \) | சேரூசைட் | \( \mathrm{PbCO_3} \) | ||
| இரும்பு பைரைட் | \( \mathrm{FeS_2} \) | தகரம் | காசிட்டரைட் (தகரக் கல்) | \( \mathrm{SnO_2} \) | |
| லிமோனைட் | \( \mathrm{Fe_2O_3.3H_2O} \) | ||||
| வெள்ளி | வெள்ளிக் களிம்பு (ஆர்ஜென்டைட்) | \( \mathrm{Ag_2S} \) | செம்பு | செம்பு பைரைட் | \( \mathrm{CuFeS_2} \) |
| பைரார்ஜிரைட் (ரூபி வெள்ளி) | \( \mathrm{Ag_3SbS_3} \) | செப்புக் களிம்பு | \( \mathrm{Cu_2S} \) | ||
| குளோரார்ஜிரைட் (ஹார்ன் வெள்ளி) | \( \mathrm{AgCl} \) | குப்ரைட் | \( \mathrm{Cu_2O} \) | ||
| ஸ்டெஃபனைட் | \( \mathrm{Ag_2SbS_4} \) | மலாக்கைட் | \( \mathrm{CuCO_3.Cu(OH)_2} \) | ||
| ப்ரூஸ்டைட் | \( \mathrm{Ag_3AsS_4} \) | அசுரைட் | \( \mathrm{2CuCO_3.Cu(OH)_2} \) |
1.2 தாதுக்களின் செறிவூட்டல்
பொதுவாக, தாதுக்கள் உலோகம் சாராத அசுத்தங்கள், பாறைப் பொருட்கள் மற்றும் சிலிக்கா பொருட்களுடன் தொடர்புடையவை, இவை அனைத்தும் கேங்க் என அழைக்கப்படுகின்றன. உலோகவியல் செயல்முறையின் ஆரம்பப் படி இந்த அசுத்தங்களை நீக்குவதாகும். இந்த நீக்கும் செயல்முறை தாதுவின் செறிவூட்டல் எனப்படும். இது தாதுவில் நமக்குத் தேவையான உலோகம் அல்லது அதன் சேர்மத்தின் செறிவை அதிகரிக்கிறது. இந்த செயல்முறைக்கு பல முறைகள் உள்ளன, மேலும் முறையின் தேர்வு தாதுவின் தன்மை, அசுத்தத்தின் வகை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் காரணிகளைப் பொறுத்தது. தாது செறிவூட்டலின் சில பொதுவான முறைகள் கீழே விவாதிக்கப்பட்டுள்ளன.
1.2.1 ஈர்ப்புப் பிரிப்பு அல்லது நீரியல் கழுவுதல்
இந்த முறையில், அதிக தனி ஈர்ப்புத் திறன் கொண்ட தாது, குறைந்த தனி ஈர்ப்புத் திறன் கொண்ட கேங்கிலிருந்து ஓடும் நீரால் வெறுமனே கழுவி பிரிக்கப்படுகிறது. தாது நன்றாகத் தூளாக்கப்பட்டு, வேகமாகப் பாயும் நீரின் ஓட்டத்துடன் சிகிச்சையளிக்கப்படுகிறது. இந்த செயல்முறையின் போது, இலகுவான கேங்க் துகள்கள் ஓடும் நீரால் அடித்துச் செல்லப்படுகின்றன. இந்த முறை பொதுவாக தங்கம் போன்ற தனித்த தாதுக்கள் மற்றும் ஹெமாடைட் \( \mathrm{(Fe_2O_3)} \), தகரக் கல் \( \mathrm{(SnO_2)} \) போன்ற ஆக்சைடு தாதுக்களை செறிவூட்டப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
1.2.2 நுரை மிதப்பு
இந்த முறை பொதுவாக கலேனா (PbS), துத்தநாக பிளெண்ட் (ZnS) போன்ற சல்பைடு தாதுக்களை செறிவூட்டப் பயன்படுகிறது. இந்த முறையில், எண்ணெயால் ஈரமாக்க விரும்பும் உலோகத் தாதுத் துகள்கள் கேங்கிலிருந்து பிரிக்கப்படலாம்.
இந்த முறையில், நொறுக்கப்பட்ட தாது நீரில் இடைநிறுத்தப்பட்டு, பைன் எண்ணெய், யூகலிப்டஸ் எண்ணெய் போன்ற நுரைக்கும் முகவருடன் கலக்கப்படுகிறது. ஒரு சிறிய அளவு சோடியம் எத்தில் சாந்தேட், இது ஒரு சேகரிப்பாளராகச் செயல்படுகிறது, மேலும் சேர்க்கப்படுகிறது. இந்த கலவை வழியாகக் காற்றை ஊதுவதன் மூலம் ஒரு நுரை உருவாக்கப்படுகிறது. சேகரிப்பாளர் மூலக்கூறுகள் தாதுத் துகளுடன் இணைந்து அவற்றை நீர் விரட்டும் தன்மையுடையதாக்குகின்றன. இதன் விளைவாக, எண்ணெயால் ஈரமாக்கப்பட்ட தாதுத் துகள்கள் நுரையுடன் சேர்ந்து மேற்பரப்புக்கு உயர்கின்றன. நுரை மேலே இருந்து எடுக்கப்பட்டு, செறிவூட்டப்பட்ட தாதுவை மீட்க உலர்த்தப்படுகிறது. நீரால் ஈரமாக்க விரும்பும் கேங்க் துகள்கள் அடிப்பகுதியில் வீழ்ந்து குடியேறுகின்றன.
நமக்குத் தேவையான உலோகத்தின் சல்பைடு தாதுவில் மற்ற உலோக சல்பைடுகள் அசுத்தங்களாக இருந்தால், சோடியம் சயனைடு, சோடியம் கார்பனேட் போன்ற அடக்கும் முகவர்கள் மற்ற உலோக சல்பைடுகள் நுரைக்கு வருவதைத் தேர்ந்தெடுத்துத் தடுக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, கலேனா (PbS) இல் ZnS போன்ற அசுத்தங்கள் இருந்தால், சோடியம் சயனைடு (NaCN) சேர்க்கப்படுகிறது, இது துத்தநாக சல்பைட்டின் மேற்பரப்பில் ஒரு துத்தநாகச் சிக்கலான \( \mathrm{Na_2[Zn(CN)_4]} \) அடுக்கை உருவாக்கி ZnS இன் மிதப்புப் பண்பை அடக்குகிறது.
1.2.3 கசக்கூழ் முறை
இந்த முறை பொருத்தமான கரைப்பானில் தாதுவின் கரைதிறன் மற்றும் நீர்க் கரைசலில் உள்ள வினைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த முறையில், நொறுக்கப்பட்ட தாது பொருத்தமான கரைப்பானில் கரைக்க அனுமதிக்கப்படுகிறது, தாதுவில் உள்ள உலோகம் அதன் கரையக்கூடிய உப்பு அல்லது சிக்கலாக மாற்றப்படுகிறது, அதே நேரம் கேங்க் கரையாமல் இருக்கும். பின்வரும் எடுத்துக்காட்டுகள் கசக்கூழ் செயல்முறைகளை விளக்குகின்றன.
சயனைடு கசக்கூழ் முறை
தங்கத் தாதுவின் செறிவூட்டலை ஒரு எடுத்துக்காட்டாகக் கருதுவோம். நொறுக்கப்பட்ட தங்கத் தாது, சோடியம் சயனைட்டின் காற்றேற்றப்பட்ட நீர்த்த கரைசலுடன் கசக்கூழ் செய்யப்படுகிறது. தங்கம் ஒரு கரையக்கூடிய சயனைடுச் சிக்கலாக மாற்றப்படுகிறது. கேங்க், அலுமினோசிலிக்கேட் கரையாமல் இருக்கும்.
$$ 4\mathrm{Au}(\mathrm{s}) + 8\mathrm{CN}^{-}(\mathrm{aq}) + \mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) + 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\longrightarrow 4[\mathrm{Au}(\mathrm{CN})_{2}]^{-}(\mathrm{aq}) + 4\mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}) $$சிக்கலில் இருந்து நமக்குத் தேவையான உலோகத்தை ஒடுக்கத்தால் மீட்டெடுத்தல்:
தங்கத்தை, ஆக்சிஜன் நீக்கப்பட்ட கசக்கூழ் கரைசலைத் துத்தநாகத்துடன் வினைபுரியச் செய்து மீட்கலாம். இந்த செயல்முறையில், தங்கம் அதன் தனிம நிலைக்கு (பூஜ்ஜிய ஆக்சிஜனேற்ற நிலை) ஒடுக்கப்படுகிறது, மேலும் இந்த செயல்முறை சிமெண்டேஷன் எனப்படும்.
$$ \mathrm{Zn(s) + 2[Au(CN)_2]^{-}(aq)\longrightarrow [Zn(CN)_4]^{-2}(aq) + 2Au(s)} $$அம்மோனியா கசக்கூழ் முறை
நிக்கல், செம்பு மற்றும் கோபால்ட் கொண்ட ஒரு நொறுக்கப்பட்ட தாது, பொருத்தமான அழுத்தத்தின் கீழ் நீரிய அம்மோனியாவுடன் சிகிச்சையளிக்கப்படும்போது, அம்மோனியா தேர்ந்தெடுத்து இந்த உலோகங்களை அவற்றின் கரையக்கூடிய சிக்கல்களாக மாற்றி கசக்கூழ் செய்கிறது, அதாவது \( \mathrm{[Ni(NH_3)_6]^{2+}} \), \( \mathrm{[Cu(NH_3)_4]^{2+}} \), மற்றும் \( \mathrm{[Co(NH_3)_5H_2O]^{3+}} \) ஆகியவை முறையே தாதுவில் இருந்து பிரிக்கப்படுகின்றன, மேலும் கேங்க், இரும்பு(III) ஆக்சைடுகள்/ஹைட்ராக்சைடுகள் மற்றும் அலுமினோசிலிக்கேட் ஆகியவை பின்னால் விடப்படுகின்றன.
காரக் கசக்கூழ் முறை
இந்த முறையில், தாது நீரிய காரத்துடன் சிகிச்சையளிக்கப்பட்டு கரையக்கூடிய சிக்கலை உருவாக்குகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அலுமினியத்தின் ஒரு முக்கிய தாதுவான பாக்சைட், 470 - 520 K வெப்பநிலை வரம்பில் 35 atm அழுத்தத்தில் சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு அல்லது சோடியம் கார்பனேட்டின் கரைசலுடன் சூடேற்றப்பட்டு, கரையக்கூடிய சோடியம் மெட்டா அலுமினேட்டை உருவாக்குகிறது, அசுத்தங்களான இரும்பு ஆக்சைடு மற்றும் டைட்டானியம் ஆக்சைடு ஆகியவற்றைப் பின்னால் விட்டுவிடுகிறது.
$$ \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3(\mathrm{s}) + 2\mathrm{NaOH}(\mathrm{aq}) + 3\mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{l})\longrightarrow 2\mathrm{Na}[\mathrm{Al}(\mathrm{OH})_4](\mathrm{aq}) $$சூடான கரைசல் மேலெடுக்கப்பட்டு, குளிர்விக்கப்பட்டு, நீர்த்தப்படுகிறது. இந்த கரைசல் \( \mathrm{CO}_{2} \) வாயுவைச் செலுத்துவதன் மூலம் நடுநிலையாக்கப்படுகிறது, இது நீரேற்றப்பட்ட \( \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3 \) வீழ்படிவை உருவாக்குகிறது.
$$ 2\mathrm{Na}[\mathrm{Al(OH)}_4](\mathrm{aq}) + 2\mathrm{CO}_2(\mathrm{g})\longrightarrow \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3.3\mathrm{H}_2\mathrm{O}(\mathrm{s}) + 2\mathrm{NaHCO}_3(\mathrm{aq}) $$வீழ்படிவு வடிகட்டப்பட்டு, 1670 K வெப்பநிலையில் சூடேற்றப்பட்டு தூய அலுமினா \( \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3 \) பெறப்படுகிறது.
அமிலக் கசக்கூழ் முறை
ZnS, PbS போன்ற சல்பைடு தாதுக்களை, சூடான நீரிய கந்தக அமிலத்துடன் சிகிச்சையளிப்பதன் மூலம் கசக்கூழ் செய்யலாம்.
$$ 2\mathrm{ZnS}(\mathrm{s}) + 2\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4(\mathrm{aq}) + \mathrm{O}_2(\mathrm{g})\longrightarrow 2\mathrm{ZnSO}_4(\mathrm{aq}) + 2\mathrm{S}(\mathrm{s}) + 2\mathrm{H}_2\mathrm{O} $$இந்த செயல்முறையில், கரையாத சல்பைடு கரையக்கூடிய சல்பேட்டாகவும், தனிம நிலை கந்தகமாகவும் மாற்றப்படுகிறது.
உங்களை மதிப்பீடு செய்துகொள்ளுங்கள் 1
- சோடியம் சயனைடுடன் கசக்கூழ் செய்வதன் மூலம் வெள்ளியைப் பிரித்தெடுப்பதற்கான சமன்பாட்டை எழுதி, கசக்கூழ் செயல்முறை ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற-ஒடுக்க வினை என்பதைக் காட்டுக.
1.2.4 காந்தப் பிரிப்பு
இந்த முறை பெர்ரோ காந்தத் தாதுக்களுக்குப் பொருந்தும், மேலும் இது தாது மற்றும் அசுத்தங்களின் காந்தப் பண்புகளில் உள்ள வேறுபாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது. எடுத்துக்காட்டாக, தகரக் கல்லை, காந்தப் பண்பு கொண்ட வொல்ஃப்ரமைட் அசுத்தங்களிலிருந்து பிரிக்கலாம். இதேபோல், குரோமைட், பைரோலுசைட் போன்ற காந்தப் பண்பு கொண்ட தாதுக்களை, காந்தம் சாராத சிலிக்கா அசுத்தங்களிலிருந்து நீக்கலாம். நொறுக்கப்பட்ட தாது ஒரு மின்காந்தப் பிரிப்பானில் ஊற்றப்படுகிறது, இது இரண்டு உருளைகளுக்கு மேல் நகரும் ஒரு பெல்ட்டைக் கொண்டுள்ளது, அதில் ஒன்று காந்தமானது. தாதுவின் காந்தப் பகுதி காந்தத்தை நோக்கி ஈர்க்கப்பட்டு, காந்தப் பகுதிக்கு அருகில் ஒரு குவியலாக விழுகிறது, அதே நேரம் காந்தம் சாராத பகுதி அதிலிருந்து விலகி விழுகிறது, படம் 1.2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
1.3 கச்சா உலோகத்தைப் பிரித்தெடுத்தல்
செறிவூட்டப்பட்ட தாதுக்களிலிருந்து கச்சா உலோகங்களைப் பிரித்தெடுப்பது இரண்டு படிகளில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, அவையாவன, (i) தாதுவை நமக்குத் தேவையான உலோகத்தின் ஆக்சைடுகளாக மாற்றுதல் மற்றும் (ii) உலோக ஆக்சைடுகளை தனிம நிலை உலோகங்களாக ஒடுக்குதல். செறிவூட்டப்பட்ட தாதுவில், உலோகம் நேர்மறை ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் உள்ளது, எனவே அது அதன் தனிம நிலைக்கு ஒடுக்கப்பட வேண்டும். வெப்ப இயக்கவியலின் கோட்பாடுகளிலிருந்து, உலோகத்தின் மற்ற சேர்மங்களை ஒடுக்குவதை விட ஆக்சைடை ஒடுக்குவது எளிது என்பதை நாம் அறியலாம், எனவே ஒடுக்கத்திற்கு முன், தாது முதலில் நமக்குத் தேவையான உலோகத்தின் ஆக்சைடாக மாற்றப்படுகிறது.
செறிவூட்டப்பட்ட தாதுவை நமக்குத் தேவையான உலோகத்தின் ஆக்சைடுகளாக மாற்றப் பயன்படும் சில பொதுவான முறைகளைப் பற்றி விவாதிப்போம்.
1.3.1 தாதுக்களை ஆக்சைடுகளாக மாற்றுதல்
வாட்டுதல்
வாட்டுதல் என்பது பொதுவாக சல்பைடு தாதுக்களை அவற்றின் ஆக்சைடுகளாக மாற்றப் பயன்படுத்தப்படும் முறையாகும். இந்த முறையில், செறிவூட்டப்பட்ட தாது, உலோகத்தின் உருகுநிலைக்குக் கீழே பொருத்தமான உலையில் அதிகப்படியான ஆக்சிஜனுடன் சூடேற்றி ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது.
$$ 2\mathrm{PbS} + 3\mathrm{O}_2 \longrightarrow 2\mathrm{PbO} + 2\mathrm{SO}_2 $$$$ 2\mathrm{ZnS} + 3\mathrm{O}_2 \longrightarrow 2\mathrm{ZnO} + 2\mathrm{SO}_2 $$$$ 2\mathrm{CuS} + 3\mathrm{O}_2 \longrightarrow 2\mathrm{CuO} + 2\mathrm{SO}_2 $$வாட்டுதல், ஆர்சனிக், கந்தகம், பாஸ்பரஸ் போன்ற அசுத்தங்களையும் அவற்றின் ஆவியாகும் ஆக்சைடுகளாக மாற்றி நீக்குகிறது.
எடுத்துக்காட்டாக
$$ 4\mathrm{As} + 3\mathrm{O}_2 \longrightarrow 2\mathrm{As}_2\mathrm{O}_3 $$$$ \mathrm{S}_8 + 8\mathrm{O}_2 \longrightarrow 8\mathrm{SO}_2 $$$$ \mathrm{P}_4 + 5\mathrm{O}_2 \longrightarrow \mathrm{P}_4\mathrm{O}_{10} $$வாட்டும் செயல்முறையின் போது உற்பத்தியாகும் சல்பர் டை ஆக்சைடு சுற்றுச்சூழலுக்கு தீங்கு விளைவிக்கும். நவீன உலோகவியல் தொழிற்சாலைகளில், இந்த துணை விளைபொருள் சேகரிக்கப்பட்டு, காற்று மாசுபாட்டைத் தவிர்க்க கந்தக அமிலமாக மாற்றப்படுகிறது.
சுண்ணாம்பாக்குதல்
சுண்ணாம்பாக்குதல் என்பது செறிவூட்டப்பட்ட தாதுவை காற்று இல்லாத நிலையில் வலுவாக சூடேற்றும் செயல்முறையாகும். இந்த செயல்முறையின் போது, நீரேற்றப்பட்ட ஆக்சைடில் உள்ள படிக நீர் ஈரப்பதமாக வெளியேறுகிறது. ஏதேனும் கரிமப் பொருள் (இருந்தால்) வெளியேற்றப்பட்டு, ஒரு நுண்துளை தாது பின்னால் விடப்படுகிறது. இந்த முறையை குறைந்த அளவு காற்று விநியோகத்துடனும் மேற்கொள்ளலாம்.
எடுத்துக்காட்டுகள்,
கார்பனேட் தாதுவை சுண்ணாம்பாக்கும் போது, கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றப்படுகிறது
$$ \mathrm{PbCO_3\xrightarrow{\Delta}PbO + CO_2\uparrow} $$$$ \mathrm{CaCO_3\xrightarrow{\Delta}CaO + CO_2\uparrow} $$$$ \mathrm{ZnCO_3\xrightarrow{\Delta}ZnO + CO_2\uparrow} $$$$ \mathrm{MgCO_3.CaCO_3\xrightarrow{\Delta}MgO + CaO + 2CO_2\uparrow} $$நீரேற்றப்பட்ட தாதுவை சுண்ணாம்பாக்கும் போது, நீரேற்றத்தின் நீர் ஆவியாக வெளியேற்றப்படுகிறது.
உங்களை மதிப்பீடு செய்துகொள்ளுங்கள் 2
- மக்னசைட் (மக்னீசியம் கார்பனேட்) சுண்ணாம்பாக்கப்பட்டு மக்னீசியா பெறப்படுகிறது, இது தீயைத் தாக்குப்பிடிக்கும் செங்கற்களைத் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது. சிதைவு வினையை எழுதுக.
1.3.2 உலோக ஆக்சைடுகளின் ஒடுக்கம்
உலோக ஆக்சைடை கார்பன், கார்பன் மோனாக்சைடு, ஹைட்ரஜன், அலுமினியம் மற்றும் சோடியம் போன்ற பிற வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்கள் போன்ற பொருத்தமான ஒடுக்கும் முகவரைப் பயன்படுத்தி கச்சா உலோகமாக ஒடுக்கலாம். ஒடுக்கும் முகவரின் தேர்வு உலோகத்தின் தன்மையைப் பொறுத்தது. எடுத்துக்காட்டாக, கார்பனை சோடியம், பொட்டாசியம், அலுமினியம் போன்ற வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்களுக்கு ஒடுக்கும் முகவராகப் பயன்படுத்த முடியாது. இதேபோல், CO ஐ ZnO, \( \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3} \) போன்ற ஆக்சைடுகளை ஒடுக்கப் பயன்படுத்த முடியாது. பின்னர், எல்லிங்காம் வரைபடத்தைப் பயன்படுத்தி பொருத்தமான ஒடுக்கும் முகவர்களைத் தேர்ந்தெடுப்பதைப் படிப்போம்.
உருக்குதல்
இந்த முறையில், ஒரு பாய்மம் (கேங்குடன் எளிதில் உருகக்கூடிய கசடை உருவாக்கும் ஒரு வேதிப் பொருள்) மற்றும் கார்பன், கார்பன் மோனாக்சைடு (அல்லது) அலுமினியம் போன்ற ஒடுக்கும் முகவர் செறிவூட்டப்பட்ட தாதுவில் சேர்க்கப்பட்டு, உருக்கு உலையில் உயர்ந்த வெப்பநிலையில் (உலோகத்தின் உருகுநிலைக்கு மேல்) சூடேற்றி உருக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, இரும்பின் ஆக்சைடை கார்பன் மோனாக்சைடு பின்வருமாறு ஒடுக்கலாம்.
$$ \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3}\mathrm{(s)} + 3\mathrm{CO}\mathrm{(g)}\longrightarrow 2\mathrm{Fe}\mathrm{(s)} + 3\mathrm{CO}_{2}\mathrm{(g)}\uparrow $$இந்தப் பிரித்தெடுப்பில், ஒரு காரப் பாய்மம், சுண்ணாம்புக் கல் (CaO) பயன்படுத்தப்படுகிறது. தாதுவில் உள்ள சிலிக்கா கேங்க் அமிலத் தன்மை கொண்டதாக இருப்பதால், சுண்ணாம்புக் கல் அதனுடன் இணைந்து கால்சியம் சிலிக்கேட்டை (கசடு) உருவாக்குகிறது.
$$ \mathrm{CaO(s) + SiO_2(s)}\longrightarrow \mathrm{CaSiO_3(s)} $$$$ \mathrm{பாய்மம்}\quad \mathrm{கேங்க்}\quad \mathrm{கசடு} $$செப்புப் பைரைட்டுகளில் இருந்து செம்பைப் பிரித்தெடுப்பதில், செறிவூட்டப்பட்ட தாது, ஒரு அமிலப் பாய்மமான சிலிக்காவுடன் கலந்த பிறகு, ஒரு மறுவெப்ப உலையில் சூடேற்றப்படுகிறது. உருகுவதால் உருவாகும் ஃபெர்ரஸ் ஆக்சைடு காரத் தன்மை கொண்டது, மேலும் அது சிலிக்காவுடன் இணைந்து ஃபெர்ரஸ் சிலிக்கேட்டை (கசடு) உருவாக்குகிறது. மீதமுள்ள உலோக சல்பைடுகள் \( \mathrm{Cu}_{2}\mathrm{S} \) மற்றும் FeS ஒன்றில் மற்றொன்று கரையக்கூடியவை மற்றும் ஒரு செப்பு மேட்டை உருவாக்குகின்றன.
$$ \mathrm{2CuFeS_{2}(s) + O_{2}(g)}\longrightarrow 2\mathrm{FeS(l) + Cu_{2}S(l) + SO_{2}(g)} $$$$ \mathrm{2FeS(l) + 3O_{2}(g)}\longrightarrow 2\mathrm{FeO(l) + 2SO_{2}(g)} $$$$ \mathrm{FeO(s) + SiO_{2}(s)}\longrightarrow \mathrm{FeSiO_{3}(s)} $$$$ \mathrm{கேங்க்}\quad \mathrm{பாய்மம்}\quad \mathrm{கசடு} $$மேட் கசடிலிருந்து பிரிக்கப்பட்டு மாற்றும் உலையில் செலுத்தப்படுகிறது. மாற்றும் போது, மேட்டில் உள்ள FeS முதலில் FeO ஆக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது. இது சிலிக்காவுடன் கசடு உருவாக்கத்தால் நீக்கப்படுகிறது. மீதமுள்ள செப்பு சல்பைடு மேலும் அதன் ஆக்சைடாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது, அது பின்னர் உலோகச் செம்பாக மாற்றப்படுகிறது, கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி.
$$ 2\mathrm{Cu}_{2}\mathrm{S}(l,\mathrm{s}) + 3\mathrm{O}_{2}(\mathrm{g})\longrightarrow 2\mathrm{Cu}_{2}\mathrm{O}(l,\mathrm{s}) + 2\mathrm{SO}_{2}(\mathrm{g}) $$$$ 2\mathrm{Cu}_{2}\mathrm{O}(l) + \mathrm{Cu}_{2}\mathrm{S}(l)\longrightarrow 6\mathrm{Cu}(l) + \mathrm{SO}_{2}(\mathrm{g}) $$உலோகச் செம்பு திடப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இந்த செயல்முறையில் உருவாகும் \( \mathrm{SO}_{2} \) வாயு வெளியேற்றம் காரணமாக இது கொப்புளத் தோற்றத்தைக் கொண்டுள்ளது. இந்த செம்பு கொப்புளச் செம்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது.
கார்பனால் ஒடுக்கம்:
இந்த முறையில், உலோகத்தின் ஆக்சைடு தாது நிலக்கரியுடன் (கோக்) கலக்கப்பட்டு ஒரு உலையில் (பொதுவாக ஒரு ஊதுலையில்) வலுவாக சூடேற்றப்படுகிறது. இந்த செயல்முறையை ஒடுக்க வெப்பநிலையில் கார்பனுடன் கார்பைடுகளை உருவாக்காத உலோகங்களுக்குப் பயன்படுத்தலாம்.
எடுத்துக்காட்டுகள்:
$$ \mathrm{ZnO(s) + C(s)\longrightarrow Zn(s) + CO(g)\uparrow} $$$$ \mathrm{Mn_{3}O_{4}(s) + 4C(s)\longrightarrow 3Mn(s) + 4CO(g)\uparrow} $$$$ \mathrm{Cr_{2}O_{3}(s) + 3C(s)\longrightarrow 2Cr(s) + 3CO(g)\uparrow} $$ஹைட்ரஜனால் ஒடுக்கம்:
இந்த முறையை ஹைட்ரஜனை விட குறைந்த மின்னேற்றத் தன்மை கொண்ட உலோகங்களின் (Fe, Pb, Cu) ஆக்சைடுகளுக்குப் பயன்படுத்தலாம்.
$$ \mathrm{Ag}_{2}\mathrm{O(s)} + \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g})\longrightarrow 2\mathrm{Ag(s)} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O(l)} $$$$ \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{4}(\mathrm{s}) + 4\mathrm{H}_{2}(\mathrm{g})\longrightarrow 3\mathrm{Fe(s)} + 4\mathrm{H}_{2}\mathrm{O(l)} $$நிக்கல் ஆக்சைடை ஹைட்ரஜன் மற்றும் கார்பன் மோனாக்சைடு கலவையைப் (நீர் வாயு) பயன்படுத்தி நிக்கலாக ஒடுக்கலாம்
$$ 2\mathrm{NiO(s)} + \mathrm{CO(g)} + \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g})\longrightarrow 2\mathrm{Ni(s)} + \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}) + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O(l)} $$உலோகத்தால் ஒடுக்கம்:
\( \mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{3} \) போன்ற உலோக ஆக்சைடுகளை அலுமினோ வெப்பச் செயல்முறையால் ஒடுக்கலாம். இந்த செயல்முறையில், உலோக ஆக்சைடு அலுமினியத் தூளுடன் கலக்கப்பட்டு ஒரு தீக் களிமண் குவளைக்குள் வைக்கப்படுகிறது. ஒடுக்க செயல்முறையைத் தொடங்க, ஒரு பற்றவைப்பு கலவை (பொதுவாக மெக்னீசியம் மற்றும் பேரியம் பெராக்சைடு) பயன்படுத்தப்படுகிறது.
$$ \mathrm{BaO_2 + Mg \longrightarrow BaO + MgO} $$மேற்கண்ட வினையின் போது அதிக அளவு வெப்பம் வெளியிடப்படுகிறது (2400°C வரை வெப்பநிலை உருவாக்கப்படுகிறது மற்றும் வினை எந்தால்பி: 852 kJ \( \mathrm{mol^{-1}} \)) இது அலுமினியத் தூளால் \( \mathrm{Cr_2O_3} \) ஐ ஒடுக்க உதவுகிறது.
$$ \mathrm{Cr_2O_3 + 2Al \xrightarrow{\Delta} 2Cr + Al_2O_3} $$சோடியம், பொட்டாசியம் மற்றும் கால்சியம் போன்ற வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்களும் உலோக ஆக்சைடை ஒடுக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்
$$ \mathrm{B_2O_3 + 6Na \longrightarrow 2B + 3Na_2O} $$$$ \mathrm{Rb_2O_3 + 3Mg \longrightarrow 2Rb + 3MgO} $$$$ \mathrm{TiO_2 + 2Mg \longrightarrow Ti + 2MgO} $$$$ \mathrm{TiO_2 + 2Ca \xrightarrow{1250 K} Ti + 2CaO} $$தானே ஒடுக்கம்:
சில தாதுக்களை எளிமையாக வாட்டுவது கச்சா உலோகத்தைக் கொடுக்கிறது. இதுபோன்ற சந்தர்ப்பங்களில், ஒடுக்கும் முகவர்களைப் பயன்படுத்துவது தேவையில்லை. எடுத்துக்காட்டாக, பாதரசம் அதன் தாது சின்னபார் (HgS) ஐ வாட்டுவதன் மூலம் பெறப்படுகிறது
$$ \mathrm{HgS (s) + O_2 (g) \longrightarrow Hg (l) + SO_2 \uparrow} $$1.4 உலோகவியலின் வெப்ப இயக்கவியல் கோட்பாடு
நாம் விவாதித்தபடி, உலோகங்களை அவற்றின் ஆக்சைடுகளிலிருந்து பிரித்தெடுப்பதை வெவ்வேறு ஒடுக்கும் முகவர்களைப் பயன்படுத்தி மேற்கொள்ளலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு உலோக ஆக்சைடு \( \mathrm{M_xO_y} \) வின் ஒடுக்கத்தைக் கருத்தில் கொள்வோம்.
$$ \mathrm{M_xO_y (s) \longrightarrow \frac{2x}{y} M (s) + O_2 (g)} \tag{1} $$மேற்கண்ட ஒடுக்கத்தை கார்பனுடன் மேற்கொள்ளலாம். இந்த வழக்கில், ஒடுக்கும் முகவர் கார்பன் CO அல்லது \( \mathrm{CO_2} \) ஆக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படலாம்.
$$ \mathrm{C + O_2 \longrightarrow CO_2 (g)} \tag{2} $$$$ \mathrm{2C + O_2 \longrightarrow 2CO (g)} \tag{3} $$கார்பன் மோனாக்சைடு ஒடுக்கும் முகவராகப் பயன்படுத்தப்பட்டால், அது பின்வருமாறு \( \mathrm{CO_2} \) ஆக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது,
$$ \mathrm{2CO + O_2 \longrightarrow 2CO_2 (g)} \tag{4} $$வெப்ப இயக்கவியல் பரிசீலனைகளின் அடிப்படையில் ஒரு பொருத்தமான ஒடுக்கும் முகவர் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது. ஒரு தன்னிச்சையான வினைக்கு, கிப்ஸ் கட்டிலா ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் (\( \Delta G \)) எதிர்மறையாக இருக்க வேண்டும் என்பதை நாம் அறிவோம். எனவே, வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக, கொடுக்கப்பட்ட ஒடுக்கும் முகவருடன் உலோக ஆக்சைடின் [சமன்பாடு (1)] ஒடுக்கம், ஒருங்கிணைந்த வினைக்கான கட்டிலா ஆற்றல் மாற்றம் எதிர்மறையாக இருந்தால் சாத்தியமாகும்.
1.4.1 எல்லிங்காம் வரைபடம்
ஒரு வினைக்கான கிப்ஸ் கட்டிலா ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் \( (\Delta G) \) பின்வரும் கோவையால் கொடுக்கப்படுகிறது.
$$ \Delta G = \Delta H - T\Delta S \tag{1} $$இங்கு, \( \Delta H \) என்பது எந்தால்பி மாற்றம், \( T \) என்பது கெல்வினில் வெப்பநிலை மற்றும் \( \Delta S \) என்பது என்ட்ரோபி மாற்றம். ஒரு சமநிலை செயல்முறைக்கு, \( \Delta G^0 \) ஐ சமநிலை மாறிலியைப் பயன்படுத்தி பின்வரும் கோவை மூலம் கணக்கிடலாம்
$$ \Delta G^0 = -\mathrm{RT}\ln \mathrm{K}_{\mathrm{p}} $$ஹரோல்ட் எல்லிங்காம், ஒடுக்கத்தை ஒரு சமநிலை செயல்முறையாகக் கருதி, பல்வேறு வெப்பநிலைகளில் உலோக ஆக்சைடுகளை ஒடுக்குவதற்கான \( \Delta G^0 \) மதிப்புகளைக் கணக்கிட மேற்கண்ட உறவைப் பயன்படுத்தினார்.
x-அச்சில் வெப்பநிலையையும், y-அச்சில் உலோக ஆக்சைடு உருவாவதற்கான திட்டக் கட்டிலா ஆற்றல் மாற்றத்தையும் கருத்தில் கொண்டு அவர் ஒரு வரைபடத்தை வரைந்தார். இதன் விளைவாக வரும் வரைபடம் ஒரு நேர்க்கோடாகும், இதில் \( \Delta S \) சாய்வாகவும், \( \Delta H \) y-இடைமறிப்பாகவும் உள்ளது. பல்வேறு உலோக ஆக்சைடுகள் உருவாவதற்கான வினையின் திட்ட கிப்ஸ் கட்டிலா ஆற்றலின் மாறுபாட்டை வெப்பநிலையுடன் வரைகலை முறையில் குறிப்பிடுவது எல்லிங்காம் வரைபடம் எனப்படும்.
எல்லிங்காம் வரைபடத்திலிருந்து அவதானிப்புகள்.
- பெரும்பாலான உலோக ஆக்சைடு உருவாவதற்கு, சாய்வு நேர்மறையாக இருக்கும். இதைப் பின்வருமாறு விளக்கலாம். உலோக ஆக்சைடுகள் உருவாகும் போது ஆக்சிஜன் வாயு நுகரப்படுகிறது, இது ஒழுங்கின்மையில் குறைவை ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, \( \Delta S \) எதிர்மறையாகிறது, மேலும் இது நேர்க்கோடு சமன்பாட்டில் \( T\Delta S \) என்ற உறுப்பை நேர்மறையாக்குகிறது.
- கார்பன் மோனாக்சைடு உருவாவதற்கான வரைபடம் எதிர்மறை சாய்வு கொண்ட ஒரு நேர்க்கோடாகும். இந்த வழக்கில், ஒரு மோல் ஆக்சிஜன் வாயு நுகரப்படுவதால் 2 மோல் CO வாயு உருவாகிறது என்பதால் \( \Delta S \) நேர்மறையாக உள்ளது. அதிக வெப்பநிலையில் CO மிகவும் நிலையானது என்பதை இது குறிக்கிறது.
- வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, பொதுவாக உலோக ஆக்சைடு உருவாவதற்கான \( \Delta G \) மதிப்பு குறைவான எதிர்மறையாக மாறி, ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் பூஜ்ஜியமாகிறது. இந்த வெப்பநிலைக்குக் கீழே, \( \Delta G \) எதிர்மறையாகவும், ஆக்சைடு நிலையாகவும் இருக்கும், மேலும் இந்த வெப்பநிலைக்கு மேல் \( \Delta G \) நேர்மறையாகவும் இருக்கும். இந்த பொதுப் போக்கு, உலோக ஆக்சைடுகள் அதிக வெப்பநிலையில் குறைவான நிலைத்தன்மையுடையவையாக மாறி, அவற்றின் சிதைவு எளிதாகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.
- MgO, HgO போன்ற சில உலோக ஆக்சைடுகளுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் சாய்வில் திடீர் மாற்றம் ஏற்படுகிறது. இது கட்ட மாற்றம் (உருகுதல் அல்லது ஆவியாதல்) காரணமாகும்.
1.4.2 எல்லிங்காம் வரைபடத்தின் பயன்பாடுகள்:
எல்லிங்காம் வரைபடம் பொருத்தமான ஒடுக்கும் முகவரையும், ஒடுக்கத்திற்கான பொருத்தமான வெப்பநிலை வரம்பையும் தேர்ந்தெடுக்க உதவுகிறது. ஒரு உலோக ஆக்சைடை அதன் உலோகமாக ஒடுக்குவது, ஒடுக்கத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும் தனிமத்திற்கும் உலோகத்திற்கும் இடையே ஆக்சிஜனுடன் சேர்வதற்கான போட்டியாகக் கருதலாம். உலோக ஆக்சைடு மிகவும் நிலையானதாக இருந்தால், ஆக்சிஜன் உலோகத்துடன் இருக்கும், மேலும் ஒடுக்கத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும் தனிமத்தின் ஆக்சைடு மிகவும் நிலையானதாக இருந்தால், உலோக ஆக்சைடிலிருந்து வரும் ஆக்சிஜன் ஒடுக்கத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும் தனிமங்களுடன் சேரும். எல்லிங்காம் வரைபடத்திலிருந்து, கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலையில் வெவ்வேறு உலோக ஆக்சைடுகளின் ஒப்பீட்டு நிலைத்தன்மையை நாம் அறியலாம்.
\( \mathrm{Ag}_2\mathrm{O} \) மற்றும் \( \mathrm{HgO} \) உருவாவதற்கான எல்லிங்காம் வரைபடம் வரைபடத்தின் மேல் பகுதியில் உள்ளது, மேலும் அவற்றின் சிதைவு வெப்பநிலைகள் முறையே 600 மற்றும் 700 K ஆகும். இந்த ஆக்சைடுகள் மிதமான வெப்பநிலைகளில் நிலையற்றவை என்பதையும், ஒடுக்கும் முகவர் இல்லாத நிலையில் கூட சூடேற்றும்போது சிதையும் என்பதையும் இது குறிக்கிறது.
ஒரு உலோகத்தின் ஆக்சைடுகளை மற்றொரு உலோகத்தால் ஒடுக்குவதன் வெப்ப இயக்கவியல் சாத்தியத்தைக் கணிக்க எல்லிங்காம் வரைபடம் பயன்படுகிறது. எந்தவொரு உலோகமும் வரைபடத்தில் தனக்கு மேலே அமைந்துள்ள மற்ற உலோகங்களின் ஆக்சைடுகளை ஒடுக்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, எல்லிங்காம் வரைபடத்தில், குரோமியம் ஆக்சைடு உருவாவதற்கான கோடு அலுமினியத்திற்குக் கீழே உள்ளது, அதாவது \( \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3 \) என்பது \( \mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_3 \) ஐ விட நிலையானது. எனவே அலுமினியத்தை குரோமிக் ஆக்சைடை ஒடுக்க ஒடுக்கும் முகவராகப் பயன்படுத்தலாம். இருப்பினும், அலுமினிய ஆக்சைடை விட கீழ் நிலையை ஆக்கிரமித்துள்ள மெக்னீசியம் மற்றும் கால்சியத்தின் ஆக்சைடுகளை ஒடுக்க இதைப் பயன்படுத்த முடியாது.
கார்பன் கோடு பல உலோக ஆக்சைடுகளின் கோடுகளை வெட்டிச் செல்கிறது, எனவே அது போதுமான அளவு அதிக வெப்பநிலையில் அந்த உலோக ஆக்சைடுகள் அனைத்தையும் ஒடுக்க முடியும். கார்பனால் இரும்பு ஆக்சைடை ஒடுக்குவதற்கான வெப்ப இயக்கவியல் சாதகமான நிலைமைகளைப் பகுப்பாய்வு செய்வோம். FeO மற்றும் CO உருவாவதற்கான எல்லிங்காம் வரைபடம் 1000 K வெப்பநிலையில் வெட்டுகிறது. இந்த வெப்பநிலைக்குக் கீழே கார்பன் கோடு இரும்புக் கோட்டிற்கு மேலே உள்ளது, இது FeO ஐ விட CO நிலையற்றது என்பதைக் குறிக்கிறது, எனவே இந்த வெப்பநிலை வரம்பில், ஒடுக்கம் வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக சாத்தியமில்லை. இருப்பினும், 1000 K க்கு மேல் கார்பன் கோடு இரும்புக் கோட்டிற்குக் கீழே உள்ளது, எனவே, இந்த வெப்பநிலைக்கு மேல் நாம் கோக்கை ஒடுக்கும் முகவராகப் பயன்படுத்தலாம். பின்வரும் கட்டிலா ஆற்றல் கணக்கீடும் ஒடுக்கம் வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக சாதகமானது என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது.
1500 K இல் எல்லிங்காம் வரைபடத்திலிருந்து
$$ 2\mathrm{Fe}(\mathrm{s}) + \mathrm{O}_2(\mathrm{g})\longrightarrow 2\mathrm{FeO}(\mathrm{g})\quad \Delta \mathrm{G}_1 = -350\ \mathrm{kJ}\ \mathrm{mol}^{-1} $$$$ 2\mathrm{C}(\mathrm{s}) + \mathrm{O}_2(\mathrm{g})\longrightarrow 2\mathrm{CO}(\mathrm{g})\quad \Delta \mathrm{G}_2 = -480\ \mathrm{kJ}\ \mathrm{mol}^{-1} $$வினை (1) ஐ தலைகீழாக்குக
$$ 2\mathrm{FeO}(\mathrm{s})\longrightarrow 2\mathrm{Fe}(\mathrm{s}) + \mathrm{O}_2(\mathrm{g})\quad \Delta \mathrm{G}_1 = +350\ \mathrm{kJ}\ \mathrm{mol}^{-1} $$இப்போது வினைகள் (2) மற்றும் (3) ஐ இணைக்கவும்
$$ 2\mathrm{FeO}(\mathrm{s}) + 2\mathrm{C}\longrightarrow 2\mathrm{Fe}(\mathrm{l},\mathrm{s}) + 2\mathrm{CO}(\mathrm{g})\quad \Delta \mathrm{G}_3 = -130\ \mathrm{kJ}\ \mathrm{mol}^{-1} $$ஒரு மோல் FeO ஐ ஒடுக்குவதற்கான திட்டக் கட்டிலா ஆற்றல் மாற்றம், \( \Delta \mathrm{G}_3 / 2 = -65\ \mathrm{kJ}\ \mathrm{mol}^{-1} \).
எல்லிங்காம் வரைபடத்தின் வரம்புகள்
எல்லிங்காம் வரைபடம் வெப்ப இயக்கவியல் பரிசீலனைகளை மட்டுமே அடிப்படையாகக் கொண்டு கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஒரு வினையின் வெப்ப இயக்கவியல் சாத்தியத்தைப் பற்றிய தகவலை இது வழங்குகிறது. இது வினையின் வீதத்தைப் பற்றி எதையும் கூறாது. மேலும், நடைபெறக்கூடிய பிற வினைகளின் சாத்தியத்தைப் பற்றிய எந்தக் கருத்தையும் இது கொடுக்காது.
\( \Delta \mathrm{G} \) வின் விளக்கம், வினைபடுபொருட்கள் விளைபொருட்களுடன் சமநிலையில் உள்ளன என்ற அனுமானத்தின் அடிப்படையில் அமைந்துள்ளது, இது எப்போதும் உண்மையில்லை.
உங்களை மதிப்பீடு செய்துகொள்ளுங்கள் 3
- எல்லிங்காம் வரைபடத்தை (படம் 1.4) பயன்படுத்தி, கார்பனால் ZnO ஐ துத்தநாக உலோகமாக ஒடுக்கக்கூடிய மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையைக் குறிப்பிடுக. இந்த வெப்பநிலையில் ஒட்டுமொத்த ஒடுக்க வினையை எழுதுக.
1.5 உலோகவியலின் மின்வேதியியல் கோட்பாடு
வெப்ப இயக்கவியல் கோட்பாடுகளைப் போலவே, மின்வேதியியல் கோட்பாடுகளும் உலோகவியல் செயல்முறையில் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. சோடியம், பொட்டாசியம் போன்ற வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்களின் ஆக்சைடுகளை கார்பனால் ஒடுக்குவது வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக சாத்தியமில்லை. அத்தகைய உலோகங்கள் அவற்றின் தாதுக்களிலிருந்து மின்வேதியியல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி பிரித்தெடுக்கப்படுகின்றன. இந்த நுட்பத்தில், உலோக உப்புகள் உருக்கிய வடிவத்திலோ அல்லது கரைசல் வடிவத்திலோ எடுக்கப்படுகின்றன. உள்ளிருக்கும் உலோக அயனியை சில பொருத்தமான ஒடுக்கும் முகவருடன் சிகிச்சையளிப்பதன் மூலமோ அல்லது மின்பகுப்பு மூலமோ ஒடுக்க முடியும்.
மின்பகுப்பு செயல்முறைக்கான கிப்ஸ் கட்டிலா ஆற்றல் மாற்றம் பின்வரும் கோவையால் கொடுக்கப்படுகிறது
$$ \Delta G^{\circ} = -\mathrm{nFE}^{\circ} $$இங்கு n என்பது ஒடுக்க செயல்முறையில் ஈடுபடும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை, F என்பது பாரடே மற்றும் \( \mathrm{E}^0 \) என்பது ரெடாக்ஸ் இணையின் மின்முனை ஆற்றல் ஆகும்.
\( \mathrm{E}^0 \) நேர்மறையாக இருந்தால் \( \Delta \mathrm{G} \) எதிர்மறையாகவும், ஒடுக்கம் தன்னிச்சையாகவும் இருக்கும், எனவே நிகர ரெடாக்ஸ் வினையின் e.m.f நேர்மறையாக இருக்கும் வகையில் ஒரு ரெடாக்ஸ் வினை திட்டமிடப்படுகிறது. ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வினைத்திறன் கொண்ட உலோக அயனிகளைக் கொண்ட கரைசலில் ஒரு வினைத்திறன் கொண்ட உலோகம் சேர்க்கப்படும்போது, வினைத்திறன் கொண்ட உலோகம் கரைசலுக்குச் செல்லும். எடுத்துக்காட்டாக,
$$ \mathrm{Cu(s) + 2Ag^{+}(aq)\longrightarrow Cu^{2+}(aq) + 2Ag(s)} $$$$ \mathrm{Cu^{2+}(aq) + Zn(s)\longrightarrow Cu(s) + Zn^{2+}(aq)} $$1.5.1 அலுமினியத்தின் மின்வேதியியல் பிரித்தெடுப்பு - ஹால்-ஹெரால்ட் செயல்முறை:
இந்த முறையில், மின்பகுப்பு ஒரு இரும்புத் தொட்டியில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, இது கார்பனால் பூசப்பட்டிருக்கும் மற்றும் இது எதிர்முனையாகச் செயல்படுகிறது. மின்பகுளியில் மூழ்கியுள்ள கார்பன் துண்டுகள் நேர்முனையாகச் செயல்படுகின்றன. பாக்சைட் தாதுவிலிருந்து பெறப்பட்ட அலுமினாவின் 20% கரைசல், உருகிய கிரையோலைட்டுடன் கலக்கப்பட்டு மின்பகுளி அறையில் எடுக்கப்படுகிறது. சுமார் 10% கால்சியம் குளோரைடும் கரைசலில் சேர்க்கப்படுகிறது. இங்கு கால்சியம் குளோரைடு கலவையின் உருகுநிலையைக் குறைக்க உதவுகிறது. உருகிய கலவை 1270 K க்கும் மேற்பட்ட வெப்பநிலையில் பராமரிக்கப்படுகிறது. இந்த செயல்முறையில் ஈடுபடும் வேதி வினைகள் பின்வருமாறு.
$$ \mathrm{அலுமினாவின்\ அயனியாக்கம்:\ Al_2O_3 \longrightarrow 2Al^{3+} + 3O^{2-}} $$$$ \mathrm{எதிர்முனையில்\ வினை:\ 2Al^{3+}(melt) + 6e^{-} \longrightarrow 2Al(l)} $$$$ \mathrm{நேர்முனையில்\ வினை:\ 6O^{2-}(melt) \longrightarrow 3O_2 + 12e^{-}} $$கார்பன் நேர்முனையாகச் செயல்படுவதால், பின்வரும் வினையும் அதில் நடைபெறுகிறது.
$$ \mathrm{C(s) + O^{2-}(melt) \longrightarrow CO + 2e^{-}} $$$$ \mathrm{C(s) + 2O^{2-}(melt) \longrightarrow CO_2 + 4e^{-}} $$மேற்கண்ட இரண்டு வினைகள் காரணமாக, மின்பகுப்பின் போது நேர்முனைகள் மெதுவாக நுகரப்படுகின்றன. தூய அலுமினியம் எதிர்முனையில் உருவாகி அடிப்பகுதியில் வீழ்கிறது. நிகர மின்பகுப்பு வினையை பின்வருமாறு எழுதலாம்.
$$ 4\mathrm{Al}^{3+}(\mathrm{melt}) + 6\mathrm{O}^{2-}(\mathrm{melt}) + 3\mathrm{C}(\mathrm{s})\longrightarrow 4\mathrm{Al}(\mathrm{l}) + 3\mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}) $$உங்களை மதிப்பீடு செய்துகொள்ளுங்கள் 4
- உப்புநீரின் (aq. NaCl) மின்பகுப்பால் உலோக சோடியம் பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது. மின்பகுப்புக்குப் பிறகு மின்பகுளிக் கரைசல் காரத் தன்மையாகிறது. சாத்தியமான முனைவு வினைகளை எழுதுக.
1.6 சுத்திகரிப்பு செயல்முறை
பொதுவாக அதன் தாதுவிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்ட உலோகம், வினைபடாத ஆக்சைடு தாது, பிற உலோகங்கள், உலோகங்கள் அல்லாதவை போன்ற சில அசுத்தங்களைக் கொண்டுள்ளது. தனிமைப்படுத்தப்பட்ட கச்சா உலோகத்துடன் தொடர்புடைய அத்தகைய அசுத்தங்களை நீக்குவது சுத்திகரிப்பு செயல்முறை எனப்படும். இந்தப் பிரிவில், சில பொதுவான சுத்திகரிப்பு முறைகளைப் பற்றி விவாதிப்போம்.
1.6.1 வாலைவடித்தல்
இந்த முறை துத்தநாகம் (கொதிநிலை 1180 K) மற்றும் பாதரசம் (630 K) போன்ற குறைந்த கொதிநிலை கொண்ட ஆவியாகும் உலோகங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த முறையில், அசுத்தமான உலோகம் ஆவியாகக் காய்ச்சி வடிக்கப்படுகிறது, மேலும் ஆவிகள் ஒடுக்கப்பட்டுத் தூய உலோகத்தைப் பெறுகின்றன.
1.6.2 உருக்குப் பிரித்தல்
இந்த முறை தகரம் (Sn; உ.நி. = 904 K), ஈயம் (Pb; உ.நி. = 600 K), பாதரசம் (Hg; உ.நி. = 234 K) மற்றும் பிஸ்மத் (Bi; உ.நி. = 545 K) போன்ற ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த உருகுநிலை கொண்ட உலோகங்களிலிருந்து அதிக உருகுநிலை கொண்ட அசுத்தங்களை நீக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த செயல்முறையில், கச்சா உலோகம் உருகக்கூடிய திரவத்தை உருவாக்க சூடேற்றப்பட்டு, சரிவான மேற்பரப்பில் பாய அனுமதிக்கப்படுகிறது. அசுத்தமான உலோகம் ஒரு மறுவெப்ப உலையின் சரிவான அடுப்புத் தளத்தில் வைக்கப்பட்டு, காற்று இல்லாத நிலையில் உலோகத்தின் உருகுநிலைக்கு சற்று மேலே சூடேற்றப்படுகிறது, உருகிய தூய உலோகம் கீழே பாய்கிறது, மேலும் அசுத்தங்கள் பின்னால் விடப்படுகின்றன. உருகிய உலோகம் சேகரிக்கப்பட்டு திடப்படுத்தப்படுகிறது.
1.6.3 மின்பகுப்புச் சுத்திகரிப்பு
கச்சா உலோகம் மின்பகுப்பால் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது. இது நமக்குத் தேவையான உலோகத்தின் உப்புகளின் நீர்க் கரைசலைக் கொண்ட ஒரு மின்பகுளிக் கலத்தில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. அசுத்தமான உலோகத்தின் தண்டுகள் நேர்முனையாகவும், தூய உலோகத்தின் மெல்லிய கீற்றுகள் எதிர்முனையாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நமக்குத் தேவையான உலோகம் நேர்முனையில் கரைந்து, கரைசலுக்குச் செல்கிறது, அதே நேரம் கரைசலில் இருந்து அதே அளவு உலோக அயனிகள் எதிர்முனையில் படியும். மின்பகுப்பின் போது, நேர்முனையில் உள்ள குறைந்த மின்னேற்றத் தன்மை கொண்ட அசுத்தங்கள், அடிப்பகுதியில் வீழ்ந்து, நேர்முனைச் சகதியாக நீக்கப்படுகின்றன.
வெள்ளியின் மின்பகுப்புச் சுத்திகரிப்பை ஒரு எடுத்துக்காட்டாகக் கருதி இந்த செயல்முறையைப் புரிந்துகொள்வோம்.
எதிர்முனை : தூய வெள்ளி நேர்முனை : அசுத்தமான வெள்ளித் தண்டுகள் மின்பகுளி : அமிலமாக்கப்பட்ட நீரிய வெள்ளி நைட்ரேட் கரைசல்.
மின்முனைகள் வழியாக மின்னோட்டம் செலுத்தப்படும்போது பின்வரும் வினைகள் நடைபெறும்
$$ \mathrm{நேர்முனையில்\ வினை:\ Ag(s) \longrightarrow Ag^{+}(aq) + 1e^{-}} $$$$ \mathrm{எதிர்முனையில்\ வினை:\ Ag^{+}(aq) + 1e^{-} \longrightarrow Ag(s)} $$மின்பகுப்பின் போது, நேர்முனையில் வெள்ளி அணுக்கள் எலக்ட்ரான்களை இழந்து கரைசலுக்குச் செல்கின்றன. நேர்மின்னூட்டம் பெற்ற வெள்ளி நேர்மின் அயனிகள் எதிர்முனையை நோக்கி நகர்ந்து, எலக்ட்ரான்களைப் பெற்று வெளியேற்றப்பட்டு எதிர்முனையில் படியும். செம்பு, துத்தநாகம் போன்ற பிற உலோகங்களும் இதே முறையில் இந்த செயல்முறையால் சுத்திகரிக்கப்படலாம்.
1.6.4 மண்டலச் சுத்திகரிப்பு
இந்த முறை பகுதி படிகமாக்கலின் கோட்பாடுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசுத்தமான உலோகம் உருக்கப்பட்டு திடப்படுத்த அனுமதிக்கப்படும்போது, அசுத்தங்கள் உருகிய பகுதியில் இருக்க விரும்பும், அதாவது அசுத்தங்கள் திட நிலை உலோகத்தை விட உருகு நிலையில் அதிகம் கரையக்கூடியவை. இந்த செயல்முறையில், அசுத்தமான உலோகம் ஒரு கம்பியின் வடிவத்தில் எடுக்கப்படுகிறது. கம்பியின் ஒரு முனை ஒரு நகரும் தூண்டல் வெப்பமாக்கியைப் பயன்படுத்தி சூடேற்றப்படுகிறது, இது கம்பியின் அந்தப் பகுதியில் உலோகத்தை உருக்க விளைவிக்கிறது. வெப்பமாக்கி மெதுவாக மற்ற முனைக்கு நகர்த்தப்படும்போது, தூய உலோகம் படிகமாகிறது, அதே நேரம் அசுத்தங்கள் வெப்பமாக்கியின் இயக்கத்தால் உருவாகும் அருகிலுள்ள உருகிய மண்டலத்திற்கு நகரும். வெப்பமாக்கி மேலும் விலகிச் செல்லும்போது, அசுத்தங்களைக் கொண்ட உருகிய மண்டலமும் அதனுடன் நகரும். விரும்பிய தூய்மை அளவை அடைய, வெப்பமாக்கியை மீண்டும் மீண்டும் அதே திசையில் நகர்த்துவதன் மூலம் செயல்முறை பல முறை மீண்டும் செய்யப்படுகிறது. இந்த செயல்முறை உலோகங்களின் ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுக்க ஒரு மந்த வாயு வளிமண்டலத்தில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. ஜெர்மேனியம் (Ge), சிலிக்கான் (Si) மற்றும் காலியம் (Ga) போன்ற குறைகடத்திகளாகப் பயன்படுத்தப்படும் தனிமங்கள் இந்த செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி சுத்திகரிக்கப்படுகின்றன.
1.6.5 ஆவி நிலை முறை
இந்த முறையில், உலோகம் பொருத்தமான வினைப்பொருளுடன் சிகிச்சையளிக்கப்படுகிறது, இது உலோகத்துடன் ஒரு ஆவியாகும் சேர்மத்தை உருவாக்க முடியும். பின்னர் ஆவியாகும் சேர்மம் சிதைக்கப்பட்டுத் தூய உலோகத்தைக் கொடுக்கிறது. பின்வரும் செயல்முறையைக் கருத்தில் கொண்டு இந்த முறையைப் புரிந்துகொள்ளலாம்.
நிக்கலைச் சுத்திகரிப்பதற்கான மாண்ட் செயல்முறை
அசுத்தமான நிக்கல் 350 K வெப்பநிலையில் கார்பன் மோனாக்சைடு ஓட்டத்தில் சூடேற்றப்படுகிறது. நிக்கல் CO உடன் வினைபுரிந்து மிகவும் ஆவியாகும் நிக்கல் டெட்ரா கார்போனைலை உருவாக்குகிறது. திட அசுத்தங்கள் பின்னால் விடப்படுகின்றன.
$$ \mathrm{Ni(s) + 4CO(g) \longrightarrow [Ni(CO)_4](g)} $$நிக்கல் டெட்ரா கார்போனைலை 460 K வெப்பநிலையில் சூடேற்றும்போது, சிக்கலானது சிதைந்து தூய உலோகத்தைக் கொடுக்கிறது.
$$ \mathrm{[Ni(CO)_4](g) \longrightarrow Ni(s) + 4CO(g)} $$சிர்கோனியம்/டைட்டானியத்தைச் சுத்திகரிப்பதற்கான வான்-ஆர்க்கெல் முறை
இந்த முறை உலோகச் சேர்மங்களின் வெப்பச் சிதைவை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது தூய உலோகங்களை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது. டைட்டானியம் மற்றும் சிர்கோனியத்தை இந்த முறையைப் பயன்படுத்திச் சுத்திகரிக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, அசுத்தமான டைட்டானியம் உலோகம் 550 K வெப்பநிலையில் அயோடினுடன் ஒரு வெற்றிடமாக்கப்பட்ட பாத்திரத்தில் சூடேற்றப்பட்டு, ஆவியாகும் டைட்டானியம் டெட்ரா-அயோடைடு (\( \mathrm{TiI_4} \)) உருவாகிறது. அசுத்தங்கள் அயோடினுடன் வினைபுரியாததால், அவை பின்னால் விடப்படுகின்றன.
$$ \mathrm{Ti(s) + 2I_2(s) \xrightarrow{550K} TiI_4(vapour)} $$ஆவியாகும் டைட்டானியம் டெட்ரா அயோடைடு ஆவி, 1800 K வெப்பநிலையில் ஒரு டங்ஸ்டன் இழை மீது செலுத்தப்படுகிறது. டைட்டானியம் டெட்ரா அயோடைடு சிதைக்கப்பட்டு, தூய டைட்டானியம் இழையின் மீது படிய வைக்கப்படுகிறது. அயோடின் மீண்டும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
$$ \mathrm{TiI_4(vapour) \xrightarrow{1800K} Ti(s) + 2I_2(s)} $$1.7 உலோகங்களின் பயன்பாடுகள்
1.7.1 Al இன் பயன்பாடுகள்
அலுமினியம் மிகுதியாகக் கிடைக்கும் உலோகமாகும், மேலும் இது மின்சாரம் மற்றும் வெப்பத்தின் நல்ல கடத்தியாகும். இது அரிப்பையும் எதிர்க்கிறது. பின்வருவன அதன் சில பயன்பாடுகளாகும்.
- பல வெப்பப் பரிமாற்றிகள்/வெப்ப மூழ்கிகள் மற்றும் நம் அன்றாட சமையல் பாத்திரங்கள் அலுமினியத்தால் செய்யப்படுகின்றன.
- இது உறைகளாக (அலுமினியப் படலங்கள்) பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் உணவுப் பொருட்களுக்கான பேக்கிங் பொருட்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- அலுமினியம் மிகவும் வலிமையானது அல்ல. இருப்பினும், செம்பு, மாங்கனீசு, மெக்னீசியம் மற்றும் சிலிக்கான் ஆகியவற்றுடனான அதன் கலவைகள் இலகுரக மற்றும் வலிமையானவை, மேலும் அவை விமானங்கள் மற்றும் பிற போக்குவரத்து வடிவமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
- அலுமினியம் அரிப்புக்கு அதிக எதிர்ப்புத் திறனைக் காட்டுவதால், இது வேதி உலைகள், மருத்துவ உபகரணங்கள், குளிர்பதன அலகுகள் மற்றும் எரிவாயு குழாய்களின் வடிவமைப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- அலுமினியம் ஒரு நல்ல மின் கடத்தி மற்றும் மலிவானது, எனவே வலிமைக்காக எஃகு மையத்துடன் மின் மேல்நிலை மின் கேபிள்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
1.7.2 Zn இன் பயன்பாடுகள்
- உலோக துத்தநாகம், இரும்பு மற்றும் எஃகு கட்டமைப்புகளை துருப்பிடிப்பதிலிருந்தும் அரிப்பிலிருந்தும் பாதுகாக்க கால்வனைசிங்கில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- துத்தநாகம் ஆட்டோமொபைல், மின் மற்றும் வன்பொருள் தொழில்களில் டை-காஸ்டிங் செய்யவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- துத்தநாக ஆக்சைடு வண்ணப்பூச்சுகள், ரப்பர், அழகுசாதனப் பொருட்கள், மருந்துகள், பிளாஸ்டிக்குகள், மைகள், பேட்டரிகள், ஜவுளிகள் மற்றும் மின் உபகரணங்கள் போன்ற பல பொருட்களைத் தயாரிப்பதில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- துத்தநாக சல்பைடு ஒளிரும் வண்ணப்பூச்சுகள், ஒளிரும் விளக்குகள் மற்றும் எக்ஸ்ரே திரைகளைத் தயாரிப்பதில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- துத்தநாகத்தின் கலவையான பித்தளை, அரிப்புக்கு மிகவும் எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டதாக இருப்பதால் நீர் வால்வுகள் மற்றும் தொடர்பு சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
1.7.3 Fe இன் பயன்பாடுகள்
- இரும்பு மிகவும் பயனுள்ள உலோகங்களில் ஒன்றாகும், மேலும் அதன் கலவைகள் பாலங்கள், மின்சாரக் கம்பங்கள், சைக்கிள் சங்கிலிகள், வெட்டும் கருவிகள் மற்றும் துப்பாக்கி குழாய்கள் உட்பட எல்லா இடங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
- வார்ப்பிரும்பு குழாய்கள், வால்வுகள் மற்றும் குழாய்கள், அடுப்புகள் போன்றவற்றைத் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது.
- காந்தங்களை இரும்பு மற்றும் அதன் கலவைகள் மற்றும் சேர்மங்களிலிருந்து தயாரிக்கலாம்.
- இரும்பின் ஒரு முக்கிய கலவை துருப்பிடிக்காத எஃகு ஆகும், மேலும் இது அரிப்புக்கு மிகவும் எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது. இது கட்டிடக்கலை, தாங்கு உருளைகள், கத்தூரி, அறுவை சிகிச்சை கருவிகள் மற்றும் நகைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- நிக்கல் எஃகு கேபிள்கள், ஆட்டோமொபைல்கள் மற்றும் விமானப் பாகங்கள் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது.
- குரோம் எஃகுகள் வெட்டும் கருவிகள் மற்றும் நொறுக்கும் இயந்திரங்களை உற்பத்தி செய்வதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
1.7.4 Cu இன் பயன்பாடுகள்
- மனிதனால் பயன்படுத்தப்பட்ட முதல் உலோகம் செம்பு ஆகும், மேலும் அதன் கலவையான வெண்கலத்தின் விரிவான பயன்பாடு ஒரு புதிய சகாப்தமான ‘வெண்கலக் காலத்தை’ உருவாக்கியது.
- தங்கம் மற்றும் பிற உலோகங்களுடன் சேர்த்து நாணயங்கள் மற்றும் ஆபரணங்கள் செய்ய செம்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- செம்பு மற்றும் அதன் கலவைகள் கம்பிகள், நீர் குழாய்கள் மற்றும் பிற மின் பாகங்கள் செய்ய பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
1.7.5 Au இன் பயன்பாடுகள்
- தங்கம், விலையுயர்ந்த மற்றும் விலைமதிப்பற்ற உலோகங்களில் ஒன்றாகும். இது நாணயத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் சில நாடுகளில் பணவியல் அமைப்புகளுக்கான தரமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது.
- இது செம்புடன் அதன் கலவை வடிவத்தில் நகைகளில் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது மின்முலாம் பூசுவதிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மற்ற உலோகங்களை தங்கத்தின் மெல்லிய அடுக்குடன் மூடுவதற்கு, அவை கடிகாரங்கள், செயற்கை மூட்டுகள், மலிவான நகைகள், பல் நிரப்புதல்கள் மற்றும் மின் இணைப்பிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
- தங்க நானோ துகள்கள் சூரிய மின்கலங்களின் செயல்திறனை அதிகரிக்கவும், வினையூக்கிகளாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
இரும்புத் தூண் - டெல்லி
இரும்புத் தூண், அசோகத் தூண் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது 23 அடி 8 அங்குல உயரமும், 16 அங்குல அகலமும் கொண்டது மற்றும் 6000 கிலோவுக்கும் அதிகமான எடையைக் கொண்டுள்ளது.
அதன் வயது, சுமார் 1600 ஆண்டுகள் பழமையானது, ஒரு இரும்புத் தூண் நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே தூசிக் குவியலாக மாறியிருக்க வேண்டும் என்பதை அறிவது ஆச்சரியமளிக்கிறது. இருந்தபோதிலும், இது கடந்த 1600 ஆண்டுகளாக அரிப்பைத் தவிர்த்துள்ளது மற்றும் பண்டைய இந்தியர்களின் நேர்த்தியான திறன்கள் மற்றும் அறிவுக்கு ஒரு சான்றாக நிற்கிறது.
தூணில் மூல மற்றும் ஒடுக்கப்படாத இரும்பு இருப்பது மற்றும் வானிலையின் சுழற்சிகள் ஆகியவற்றின் சிக்கலான கலவையின் மூலம் ஒரு பாதுகாப்புப் படலம் உருவாக்கப்பட்டது, இது தூணில் மிசாவைட்டின் ஒரு மெல்லிய, சீரான அடுக்கை உருவாக்க உதவியது. மிசாவைட் என்பது இரும்பு, ஆக்சிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் ஆகியவற்றின் ஒரு சேர்மமாகும், இது துருப்பிடிக்காது மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்புத் திறனைக் கொடுக்கிறது.
சுருக்கம்
உலோகவியல் என்பது உலோகங்களின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பம் தொடர்புடையது.
சுரங்கம் மூலம் பெறப்படும், உலோகத்தைக் கட்டற்ற நிலையில் அல்லது ஆக்சைடுகள், சல்பைடுகள் போன்ற சேர்மங்களின் வடிவத்தில் கொண்டிருக்கும் இயற்கையாகக் கிடைக்கும் பொருள் ஒரு கனிமம் எனப்படும்.
அதிக சதவீத உலோகத்தைக் கொண்டிருக்கும், மேலும் அதை வசதியாகவும் பொருளாதார ரீதியாகவும் பிரித்தெடுக்கக்கூடிய கனிமங்கள் தாதுக்கள் எனப்படும்.
அதன் தாதுவிலிருந்து நமக்குத் தேவையான உலோகத்தைப் பிரித்தெடுப்பது பின்வரும் உலோகவியல் செயல்முறைகளைக் கொண்டுள்ளது. (i) தாதுவின் செறிவூட்டல் (ii) கச்சா உலோகத்தைப் பிரித்தெடுத்தல் (iii) கச்சா உலோகத்தைச் சுத்திகரித்தல்
செறிவூட்டப்பட்ட தாதுக்களிலிருந்து கச்சா உலோகங்களைப் பிரித்தெடுப்பது இரண்டு படிகளில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, அவையாவன, (i) தாதுவை நமக்குத் தேவையான உலோகத்தின் ஆக்சைடுகளாக மாற்றுதல் மற்றும் (ii) உலோக ஆக்சைடுகளை தனிம நிலை உலோகங்களாக ஒடுக்குதல்.
பல்வேறு உலோக ஆக்சைடுகள் உருவாவதற்கான வினையின் திட்ட கிப்ஸ் கட்டிலா ஆற்றலின் மாறுபாட்டை வெப்பநிலையுடன் வரைகலை முறையில் குறிப்பிடுவது எல்லிங்காம் வரைபடம் எனப்படும்.
எல்லிங்காம் வரைபடம் பொருத்தமான ஒடுக்கும் முகவரையும், ஒடுக்கத்திற்கான பொருத்தமான வெப்பநிலை வரம்பையும் தேர்ந்தெடுக்க உதவுகிறது.
வெப்ப இயக்கவியல் கோட்பாடுகளைப் போலவே, மின்வேதியியல் கோட்பாடுகளும் உலோகவியல் செயல்முறையில் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. \( \mathrm{E}^0 \) நேர்மறையாக இருந்தால் \( \Delta \mathrm{G} \) எதிர்மறையாகவும், ஒடுக்கம் தன்னிச்சையாகவும் இருக்கும், எனவே நிகர ரெடாக்ஸ் வினையின் e.m.f நேர்மறையாக இருக்கும் வகையில் ஒரு ரெடாக்ஸ் வினை திட்டமிடப்படுகிறது. ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வினைத்திறன் கொண்ட உலோக அயனிகளைக் கொண்ட கரைசலில் ஒரு வினைத்திறன் கொண்ட உலோகம் சேர்க்கப்படும்போது, வினைத்திறன் கொண்ட உலோகம் கரைசலுக்குச் செல்லும்.
பொதுவாக அதன் தாதுவிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்ட உலோகம், வினைபடாத ஆக்சைடு தாது, பிற உலோகங்கள், உலோகங்கள் அல்லாதவை போன்ற சில அசுத்தங்களைக் கொண்டுள்ளது. தனிமைப்படுத்தப்பட்ட கச்சா உலோகத்துடன் தொடர்புடைய அத்தகைய அசுத்தங்களை நீக்குவது சுத்திகரிப்பு செயல்முறை எனப்படும்.
சரியான பதிலைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்
- பாக்சைட்டின் அமைப்பு
a) \( \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3} \) b) \( \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}.\mathrm{nH}_{2}\mathrm{O} \) c) \( \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3}.2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \) d) இவை எதுவும் இல்லை
- சல்பைடு தாதுவை வாட்டுவதால் (A) வாயு கிடைக்கிறது. (A) ஒரு நிறமற்ற வாயு. (A) இன் நீர்க் கரைசல் அமிலத்தன்மை கொண்டது. (A) வாயு
a) \( \mathrm{CO}_{2} \) b) \( \mathrm{SO}_{3} \) c) \( \mathrm{SO}_{2} \) d) \( \mathrm{H}_{2}\mathrm{S} \)
- பின்வருவனவற்றில் எந்த வினை சுண்ணாம்பாக்கலைக் குறிக்கிறது?
a) \( 2\mathrm{Zn} + \mathrm{O}_{2}\longrightarrow 2\mathrm{ZnO} \) b) \( 2\mathrm{ZnS} + 3\mathrm{O}_{2}\longrightarrow 2\mathrm{ZnO} + 2\mathrm{SO}_{2} \) c) \( \mathrm{MgCO}_{3}\longrightarrow \mathrm{MgO} + \mathrm{CO}_{2} \) d) (a) மற்றும் (c) இரண்டும்
- கார்பனால் உலோகமாக ஒடுக்க முடியாத உலோக ஆக்சைடு
a) \( \mathrm{PbO} \) b) \( \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3} \) c) \( \mathrm{ZnO} \) d) \( \mathrm{FeO} \)
- ஹால்-ஹெரால்ட் செயல்முறையால் பிரித்தெடுக்கப்படும் உலோகம் எது?
a) Al b) Ni c) Cu d) Zn
- ஒடுக்கத்திற்கு முன் சல்பைடு தாதுவை வாட்டுவதன் நன்மையைப் பற்றிய பின்வரும் கூற்றுகளில் எது உண்மையல்ல?
a) சல்பைட்டின் \( \Delta \mathrm{G}_{\mathrm{r}}^{0} \) \( \mathrm{CS}_{2} \) மற்றும் \( \mathrm{H}_{2}\mathrm{S} \) க்கானவற்றை விட அதிகமாக உள்ளது b) சல்பைடு தாதுவை ஆக்சைடாக வாட்டுவதற்கு \( \Delta \mathrm{G}_{\mathrm{r}}^{0} \) எதிர்மறையாக உள்ளது c) சல்பைடை அதன் ஆக்சைடாக வாட்டுவது வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக சாத்தியமானது. d) கார்பன் மற்றும் ஹைட்ரஜன் உலோக சல்பைடுகளுக்கு பொருத்தமான ஒடுக்கும் முகவர்கள்.
- நெடுவரிசை - I உள்ள பொருட்களை நெடுவரிசை - II உள்ள பொருட்களுடன் பொருத்தி, சரியான குறியீட்டை ஒதுக்குக.
| நெடுவரிசை-I | நெடுவரிசை-II | |
|---|---|---|
| A. சயனைடு செயல்முறை | (i) | மீத்தூய Ge |
| B. நுரை மிதப்புச் செயல்முறை | (ii) | ZnS இன் ஆடை அணிவித்தல் |
| C. மின்பகுப்புக் குறைப்பு | (iii) | Al பிரித்தெடுத்தல் |
| D. மண்டலச் சுத்திகரிப்பு | (iv) | Au பிரித்தெடுத்தல் |
| (v) | Ni சுத்திகரிப்பு |
| A | B | C | D | |
|---|---|---|---|---|
| (a) | (i) | (ii) | (iii) | (iv) |
| (b) | (iii) | (iv) | (v) | (i) |
| (c) | (iv) | (ii) | (iii) | (i) |
| (d) | (ii) | (iii) | (i) | (v) |
- வொல்ஃப்ரமைடு தாது தகரக் கல்லிலிருந்து பிரிக்கப்படும் செயல்முறை
a) உருக்குதல் b) சுண்ணாம்பாக்குதல் c) வாட்டுதல் d) மின்காந்தப் பிரிப்பு
- பின்வருவனவற்றில் எது சாத்தியமில்லை
a) \( \mathrm{Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \longrightarrow Cu(s) + Zn^{2+}(aq)} \) b) \( \mathrm{Cu(s) + Zn^{2+}(aq) \longrightarrow Zn(s) + Cu^{2+}(aq)} \) c) \( \mathrm{Cu(s) + 2Ag^{+}(aq) \longrightarrow 2Ag(s) + Cu^{2+}(aq)} \) d) \( \mathrm{Fe(s) + Cu^{2+}(aq) \longrightarrow Cu(s) + Fe^{2+}(aq)} \)
- மின்வேதியியல் செயல்முறை பிரித்தெடுக்கப் பயன்படுகிறது
a) இரும்பு b) ஈயம் c) சோடியம் d) வெள்ளி
- பாய்மம் என்பது எதை மாற்றப் பயன்படும் ஒரு பொருளாகும்
a) கனிமத்தை சிலிக்கேட்டாக b) உருகாத அசுத்தங்களை கரையக்கூடிய அசுத்தங்களாக c) கரையக்கூடிய அசுத்தங்களை உருகாத அசுத்தங்களாக d) இவை அனைத்தும்
- பின்வரும் தாதுக்களில் எது நுரை மிதப்பு முறையால் சிறப்பாகச் செறிவூட்டப்படுகிறது?
a) மேக்னடைட் b) ஹெமாடைட் c) கலேனா d) காசிட்டரைட்
- அலுமினாவிலிருந்து அலுமினியத்தை மின்பகுப்பால் பிரித்தெடுப்பதில், கிரையோலைட் சேர்க்கப்படுகிறது
a) அலுமினாவின் உருகுநிலையைக் குறைக்க b) அலுமினாவிலிருந்து அசுத்தங்களை நீக்க c) மின் கடத்துத்திறனைக் குறைக்க d) ஒடுக்க விகிதத்தை அதிகரிக்க
- ZnO இலிருந்து துத்தநாகம் பெறப்படுகிறது
a) கார்பன் ஒடுக்கம் b) வெள்ளியைப் பயன்படுத்தி ஒடுக்கம் c) மின்வேதியியல் செயல்முறை d) அமிலக் கசக்கூழ் முறை
- தங்கம் மற்றும் வெள்ளியைப் பிரித்தெடுப்பது சயனைடு அயனியுடன் கசக்கூழ் செய்வதை உள்ளடக்கியது. வெள்ளி பின்னர் மீட்கப்படுகிறது (NEET-2017)
a) வாலைவடித்தல் b) மண்டலச் சுத்திகரிப்பு c) துத்தநாகத்துடன் இடப்பெயர்ச்சி d) உருக்குப் பிரித்தல்
- எல்லிங்காம் வரைபடத்தைக் கருத்தில் கொண்டு, பின்வரும் உலோகங்களில் எது அலுமினாவை ஒடுக்கப் பயன்படுத்தலாம்? (NEET-2018)
a) Fe b) Cu c) Mg d) Zn
- சிர்கோனியத்தைச் சுத்திகரிப்பதில் பின்வரும் வினைத்தொடர் பயன்படுத்தப்படுகிறது
\( \mathrm{Zr} \) (அசுத்தமான) \( + 2\mathrm{I}_2 \rightarrow \mathrm{ZrI}_4 \) \( \mathrm{ZrI}_4 \xrightarrow{1800\mathrm{K}} \mathrm{Zr} \) (தூய) \( + 2\mathrm{I}_2 \)
இந்த முறை என அழைக்கப்படுகிறது
a) உருக்குப் பிரித்தல் b) வான் ஆர்க்கெல் செயல்முறை c) மண்டலச் சுத்திகரிப்பு d) மாண்ட் செயல்முறை
- உலோகவியலில் தாதுவை செறிவூட்டப் பின்வருவனவற்றில் எது பயன்படுத்தப்படுகிறது?
a) கசக்கூழ் முறை b) வாட்டுதல் c) நுரை மிதப்பு d) (a) மற்றும் (c) இரண்டும்
- பின்வருவனவற்றில் தவறான கூற்று
a) நிக்கல் மாண்ட் செயல்முறையால் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது b) டைட்டானியம் வான் ஆர்க்கெல் செயல்முறையால் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது c) துத்தநாக பிளெண்ட் நுரை மிதப்பால் செறிவூட்டப்படுகிறது d) தங்கத்தின் உலோகவியலில், உலோகம் நீர்த்த சோடியம் குளோரைடு கரைசலுடன் கசக்கூழ் செய்யப்படுகிறது
- செம்பின் மின்பகுப்புச் சுத்திகரிப்பில், பின்வருவனவற்றில் எது நேர்முனையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது?
a) தூய செம்பு b) அசுத்தமான செம்பு c) கார்பன் கோல் d) பிளாட்டினம் மின்முனை
- பின்வரும் வரைபடங்களில் எது எல்லிங்காம் வரைபடத்தைக் கொடுக்கிறது
a) \( \Delta \mathrm{S} \ \mathrm{Vs} \ T \) b) \( \Delta \mathrm{G}^{0} \ \mathrm{Vs} \ T \) c) \( \Delta \mathrm{G}^{0} \ \mathrm{Vs} \ \frac{1}{T} \) d) \( \Delta \mathrm{G}^{0} \ \mathrm{Vs} \ T^{2} \)
- எல்லிங்காம் வரைபடத்தில், கார்பன் மோனாக்சைடு உருவாவதற்கு
a) \( \left(\frac{\Delta S^0}{\Delta T}\right) \) எதிர்மறை b) \( \left(\frac{\Delta G^0}{\Delta T}\right) \) நேர்மறை c) \( \left(\frac{\Delta G^0}{\Delta T}\right) \) எதிர்மறை d) ஆரம்பத்தில் \( \left(\frac{\Delta T}{\Delta G^0}\right) \) நேர்மறை, 700°C க்குப் பிறகு, \( \left(\frac{\Delta G^0}{\Delta T}\right) \) எதிர்மறை
- பின்வரும் ஒடுக்கங்களில் எது வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக சாத்தியமில்லை?
a) \( \mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_3 + 2\mathrm{Al} \longrightarrow \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3 + 2\mathrm{Cr} \) b) \( \mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3 + 2\mathrm{Cr} \longrightarrow \mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_3 + 2\mathrm{Al} \) c) \( 3\mathrm{TiO}_2 + 4\mathrm{Al} \longrightarrow 2\mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3 + 3\mathrm{Ti} \) d) இவை எதுவும் இல்லை
- எல்லிங்காம் வரைபடத்தைப் பொறுத்தவரை பின்வருவனவற்றில் எது உண்மையல்ல?
a) கட்டிலா ஆற்றல் மாற்றங்கள் ஒரு நேர்க்கோட்டைப் பின்பற்றுகின்றன. ஒரு கட்ட மாற்றம் இருக்கும்போது விலகல் ஏற்படுகிறது. b) \( \mathrm{CO}_{2} \) உருவாவதற்கான வரைபடம் கட்டிலா ஆற்றல் அச்சுக்கு கிட்டத்தட்ட இணையான ஒரு நேர்க்கோடாகும். c) CO இன் எதிர்மறை சாய்வு, வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் அது மிகவும் நிலையானதாகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. d) உலோக ஆக்சைடுகளின் நேர்மறை சாய்வு, வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் அவற்றின் நிலைத்தன்மை குறைகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.
பின்வரும் கேள்விகளுக்குப் பதிலளிக்கவும்
கனிமங்களுக்கும் தாதுக்களுக்கும் உள்ள வேறுபாடுகள் யாவை?
அவற்றின் தாதுக்களிலிருந்து தூய உலோகங்களைப் பிரித்தெடுப்பதில் ஈடுபட்டுள்ள பல்வேறு படிகள் யாவை?
அதன் ஆக்சைடு \( \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3} \) இலிருந்து இரும்பைப் பிரித்தெடுப்பதில் சுண்ணாம்புக் கல்லின் பங்கு என்ன?
எந்த வகைத் தாதுக்களை நுரை மிதப்பு முறையால் செறிவூட்ட முடியும்? அத்தகைய தாதுக்களுக்கு இரண்டு எடுத்துக்காட்டுகளைக் கொடுக்கவும்.
நிக்கலைச் சுத்திகரிப்பதற்கான ஒரு முறையை விவரிக்கவும்.
ஒரு எடுத்துக்காட்டுடன் மண்டலச் சுத்திகரிப்பு செயல்முறையை விளக்கவும்.
எல்லிங்காம் வரைபடத்தைப் பயன்படுத்தி, (A) (i) அலுமினியம் மக்னீசியாவை ஒடுக்கும் என்று எதிர்பார்க்கக்கூடிய நிலைமைகளைக் கணிக்கவும். (ii) மெக்னீசியம் அலுமினாவை ஒடுக்கக்கூடிய நிலைமைகளைக் கணிக்கவும். (B) 1200 K வெப்பநிலையில் கோக் மூலம் \( \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3} \) ஐ ஒடுக்க முடியுமா?
துத்தநாகத்தின் பயன்பாடுகளைக் கொடுக்கவும்.
அலுமினியத்தின் மின்வேதியியல் பிரித்தெடுப்பை விளக்கவும்.
பின்வரும் சொற்களைப் பொருத்தமான எடுத்துக்காட்டுகளுடன் விளக்கவும். (i) கேங்க் (ii) கசடு
ஆவி நிலை சுத்திகரிப்புக்கான அடிப்படைத் தேவையைக் கொடுக்கவும்.
குறிப்பிட்ட செயல்முறையில் பின்வருவனவற்றின் பங்கை விவரிக்கவும். (i) செம்பைப் பிரித்தெடுப்பதில் சிலிக்கா. (ii) அலுமினியத்தைப் பிரித்தெடுப்பதில் கிரையோலைட். (iii) சிர்கோனியத்தைச் சுத்திகரிப்பதில் அயோடின். (iv) நுரை மிதப்பில் சோடியம் சயனைடு.
ஒரு எடுத்துக்காட்டுடன் மின்பகுப்புச் சுத்திகரிப்பின் கொள்கையை விளக்கவும்.
ஒடுக்கும் முகவரின் தேர்வு வெப்ப இயக்கவியல் காரணியைப் பொறுத்தது: ஒரு எடுத்துக்காட்டுடன் விளக்கவும்.
எல்லிங்காம் வரைபடத்தின் வரம்புகளைக் கொடுக்கவும்.
உலோகவியலின் மின்வேதியியல் கோட்பாடுகள் பற்றி ஒரு குறிப்பு எழுதுக.