கால்சியத்தின் (Ca) முக்கியமான வேதியியல் சேர்மங்கள்

கால்சியத்தின் முக்கிய சேர்மங்களுக்கான அறிமுகம்

கால்சியம் (Ca) ஒரு கார மண் உலோகம், தொகுதி 2 தனிமம், இயற்கையில் சிலிகேட்டுகள், கார்பனேட்டுகள் மற்றும் சல்பேட்டுகளாக பரவலாகக் காணப்படுகிறது. இதன் சேர்மங்கள் தொழில், கட்டுமானம் மற்றும் உயிரியலில் முக்கியமானவை. இந்த வழிகாட்டி உயர்நிலைப் பள்ளித் தேர்வுகளுக்கு முக்கியமான கால்சியத்தின் மிக முக்கியமான சேர்மங்களை உள்ளடக்கியது.

1. கால்சியம் ஆக்சைடு (CaO)

வேதியியல் வாய்பாடு மற்றும் பொதுப் பெயர்

• வேதியியல் வாய்பாடு: CaO
• பொதுப் பெயர்: சுட்ட சுண்ணாம்பு, நீற்றாத சுண்ணாம்பு

ஆய்வகத் தயாரிப்பு

கால்சியம் ஆக்சைடு, சுண்ணக்கல்லை (கால்சியம் கார்பனேட்) வெப்பச் சிதைவு செய்வதன் மூலம் தொழில்துறை அளவில் தயாரிக்கப்படுகிறது.

• செயல்முறை: சுண்ணக்கல் சுழல் உலையில் அதிக வெப்பநிலைக்கு (1000-1200°C) சூடுபடுத்தப்படுகிறது.
• சமன்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு:

  CaCO₃(s)  $\xrightarrow{\text{1000-1200°C}}$  CaO(s) + CO₂(g)
  

பண்புகள் மற்றும் தேர்வு தொடர்பான வினைகள்

1. இயல்பு: இது ஒரு வெள்ளை, சீரற்ற திண்மம், அதிக உருகுநிலை (2870 K) கொண்டது.
2. நீருடன் வினை (சுண்ணாம்பு நீராக்குதல்): CaO நீருடன் தீவிரமாக வினைபுரிந்து, அதிக அளவு வெப்பத்தை வெளியிட்டு கால்சியம் ஹைட்ராக்சைடை உருவாக்குகிறது.

   CaO(s) + H₂O(l)  →  Ca(OH)₂(s) + Heat
   

3. கார ஆக்சைடு இயல்பு: இது ஒரு கார ஆக்சைடு என்பதால், அமில ஆக்சைடுகளுடன் வினைபுரிகிறது.

   CaO(s) + SiO₂(s)  $\xrightarrow{\Delta}$  CaSiO₃(s)
   

   CaO(s) + SO₂(g)  →  CaSO₃(s)
   

4. பயன்கள்: சிமெண்ட் மற்றும் காரை தயாரிப்பில், உலோகவியலில் உருகும் பொருளாக, மண்ணின் அமிலத்தன்மையை நீக்க, மற்றும் உலர்த்தும் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

2. கால்சியம் ஹைட்ராக்சைடு (Ca(OH)₂)

வேதியியல் வாய்பாடு மற்றும் பொதுப் பெயர்

• வேதியியல் வாய்பாடு: Ca(OH)₂
• பொதுப் பெயர்: நீற்றுச் சுண்ணாம்பு, நீர்த்த சுண்ணாம்பு
• நீர் கரைசல்: சுண்ணாம்பு நீர் (தெளிவான கரைசல்)
• நீரில் தொங்கல்: பால் சுண்ணாம்பு (பால் போன்ற தொங்கல்)

தயாரிப்பு முறை

கால்சியம் ஹைட்ராக்சைடு முதன்மையாக சுட்ட சுண்ணாம்பை நீருடன் ‘நீராக்குவதன்’ மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

• செயல்முறை: சுட்ட சுண்ணாம்புடன் (CaO) நீர் மெதுவாக சேர்க்கப்படுகிறது. இந்த வினை வெப்ப உமிழ்வு ஆகும்.
• சமன்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு:

  CaO(s) + H₂O(l)  →  Ca(OH)₂(s)
  

பண்புகள் மற்றும் தேர்வு தொடர்பான வினைகள்

1. இயல்பு: வெள்ளை நிற சீரற்ற தூள், நீரில் சிறிதளவே கரையும்.
2. கார்பன் டை ஆக்சைடுடன் வினை:
   • பால் போன்ற தோற்றம் (CO₂ பரிசோதனை): சுண்ணாம்பு நீரின் வழியாக CO₂ வாயுவைச் செலுத்தும்போது, கரையாத கால்சியம் கார்பனேட் உருவாவதால் பால் போன்ற தோற்றம் ஏற்படுகிறது.

     Ca(OH)₂(aq) + CO₂(g)  →  CaCO₃(s)↓ + H₂O(l)
     

   • கரையக்கூடிய பைகார்பனேட் உருவாக்கம்: அதிகப்படியான CO₂ செலுத்தப்பட்டால், கரையக்கூடிய கால்சியம் பைகார்பனேட் உருவாவதால் பால் போன்ற வீழ்படிவு மறைகிறது.

     CaCO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l)  →  Ca(HCO₃)₂(aq)
     

3. குளோரினுடன் வினை: சலவைத் தூளை (கால்சியம் ஆக்ஸிகுளோரைடு) உருவாக்குகிறது.

   Ca(OH)₂(s) + Cl₂(g)  →  CaOCl₂(s) + H₂O(l)
   

4. பயன்கள்: காரை தயாரிப்பில், வெள்ளையடிக்க, சலவைத் தூள் தயாரிப்பில், அமில நீக்கியாக, மற்றும் சர்க்கரை சுத்திகரிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

3. மற்ற முக்கியமான கால்சியம் சேர்மங்கள்

A. கால்சியம் கார்பனேட் (CaCO₃)

• வேதியியல் வாய்பாடு: CaCO₃
• பொதுப் பெயர்கள்: சுண்ணக்கல், சலவைக் கல், சாக்பீஸ், டோலமைட் (CaCO₃·MgCO₃)

தயாரிப்பு

• கால்சியம் ஹைட்ராக்சைடிலிருந்து: சுண்ணாம்பு நீர் வழியாக கார்பன் டை ஆக்சைடை செலுத்துவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

  Ca(OH)₂(aq) + CO₂(g)  →  CaCO₃(s)↓ + H₂O(l)
  

• கால்சியம் குளோரைடிலிருந்து (தொழில்துறை):

  CaCl₂(aq) + Na₂CO₃(aq)  →  CaCO₃(s)↓ + 2NaCl(aq)
  

பண்புகள் மற்றும் தேர்வு தொடர்பான வினைகள்

1. இயல்பு: வெள்ளை நிறத் திண்மம், நீரில் கரையாது (ஆனால் பைகார்பனேட் உருவாவதால் CO₂ கொண்ட நீரில் கரையும்).
2. வெப்பச் சிதைவு: வெப்பப்படுத்தும் போது சிதைந்து சுட்ட சுண்ணாம்பு மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது.

   CaCO₃(s)  $\xrightarrow{\text{1000-1200°C}}$  CaO(s) + CO₂(g)
   

3. அமிலங்களுடன் வினை: நீர்த்த அமிலங்களுடன் வினைபுரிந்து கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவை வெளியிடுகிறது.

   CaCO₃(s) + 2HCl(aq)  →  CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)↑
   

   CaCO₃(s) + H₂SO₄(aq)  →  CaSO₄(s) + H₂O(l) + CO₂(g)↑
   

4. பயன்கள்: கட்டுமானப் பொருளாக (சலவைக் கல், சுண்ணக்கல்), அமில நீக்கியாக, பற்பசையில், ரப்பரில் நிரப்புப் பொருளாக, மற்றும் சிமெண்ட் உற்பத்தியில்.

B. கால்சியம் சல்பேட் ஹெமிஹைட்ரேட் (CaSO₄·½H₂O)

• வேதியியல் வாய்பாடு: CaSO₄·½H₂O
• பொதுப் பெயர்: பாரிஸ் சாந்து (POP)
• தொடர்புடைய சேர்மம்: ஜிப்சம் (CaSO₄·2H₂O)

தயாரிப்பு

• ஜிப்சத்திலிருந்து: பாரிஸ் சாந்து, ஜிப்சத்தை (கால்சியம் சல்பேட் டைஹைட்ரேட்) ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைக்கு (373 K அல்லது 100°C) சூடுபடுத்துவதன் மூலம் பெறப்படுகிறது.
• செயல்முறை: ஜிப்சத்தை கவனமாக சூடுபடுத்துவதன் மூலம் படிகநீர் மூன்றில் ஒரு பங்கு மட்டுமே இழக்கப்படுவதை உறுதி செய்யப்படுகிறது. அதிக வெப்பப்படுத்துதல் நீரற்ற கால்சியம் சல்பேட்டை (கருகிய சாந்து) உருவாக்குகிறது, இது நீருடன் கடினமாவது இல்லை.
• சமன்படுத்தப்பட்ட சமன்பாடு:

  CaSO₄·2H₂O(s)  $\xrightarrow{\text{373 K}}$  CaSO₄·½H₂O(s) + 1½H₂O(g)
  

பண்புகள் மற்றும் தேர்வு தொடர்பான வினைகள்

1. இயல்பு: வெள்ளை நிறத் தூள்.
2. கடினமடையும் தன்மை: இதன் மிக முக்கியமான பண்பு நீருடன் கலக்கும்போது கடினமான பொருளாக மாறுவது. இது ஜிப்சமாக மீண்டும் நீரேற்றம் அடைவதால் நிகழ்கிறது.

   CaSO₄·½H₂O(s) + 1½H₂O(l)  →  CaSO₄·2H₂O(s)
   

3. பயன்கள்: எலும்பு முறிவுகளுக்கு அறுவை சிகிச்சை கட்டுப் போடுவதற்கு, சிலைகள் மற்றும் பொம்மைகளுக்கான வார்ப்புகளை செய்ய, தீ தடுப்புப் பொருட்களில், மற்றும் கூரைகள் மற்றும் சுவர்களுக்கு அலங்காரப் பொருளாக.

முக்கிய கால்சியம் சேர்மங்களின் ஒப்பீட்டுப் பண்புகள்

சேர்மம்	வேதியியல் வாய்பாடு	பொதுப் பெயர்	முக்கிய பண்பு/பயன்
கால்சியம் ஆக்சைடு	CaO	சுட்ட சுண்ணாம்பு	நீருடன் நீராக்குதல், கார ஆக்சைடு, சிமெண்ட் உற்பத்தி
கால்சியம் ஹைட்ராக்சைடு	Ca(OH)₂	நீற்றுச் சுண்ணாம்பு	CO₂ உடன் பால் போன்ற தோற்றம், சலவைத் தூள் உருவாக்கம்
கால்சியம் கார்பனேட்	CaCO₃	சுண்ணக்கல், சலவைக் கல்	வெப்பப்படுத்தும் போது சிதைவு, அமிலங்களுடன் வினை, கட்டுமானப் பொருள்
கால்சியம் சல்பேட் ஹெமிஹைட்ரேட்	CaSO₄·½H₂O	பாரிஸ் சாந்து	நீருடன் கடினமாவது (ஜிப்சமாக), அறுவை சிகிச்சை கட்டு
கால்சியம் சல்பேட் டைஹைட்ரேட்	CaSO₄·2H₂O	ஜிப்சம்	பாரிஸ் சாந்துக்கான ஆதாரம், உரம்