குளோரின் (Cl) வேதியியல் - பயிற்சி வினாக்கள்

பலவுள் தேர்வு வினாக்கள் (MCQs)

வினா 1

குளிரான, நீர்த்த சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு கரைசலுடன் குளோரின் வாயு வினைபுரிந்து எதை உருவாக்குகிறது: A) சோடியம் குளோரேட் மற்றும் சோடியம் குளோரைடு B) சோடியம் ஹைப்போகுளோரைட் மற்றும் சோடியம் குளோரைடு C) சோடியம் குளோரைடு மற்றும் நீர் D) சோடியம் குளோரைட் மற்றும் சோடியம் குளோரைடு

தீர்வு: சரியான விருப்பம் B) சோடியம் ஹைப்போகுளோரைட் மற்றும் சோடியம் குளோரைடு.

விளக்கம்: குளோரின் காரங்களுடன் விகிதச்சிதைவு வினைக்கு உட்படுகிறது. குளிரான மற்றும் நீர்த்த NaOH உடன், குளோரின் சோடியம் ஹைப்போகுளோரைட் (NaClO) மற்றும் சோடியம் குளோரைடு (NaCl) ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது. வினை: Cl₂ + 2NaOH (cold, dilute) → NaCl + NaClO + H₂O இந்த வினையில், குளோரின் ஒரே நேரத்தில் ஆக்ஸிஜனேற்றம் (NaClO இல் +1 க்கு) மற்றும் ஒடுக்கம் (NaCl இல் -1 க்கு) அடைகிறது.

வினா 2

குளோரினின் வெளுக்கும் செயல்பாடு இதற்குக் காரணம்: A) ஆக்ஸிஜனேற்றம் B) ஒடுக்கம் C) குளோரினேற்றம் D) ஹைட்ரஜனேற்றம்

தீர்வு: சரியான விருப்பம் A) ஆக்ஸிஜனேற்றம்.

விளக்கம்: குளோரின் அதன் ஆக்ஸிஜனேற்ற பண்பு காரணமாக வெளுக்கும் பொருளாக செயல்படுகிறது. ஈரப்பதம் முன்னிலையில், குளோரின் பிறவி ஆக்ஸிஜனை வெளியிடுகிறது, இது வெளுக்கும் செயல்பாட்டிற்கு காரணமாகும். இந்த செயல்முறை நிறமுள்ள பொருட்களை நிறமற்ற பொருட்களாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்கிறது. Cl₂ + H₂O → HCl + HOCl HOCl → HCl + [O] (பிறவி ஆக்ஸிஜன்) நிறமுள்ள பொருள் + [O] → நிறமற்ற பொருள்

வினா 3

குளோரின் பற்றிய பின்வரும் கூற்றுகளில் எது தவறானது? A) இது ஒரு பச்சை-மஞ்சள் நிற வாயு. B) இது கடுமையான மற்றும் எரிச்சலூட்டும் வாசனையைக் கொண்டுள்ளது. C) இது நீரில் சிறிதளவு கரையும். D) இது புளூரினை விட வலிமையான ஆக்ஸிஜனேற்ற காரணி.

தீர்வு: சரியான விருப்பம் D) இது புளூரினை விட வலிமையான ஆக்ஸிஜனேற்ற காரணி.

விளக்கம்: A) குளோரின் உண்மையில் ஒரு பச்சை-மஞ்சள் நிற வாயு. B) குளோரின் ஒரு குறிப்பிட்ட கடுமையான மற்றும் எரிச்சலூட்டும் வாசனையைக் கொண்டுள்ளது. C) குளோரின் நீரில் மிதமான அளவு கரையும், குளோரின் நீரை உருவாக்குகிறது. D) புளூரின் மிகவும் எலக்ட்ரான் கவர்ச்சி கொண்ட தனிமம் மற்றும் குளோரின் உட்பட அனைத்து ஹாலோஜன்களிலும் வலிமையான ஆக்ஸிஜனேற்ற காரணி ஆகும். F₂ முதல் I₂ வரை தொகுதியில் கீழ்நோக்கி செல்லும்போது ஆக்ஸிஜனேற்ற திறன் குறைகிறது.

கூற்று-காரண வினாக்கள்

பின்வரும் வினாக்களில் இரண்டு கூற்றுகள் உள்ளன, ஒன்று கூற்று (A) என்றும் மற்றொன்று காரணம் (R) என்றும் பெயரிடப்பட்டுள்ளது. இந்த இரண்டு கூற்றுகளையும் கவனமாக ஆராய்ந்து, கூற்று (A) மற்றும் காரணம் (R) தனித்தனியாக உண்மையா என்பதையும், காரணம் (R) கூற்று (A) இன் சரியான விளக்கமா என்பதையும் தீர்மானிக்கவும். கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள குறியீடுகளில் இருந்து உங்கள் பதிலைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்: A) A மற்றும் R இரண்டும் உண்மை, மேலும் R என்பது A இன் சரியான விளக்கம். B) A மற்றும் R இரண்டும் உண்மை, ஆனால் R என்பது A இன் சரியான விளக்கம் அல்ல. C) A உண்மை ஆனால் R தவறு. D) A தவறு ஆனால் R உண்மை.

வினா 1

கூற்று (A): ஈரப்பதம் முன்னிலையில் குளோரின் ஒரு வெளுக்கும் பொருளாக செயல்படுகிறது. காரணம் (R): குளோரின் ஒரு வலிமையான ஒடுக்கும் காரணி.

தீர்வு: சரியான விருப்பம் C) A உண்மை ஆனால் R தவறு.

விளக்கம்: கூற்று (A): ஈரப்பதம் முன்னிலையில் குளோரின் ஹைப்போகுளோரஸ் அமிலத்தை (HOCl) உருவாக்குகிறது, இது நிலையற்றது மற்றும் சிதைந்து பிறவி ஆக்ஸிஜனை வெளியிடுகிறது, இது நிறமுள்ள பொருட்களை நிறமற்ற பொருட்களாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்கிறது. எனவே, கூற்று A உண்மை. Cl₂ + H₂O → HCl + HOCl HOCl → HCl + [O] நிறமுள்ள பொருள் + [O] → நிறமற்ற பொருள் காரணம் (R): குளோரின் ஒரு வலிமையான ஆக்ஸிஜனேற்ற காரணி ஆகும், ஒடுக்கும் காரணி அல்ல. இது நிலையான எலக்ட்ரான் கூட்டமைப்பை அடைய எளிதில் எலக்ட்ரான்களை ஏற்றுக்கொள்கிறது, குறிப்பாக மற்ற பொருட்களை ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம். எனவே, காரணம் R தவறு.

வினா 2

கூற்று (A): குளிரான, நீர்த்த NaOH உடனான குளோரின் வினை ஒரு விகிதச்சிதைவு வினை. காரணம் (R): இந்த வினையில், குளோரின் ஆக்ஸிஜனேற்றமும் ஒடுக்கமும் அடைகிறது.

தீர்வு: சரியான விருப்பம் A) A மற்றும் R இரண்டும் உண்மை, மேலும் R என்பது A இன் சரியான விளக்கம்.

விளக்கம்: கூற்று (A): ஒரு விகிதச்சிதைவு வினை என்பது ஒற்றை தனிமம் ஒரே நேரத்தில் ஆக்ஸிஜனேற்றமும் ஒடுக்கமும் அடையும் ஒரு ஒடுக்க-ஆக்ஸிஜனேற்ற வினையாகும். குளிரான, நீர்த்த NaOH உடனான குளோரின் வினை: Cl₂(0) + 2NaOH → NaCl(-1) + NaClO(+1) + H₂O இங்கு, குளோரின் ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை 0 இலிருந்து -1 ஆக (NaCl இல் ஒடுக்கம்) மற்றும் +1 ஆக (NaClO இல் ஆக்ஸிஜனேற்றம்) மாறுகிறது. எனவே, கூற்று A உண்மை. காரணம் (R): மேலே விளக்கப்பட்டபடி, குளோரின் (ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை 0) Cl⁻ ஆக (ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை -1) ஒடுக்கம் அடைகிறது மற்றும் ClO⁻ ஆக (ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலை +1) ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடைகிறது. ஒரே தனிமத்தின் இந்த ஒரே நேரத்தில் நிகழும் ஆக்ஸிஜனேற்றமும் ஒடுக்கமும் ஒரு விகிதச்சிதைவு வினையின் வரையறையாகும். எனவே, காரணம் R உண்மை மற்றும் A இன் சரியான விளக்கம் ஆகும்.

சுருக்கமான வினாக்கள்

வினா 1

குளோரின் ஏன் ஒரு வெளுக்கும் பொருளாக செயல்படுகிறது என்பதை விளக்கவும். இது நிரந்தரமான அல்லது தற்காலிக நிறங்களை வெளுக்கிறதா?

மாதிரி பதில்: குளோரின் அதன் வலிமையான ஆக்ஸிஜனேற்ற பண்பு காரணமாக வெளுக்கும் பொருளாக செயல்படுகிறது, குறிப்பாக ஈரப்பதம் முன்னிலையில்.

1. நீருடன் வினை: குளோரின் வாயு (Cl₂) நீருடன் (H₂O) தொடர்பு கொள்ளும்போது, அது ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் (HCl) மற்றும் ஹைப்போகுளோரஸ் அமிலத்தை (HOCl) உருவாக்குகிறது. Cl₂ (g) + H₂O (l) → HCl (aq) + HOCl (aq)
2. பிறவி ஆக்ஸிஜன் உருவாக்கம்: ஹைப்போகுளோரஸ் அமிலம் (HOCl) நிலையற்றது மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் (HCl) மற்றும் அதிக வினைத்திறன் கொண்ட பிறவி ஆக்ஸிஜனை ([O]) உருவாக்க எளிதில் சிதைவடைகிறது. HOCl (aq) → HCl (aq) + [O]
3. நிறமுள்ள பொருட்களை ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்தல்: இந்த பிறவி ஆக்ஸிஜன் ஒரு வலிமையான ஆக்ஸிஜனேற்ற காரணியாகும். இது பொருளில் உள்ள நிறமுள்ள கரிமப் பொருளுடன் வினைபுரிந்து, அதை நிறமற்ற சேர்மமாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்கிறது. நிறமுள்ள பொருள் + [O] → நிறமற்ற பொருள் குளோரின் நிரந்தரமான நிறங்களை நிலையான நிறமற்ற பொருட்களாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் வெளுக்கிறது. அதன் வெளுக்கும் செயல்பாடு நிரந்தரமானது. இது சல்பர் டை ஆக்சைடு (SO₂) மூலம் வெளுக்கும் செயல்பாட்டிற்கு எதிரானது, இது தற்காலிகமானது (ஒடுக்கம் காரணமாக).

வினா 2

குளோரின் வாயுவை ஆய்வகத்தில் தயாரிக்கும் முறையை விவரிக்கவும். வினைக்கான சமன்பட்ட வேதி சமன்பாட்டை எழுதவும்.

மாதிரி பதில்: ஆய்வகத்தில், குளோரின் வாயு பொதுவாக அடர் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் (HCl) ஐ, மாங்கனீசு டை ஆக்சைடு (MnO₂) போன்ற ஒரு வலிமையான ஆக்ஸிஜனேற்ற காரணி மூலம் ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

செய்முறை:

1. அடர் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் ஒரு வட்ட அடி குடுவையில் எடுக்கப்படுகிறது.
2. மாங்கனீசு டை ஆக்சைடு தூள் குடுவைக்குள் சேர்க்கப்படுகிறது.
3. குடுவை மெதுவாக சூடுபடுத்தப்படுகிறது.
4. குளோரின் வாயு வெளிப்படுகிறது, இது காற்றை மேல்நோக்கி இடப்பெயர்ச்சி செய்வதன் மூலம் (இது காற்றை விட அடர்த்தியானது என்பதால்) அல்லது அதை நீர் வழியாக (HCl புகைகளை அகற்ற) மற்றும் பின்னர் அடர் சல்பூரிக் அமிலம் வழியாக (வாயுவை உலர்த்த) செலுத்தி சேகரிக்கலாம்.

சமன்பட்ட வேதி சமன்பாடு: MnO₂ (s) + 4HCl (conc.) → MnCl₂ (aq) + Cl₂ (g) + 2H₂O (l)

மாற்று முறைகள் (முழுமைக்காக சுருக்கமான குறிப்பு):

• அடர் HCl ஐ பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட் (KMnO₄) மீது செயல்படுத்துவதன் மூலம். 2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O + 5Cl₂
• அடர் HCl ஐ ஈய டை ஆக்சைடு (PbO₂) மீது செயல்படுத்துவதன் மூலம். PbO₂ + 4HCl → PbCl₂ + 2H₂O + Cl₂

உயர் சிந்தனை திறன் (HOTS) வினா

வினா 1

புளூரின் குளோரினை விட அதிக எலக்ட்ரான் கவர்ச்சி கொண்ட தனிமம் என்றாலும், இரண்டும் ஈராட்சி அணு மூலக்கூறுகளாக (F₂ மற்றும் Cl₂) இருந்தாலும், தொழில்துறை வெளுக்கும் பொருளாக குளோரின் புளூரினை விட விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஏன் என்று விளக்கவும்.

விரிவான வேதியியல் விளக்கம்: இந்த வினா வினைத்திறன் மற்றும் செலவு, கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றின் நடைமுறை அம்சங்களை ஆராய்கிறது.

1. வினைத்திறன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற திறன்:

   • புளூரின் (F₂) தனிம வரிசை அட்டவணையில் மிகவும் எலக்ட்ரான் கவர்ச்சி கொண்ட தனிமம் மற்றும் வலிமையான ஆக்ஸிஜனேற்ற காரணி ஆகும். அதன் நிலையான மின்முனை அழுத்தம் (E° = +2.87 V, F₂/F⁻ க்கு) குளோரினை விட (E° = +1.36 V, Cl₂/Cl⁻ க்கு) கணிசமாக அதிகம். இது F₂ எலக்ட்ரான்களை ஏற்றுக்கொண்டு ஒடுக்கம் அடைய (அதாவது, மற்ற பொருட்களை ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்ய) Cl₂ ஐ விட வலிமையான போக்கைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் குறிக்கிறது.
   • F₂ நீருடன் வெடிப்புடனும் தீவிரமாகவும் வினைபுரிந்து ஹைட்ரோபுளோரிக் அமிலம் (HF) மற்றும் ஆக்ஸிஜனை (O₂) அல்லது சில சமயங்களில் ஓசோனை (O₃) உருவாக்குகிறது, அதிக நிலையற்ற மற்றும் வெடிக்கும் தன்மையுடைய ஹைப்போபுளூரஸ் அமிலத்தை (HOF) உருவாக்குவதற்கு பதிலாக. 2F₂ (g) + 2H₂O (l) → 4HF (aq) + O₂ (g) இந்த வினை மிகவும் தீவிரமானது மற்றும் கட்டுப்படுத்த கடினமானது. O₂ அல்லது O₃ உருவாக்கம் என்பது F₂ குளோரினைப் போல HOF சிதைவு மூலம் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட முறையில் வெளுப்பதற்குத் தேவையான பிறவி ஆக்ஸிஜனை முதன்மையாக உருவாக்குவதில்லை என்பதாகும்.
   • மறுபுறம், குளோரின் (Cl₂) நீருடன் மிதமாக வினைபுரிந்து ஹைப்போகுளோரஸ் அமிலம் (HOCl) மற்றும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தை (HCl) உருவாக்குகிறது. Cl₂ (g) + H₂O (l) → HCl (aq) + HOCl (aq) பின்னர் HOCl சிதைந்து பிறவி ஆக்ஸிஜனை [O] உருவாக்குகிறது, இதுவே உண்மையான வெளுக்கும் காரணியாகும். HOCl → HCl + [O] இந்த வினையை கட்டுப்படுத்த முடியும், இது தீவிர ஆபத்துகள் இல்லாமல் நீடித்த மற்றும் பயனுள்ள வெளுக்கும் செயல்பாட்டை அனுமதிக்கிறது.

2. கட்டுப்பாடு மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மை:

   • புளூரினின் தீவிர வினைத்திறன் அதை மிகவும் பாரபட்சமற்றதாக ஆக்குகிறது. இது கிட்டத்தட்ட எதையும், வெளுக்கும் பொருளின் அடிப்படையையும் அல்லது வெளுக்கும் கருவியின் கூறுகளையும் சேர்த்து வினைபுரிகிறது, பெரும்பாலும் தேர்ந்தெடுத்த வெளுக்கும் செயல்முறைக்கு பதிலாக சிதைவை ஏற்படுத்துகிறது. அதன் வினைகளை ஒழுங்குபடுத்துவது கடினம், இது பெரும்பாலான தொழில்துறை வெளுக்கும் செயல்முறைகளுக்கு நடைமுறைக்கு ஒவ்வாததாக ஆக்குகிறது.
   • குளோரினின் வினைத்திறன், வலிமையானதாக இருந்தாலும், மிதமானதாகவும் கட்டுப்படுத்தக்கூடியதாகவும் உள்ளது. இது பொருட்களில் உள்ள நிறமிகளை (நிறம் அளிக்கும் தொகுதிகள்) முதன்மையாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்கிறது, பொருளை அதிகப்படியாக சிதைக்காமல், குறிப்பாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலைகளில் (எ.கா., குறிப்பிட்ட pH, வெப்பநிலை).

3. செலவு மற்றும் கையாளுதல்:

   • புளூரினின் தீவிர வினைத்திறன் மற்றும் அரிக்கும் தன்மை காரணமாக அதை உற்பத்தி செய்வதும் பாதுகாப்பாக கையாளுவதும் மிகவும் விலை உயர்ந்தது. சிறப்பு, மந்தமான உபகரணங்கள் தேவைப்படுகின்றன, இது இயக்க செலவுகளை அதிகரிக்கிறது.
   • குளோரின் உற்பத்தி செய்வதற்கு ஒப்பீட்டளவில் மலிவானது மற்றும் அதை கையாளுதல், முன்னெச்சரிக்கைகள் தேவைப்பட்டாலும், தொழில்துறை அளவுகளில் மிகவும் குறைவான தேவை மற்றும் நிர்வகிக்கக்கூடியது.

சுருக்கமாக, புளூரின் ஒரு வலிமையான ஆக்ஸிஜனேற்ற காரணி என்றாலும், நீர் மற்றும் பிற பொருட்களுடன் அதன் கட்டுப்படுத்த முடியாத மற்றும் பாரபட்சமற்ற வினைத்திறன், அதிக செலவு மற்றும் பாதுகாப்பு கவலைகளுடன் சேர்ந்து, பெரும்பாலான தொழில்துறை வெளுக்கும் பயன்பாடுகளுக்கு அதை பொருத்தமற்றதாக ஆக்குகிறது. குளோரின், அதன் மிதமான மற்றும் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய ஆக்ஸிஜனேற்ற திறன் மற்றும் நீரிய கரைசல்களில் பிறவி ஆக்ஸிஜனை திறம்பட உருவாக்கும் திறன் ஆகியவற்றால், மிகவும் நடைமுறைக்குரிய மற்றும் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படும் வெளுக்கும் பொருளாகும்।