மக்னீசியம் (Mg): வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் வினைகள்

வேதியியல் பண்புகளின் கண்ணோட்டம்

மக்னீசியம் (Mg) ஒரு கார மண் உலோகம், இது தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 2 மற்றும் தொடர் 3 இல் அமைந்துள்ளது.

• வினைத்திறன் வரிசையில் நிலை: Mg ஒரு வீரியமிக்க உலோகம், இது வினைத்திறன் வரிசையில் ஹைட்ரஜனுக்கு மேலே வைக்கப்பட்டுள்ளது. இது அமிலங்கள் மற்றும் நீரிலிருந்து (குறிப்பிட்ட சூழ்நிலைகளில்) ஹைட்ரஜனை வெளியேற்றும் அதன் வலுவான தன்மையைக் குறிக்கிறது.
• எதிர்மின் சுமை: இது குறைந்த எதிர்மின் சுமையைக் (பவுலிங் அளவுகோல்: 1.31) கொண்டுள்ளது, இது அதன் உலோகத் தன்மையையும், இரண்டு இணைதிறன் எலக்ட்ரான்களை எளிதில் இழந்து நிலையான Mg²⁺ அயனிகளை உருவாக்கும் தன்மையையும் பிரதிபலிக்கிறது.
• பொதுவான வினைத்திறன்: மக்னீசியம் ஒரு ஓரளவுக்கு வினைத்திறன் கொண்ட உலோகம். ஈரப்பதமான காற்றில் மெக்னீசியம் ஆக்சைடு மற்றும் ஹைட்ராக்சைடின் மெல்லிய, பாதுகாப்பான அடுக்கு உருவாவதால் இது மெதுவாக பளபளப்பை இழக்கிறது. காற்று அல்லது ஆக்ஸிஜனில் பற்றவைக்கப்படும்போது இது கண்ணைக்கூசும் வெள்ளை சுடருடன் எரிகிறது.

காற்று மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் செயல்

மக்னீசியம் சூடாக்கும்போது காற்றுடன் எளிதில் வினைபுரிகிறது.

1. ஆக்ஸிஜனுடன் வினை (எரிதல்)

மக்னீசியம் நாடா ஆக்ஸிஜனில் பிரகாசமான வெள்ளை சுடருடன் எரிந்து மக்னீசியம் ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது.

2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s)

2. நைட்ரஜனுடன் வினை

மக்னீசியம் காற்றில் எரியும்போது, அது நைட்ரஜனுடன் வினைபுரிந்து மக்னீசியம் நைட்ரைடை உருவாக்குகிறது, இருப்பினும் இந்த வினை ஆக்ஸிஜனுடனான வினையை விட மெதுவாக இருக்கும்.

3Mg(s) + N₂(g) → Mg₃N₂(s)

மக்னீசியம் நைட்ரைடு நீருடன் வினைபுரிந்து மக்னீசியம் ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் அம்மோனியாவை உருவாக்குகிறது:

Mg₃N₂(s) + 6H₂O(l) → 3Mg(OH)₂(s) + 2NH₃(g)

நீர் மற்றும் நீராவி செயல்

மக்னீசியம் நீர் மற்றும் நீராவிடன் வினைபுரிகிறது, வினையின் தீவிரம் வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது.

1. குளிர்ந்த நீருடன் வினை

மக்னீசியம் குளிர்ந்த நீருடன் மிக மெதுவாக வினைபுரிந்து மக்னீசியம் ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது. உருவாகும் கரையாத Mg(OH)₂ உலோகத்தின் மேற்பரப்பில் படிந்து மேலும் வினையைத் தடுப்பதால் வினை மெதுவாக நடைபெறுகிறது.

Mg(s) + 2H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)

2. கொதிக்கும் நீருடன் வினை

கொதிக்கும் நீருடன் வினை வேகமாக நடைபெறும், ஏனெனில் Mg(OH)₂ அடுக்கு அதிக வெப்பநிலையில் குறைந்த ஒட்டும் தன்மையுடன் இருக்கும், மேலும் அதிகரித்த இயக்க ஆற்றல் வினையை ஊக்குவிக்கிறது.

Mg(s) + 2H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)

3. நீராவிடன் வினை

மக்னீசியம் நீராவிடன் (செஞ்சுடரில்) தீவிரமாக வினைபுரிந்து மக்னீசியம் ஆக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது. இங்கு, Mg(OH)₂ தயாரிப்பு அதிக வெப்பநிலையில் MgO ஆக சிதைகிறது.

Mg(s) + H₂O(g) → MgO(s) + H₂(g)

அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களின் செயல்

1. நீர்த்த அமிலங்களுடன் வினை

மக்னீசியம் நீர்த்த ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் மற்றும் சல்ஃபூரிக் அமிலம் போன்ற நீர்த்த அமிலங்களுடன் எளிதில் வினைபுரிந்து மக்னீசியம் உப்புகள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது.

• நீர்த்த ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்துடன் (HCl):

  Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)
  

• நீர்த்த சல்ஃபூரிக் அமிலத்துடன் (H₂SO₄):

  Mg(s) + H₂SO₄(aq) → MgSO₄(aq) + H₂(g)
  

• நீர்த்த நைட்ரிக் அமிலத்துடன் (HNO₃): மக்னீசியம் ஒரு வலுவான ஒடுக்கும் காரணி. மிக நீர்த்த நைட்ரிக் அமிலத்துடன், இது அம்மோனியம் நைட்ரேட்டை உருவாக்குகிறது.

  4Mg(s) + 10HNO₃(dilute) → 4Mg(NO₃)₂(aq) + NH₄NO₃(aq) + 3H₂O(l)
  

  மிதமான நீர்த்த நைட்ரிக் அமிலத்துடன், இது பெரும்பாலும் நைட்ரஸ் ஆக்சைடு (N₂O) அல்லது நைட்ரிக் ஆக்சைடு (NO) ஐ உருவாக்குகிறது.

  4Mg(s) + 10HNO₃(moderately dilute) → 4Mg(NO₃)₂(aq) + N₂O(g) + 5H₂O(l)
  

  3Mg(s) + 8HNO₃(moderately dilute) → 3Mg(NO₃)₂(aq) + 2NO(g) + 4H₂O(l)
  

2. அடர் அமிலங்களுடன் வினை

• அடர் சல்ஃபூரிக் அமிலத்துடன் (H₂SO₄): மக்னீசியம் அடர் சல்ஃபூரிக் அமிலத்தை சல்ஃபர் டை ஆக்சைடாக ஒடுக்குகிறது.

  Mg(s) + 2H₂SO₄(conc) → MgSO₄(aq) + SO₂(g) + 2H₂O(l)
  

• அடர் நைட்ரிக் அமிலத்துடன் (HNO₃): மக்னீசியம் அடர் நைட்ரிக் அமிலத்தை நைட்ரஜன் டை ஆக்சைடாக ஒடுக்குகிறது.

  Mg(s) + 4HNO₃(conc) → Mg(NO₃)₂(aq) + 2NO₂(g) + 2H₂O(l)
  

3. காரங்களுடன் (அல்கலிகள்) வினை

மக்னீசியம் உலோகம் சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு (NaOH) அல்லது பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைடு (KOH) போன்ற வலுவான காரங்களின் குளிர்ந்த அல்லது சூடான கரைசல்களுடன் வினைபுரிவதில்லை. Mg(OH)₂ ஒரு பலவீனமான காரம் என்பதால், அதிகப்படியான காரத்தில் இது கரைவதில்லை.

Mg²⁺ அயனிகளுக்கான முக்கிய ஆய்வக சோதனை/கண்டறிதல் வினைகள்

மக்னீசியம் அயனிகள் (Mg²⁺) உப்பு பகுப்பாய்வில் பின்வரும் சோதனைகளைப் பயன்படுத்தி கண்டறியப்படுகின்றன:

1. சோடியம் ஹைட்ராக்சைடுடன் (NaOH) வினை

Mg²⁺ அயனிகள் கொண்ட கரைசலுடன் NaOH கரைசல் சேர்க்கப்படும்போது, மக்னீசியம் ஹைட்ராக்சைடின் வெள்ளை வீழ்படிவு உருவாகிறது. இந்த வீழ்படிவு அதிகப்படியான NaOH இல் கரையாது.

Mg²⁺(aq) + 2NaOH(aq) → Mg(OH)₂(s) + 2Na⁺(aq)

Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Mg(OH)₂(s) (White precipitate)

2. அம்மோனியம் ஹைட்ராக்சைடுடன் (NH₄OH) வினை

• அம்மோனியம் குளோரைடு (NH₄Cl) இல்லாத நிலையில்: Mg²⁺ கரைசலுடன் NH₄OH சேர்க்கப்பட்டால், Mg(OH)₂ இன் வெள்ளை வீழ்படிவு உருவாகிறது.

  Mg²⁺(aq) + 2NH₄OH(aq) → Mg(OH)₂(s) + 2NH₄⁺(aq)
  

• அம்மோனியம் குளோரைடு (NH₄Cl) முன்னிலையில்: NH₄Cl முன்னிலையில் NH₄OH சேர்க்கப்படும்போது Mg(OH)₂ இன் வீழ்படிவு உருவாவதில்லை. இது பொதுவான அயனி விளைவு காரணமாகும்: NH₄Cl ஆனது NH₄OH இன் பிரிதலைத் தடுப்பதன் மூலம், OH⁻ அயனிகளின் செறிவை Mg(OH)₂ இன் கரைதிறன் பெருக்கத்திற்கு (Ksp) கீழே குறைத்து, அதன் வீழ்படிவைத் தடுக்கிறது. இது இந்த நிலைமைகளின் கீழ் வீழ்படிவாகும் தொகுதி IIIB நேர்மின் அயனிகளிலிருந்து (Fe³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) ஒரு முக்கிய வேறுபாடாகும்.

3. பாஸ்பேட் சோதனை (மக்னீசியம் அம்மோனியம் பாஸ்பேட் சோதனை)

இது Mg²⁺ அயனிகளுக்கான ஒரு திட்டவட்டமான சோதனை ஆகும், இது அம்மோனியா ஊடகத்தில் (NH₄OH/NH₄Cl தாங்கல் கரைசல்) மேற்கொள்ளப்படுகிறது. டைசோடியம் ஹைட்ரஜன் பாஸ்பேட் (Na₂HPO₄) NH₄Cl மற்றும் NH₄OH முன்னிலையில் Mg²⁺ அயனிகள் கொண்ட கரைசலுடன் சேர்க்கப்படும்போது, மக்னீசியம் அம்மோனியம் பாஸ்பேட்டின் வெள்ளை படிக வீழ்படிவு உருவாகிறது.

Mg²⁺(aq) + NH₄⁺(aq) + HPO₄²⁻(aq) → MgNH₄PO₄(s) + H⁺(aq)

மாற்றாக, எளிதாக்கப்பட்ட வடிவம்:

Mg²⁺(aq) + NH₄OH(aq) + Na₂HPO₄(aq) → MgNH₄PO₄(s) + 2Na⁺(aq) + H₂O(l)

(வெள்ளை படிக வீழ்படிவு, பெரும்பாலும் மெதுவாக தோன்றும்)

4. மேக்னசன் காரணி சோதனை (அட்ஸார்ப்ஷன் இண்டிகேட்டர் சோதனை)

மேக்னசன் காரணி (4-(p-nitrophenylazo)resorcinol) ஒரு கரிம சாயம் ஆகும். Mg²⁺ அயனிகள் மற்றும் கார ஊடகம் (எ.கா., NaOH) முன்னிலையில், Mg(OH)₂ உருவாகிறது, இது மேக்னசன் சாயத்தை உறிஞ்சி ஒரு சிறப்பியல்பு நீல நிற வீழ்படிவு அல்லது “ஏரியை” உருவாக்குகிறது.

Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Mg(OH)₂(s)

Mg(OH)₂(s) + மேக்னசன் காரணி → நீல வீழ்படிவு / ஏரி