முக்கிய சோடியம் சேர்மங்கள் (Na)

சோடியத்தின் முக்கிய சேர்மங்களுக்கு ஒரு அறிமுகம்

சோடியம், ஒரு கார உலோகம், தொழில்துறை ரீதியாகவும் உயிரியல் ரீதியாகவும் முக்கியமான பல்வேறு சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது. அதன் அதிக வினைத்திறன் காரணமாக, இது இயற்கையில் எப்போதும் கலப்பு நிலைகளில் காணப்படுகிறது. அதன் ஹாலைடுகள், ஹைட்ராக்ஸைடுகள், கார்பனேட்டுகள் மற்றும் பைகார்பனேட்டுகள் ஆகியவை முக்கிய சேர்மங்களாகும், இவை பல்வேறு வேதியியல் தொழில்களிலும் அன்றாடப் பயன்பாடுகளிலும் அடிப்படையானவை.

சோடியம் குளோரைடு (NaCl)

• வேதியியல் வாய்பாடு: NaCl
• பொதுப் பெயர்: பொது உப்பு, சமையல் உப்பு, கல் உப்பு

இயற்கையில் கிடைப்பதும் தயாரிப்பு முறைகளும்

சோடியம் குளோரைடு இயற்கையில் காணப்படும் மிகவும் அதிகமான உப்புகளில் ஒன்றாகும்.

• கடல் நீர்: சுமார் 2.7% முதல் 2.9% வரை (நிறை அடிப்படையில்) NaCl ஐக் கொண்டுள்ளது.
• கல் உப்பு: பண்டைய கடல்கள் வறண்டதால் உருவான திட NaCl இன் பெரிய படிவுகள் பூமிக்கு அடியில் காணப்படுகின்றன.
• தொழில்துறை தயாரிப்பு: முதன்மையாக கடல் நீரை ஆவியாக்குவதன் மூலமோ அல்லது கல் உப்புப் படிவுகளை அகழ்வதன் மூலமோ பெறப்படுகிறது. கச்சா உப்பை சுத்திகரிப்பதில், அதை தண்ணீரில் கரைத்து, கரையாத அசுத்தங்களை வடிகட்டி அகற்றுவது அடங்கும். பின்னர், மெக்னீசியம் குளோரைடு (MgCl₂) மற்றும் கால்சியம் குளோரைடு (CaCl₂) போன்ற அசுத்தங்களை முறையே சோடியம் ஹைட்ராக்ஸைடு (NaOH) மற்றும் சோடியம் கார்பனேட் (Na₂CO₃) ஐப் பயன்படுத்தி வீழ்படிவாக்கப்படுகிறது. தூய NaCl பின்னர் மறுபடிகமாக்கல் மூலம் பெறப்படுகிறது.
  • CaCl₂(aq) + Na₂CO₃(aq) → CaCO₃(s) + 2NaCl(aq)
  • MgCl₂(aq) + 2NaOH(aq) → Mg(OH)₂(s) + 2NaCl(aq)

பண்புகள்

• ஒரு வெண்மை நிற படிகத் திண்மம்.
• அதிக உருகுநிலை (801 °C) மற்றும் கொதிநிலையை (1413 °C) கொண்டுள்ளது.
• தண்ணீரில் அதிக கரையக்கூடியது. இதன் கரைதிறன் வெப்பநிலையுடன் கணிசமாக மாறுபடுவதில்லை.

பயன்கள்

• மனித உணவு முறையில் ஒரு அத்தியாவசிய அங்கம்.
• உணவுப் பாதுகாப்பியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது (எ.கா., ஊறுகாய் தயாரித்தல் மற்றும் இறைச்சியைப் பதப்படுத்துதல்).
• சோடியம் ஹைட்ராக்ஸைடு, சோடியம் கார்பனேட், சோடியம் பைகார்பனேட், குளோரின் மற்றும் ஹைட்ரஜன் குளோரைடு போன்ற பிற முக்கியமான சோடியம் சேர்மங்களின் தொழில்துறை உற்பத்திக்கு ஒரு முக்கிய மூலப்பொருள்.
• குளிர்பதன கலவைகளில் (எ.கா., பனிக்கட்டியுடன்) பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சோடியம் ஹைட்ராக்ஸைடு (NaOH)

• வேதியியல் வாய்பாடு: NaOH
• பொதுப் பெயர்: காஸ்டிக் சோடா

தொழில்துறை தயாரிப்பு: காஸ்ட்னர்-கெல்னர் முறை

சோடியம் ஹைட்ராக்ஸைடு முதன்மையாக காஸ்ட்னர்-கெல்னர் கலத்தைப் பயன்படுத்தி சோடியம் குளோரைடின் நீர்க்கரைசலை (உப்பு நீர்) மின்னாற்பகுப்பதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.

• ஆனோடு (கிராஃபைட்): குளோரைடு அயனிகள் ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்து குளோரின் வாயுவை உருவாக்குகின்றன. 2Cl⁻(aq) → Cl₂(g) + 2e⁻
• காதோடு (பாதரசம்): சோடியம் அயனிகள் ஒடுக்கப்பட்டு, பாதரச காதோடில் சோடியம் அமால்கமமாக உருவாகின்றன. Na⁺(aq) + e⁻ → Na(in Hg) (சோடியம் அமால்கம்)
• அமால்கமின் சிதைவு: சோடியம் அமால்கம் பின்னர் ஒரு தனி அறையில் தண்ணீருடன் வினைபுரிந்து சோடியம் ஹைட்ராக்ஸைடு கரைசல், ஹைட்ரஜன் வாயு மற்றும் பாதரசத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த பாதரசம் மீண்டும் காதோடிற்கு மறுசுழற்சி செய்யப்படுகிறது. 2Na(in Hg) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) + H₂(g) + 2Hg(l)

பண்புகள்

• ஒரு வெண்மையான, ஒளிபுகும், நீருறிஞ்சும் திண்மம் (வளிமண்டலத்திலிருந்து ஈரப்பதம் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை உறிஞ்சுகிறது).
• ஒரு மிக வலிமையான காரம்: தண்ணீரில் அதிக கரையக்கூடியது, வலிமையான காரக் கரைசலை உருவாக்குகிறது.
• இது அரிக்கக்கூடியது மற்றும் தோலுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது கடுமையான தீக்காயங்களை ஏற்படுத்தும்.

தேர்வு தொடர்பான வினைகள்

1. அமிலங்களுடன் நடுநிலையாக்கல்: NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l) 2NaOH(aq) + H₂SO₄(aq) → Na₂SO₄(aq) + 2H₂O(l)
2. அமில ஆக்சைடுகளுடன் வினை: 2NaOH(aq) + CO₂(g) → Na₂CO₃(aq) + H₂O(l) 2NaOH(aq) + SO₂(g) → Na₂SO₃(aq) + H₂O(l)
3. இருவகைமை உலோகங்களுடன் வினை (எ.கா., அலுமினியம், துத்தநாகம்): 2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H₂O(l) → 2Na[Al(OH)₄](aq) + 3H₂(g) (சோடியம் டெட்ராஹைட்ராக்ஸோஅலுமினேட்(III)) Zn(s) + 2NaOH(aq) → Na₂ZnO₂(aq) + H₂(g) (சோடியம் ஜிங்கேட்)
4. சபோனிஃபிகேஷன் (எஸ்டர்கள்/கொழுப்புகளின் நீராற்பகுப்பு): சோப்பு உற்பத்தியில் ஒரு முக்கிய வினை. RCOOR'(ester) + NaOH → RCOONa(soap) + R'OH(alcohol) (பொதுவான பிரதிநிதித்துவம்)

சோடியம் கார்பனேட் (Na₂CO₃)

• வேதியியல் வாய்பாடு: Na₂CO₃ (நீரற்ற), Na₂CO₃·10H₂O (டெக்காஹைட்ரேட்)
• பொதுப் பெயர்: சலவை சோடா (டெக்காஹைட்ரேட்), சோடா சாம்பல் (நீரற்ற)

தொழில்துறை தயாரிப்பு: சால்வே முறை (அம்மோனியா-சோடா முறை)

சால்வே முறை என்பது சோடியம் கார்பனேட்டை உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒரு சிக்கனமான மற்றும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறையாகும்.

1. அம்மோனியம் பைகார்பனேட் உருவாக்கம்: உப்பு நீர் (சோடியம் குளோரைடு கரைசல்) முதலில் அம்மோனியா (NH₃) மற்றும் பின்னர் கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO₂) உடன் நிறைவுறச் செய்யப்படுகிறது. NH₃(g) + H₂O(l) + CO₂(g) → NH₄HCO₃(aq)
2. சோடியம் பைகார்பனேட் வீழ்படிவாதல்: அம்மோனியம் பைகார்பனேட் கரைசல் சோடியம் குளோரைடுடன் வினைபுரிந்து சோடியம் பைகார்பனேட்டை உருவாக்குகிறது, இது குறைவாகக் கரையக்கூடியது மற்றும் வீழ்படிகிறது. NH₄HCO₃(aq) + NaCl(aq) → NaHCO₃(s) + NH₄Cl(aq)
3. சோடியம் கார்பனேட்டாக மாற்றுதல்: வீழ்படிந்த சோடியம் பைகார்பனேட் வடிகட்டப்பட்டு, கழுவப்பட்டு, பின்னர் வெப்பப்படுத்தப்பட்டு நீரற்ற சோடியம் கார்பனேட், தண்ணீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடுடன் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. CO₂ மறுசுழற்சி செய்யப்படுகிறது. 2NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + H₂O(g) + CO₂(g)
4. அம்மோனியா மீட்டெடுப்பு: அம்மோனியம் குளோரைடு (NH₄Cl), ஒரு துணை விளைபொருள், கால்சியம் ஹைட்ராக்ஸைடு (Ca(OH)₂) உடன் வினைபுரிந்து அம்மோனியா (NH₃) வை மீண்டும் உருவாக்குகிறது. இது செயல்முறைக்கு மீண்டும் மறுசுழற்சி செய்யப்படுவதால், இது மிகவும் திறமையானதாகிறது. 2NH₄Cl(aq) + Ca(OH)₂(aq) → 2NH₃(g) + CaCl₂(aq) + 2H₂O(l)

பண்புகள்

• ஒரு வெண்மை நிற படிகத் திண்மம்.
• டெக்காஹைட்ரேட் (சலவை சோடா): Na₂CO₃·10H₂O ஆனது பூக்காப்புத் தன்மையுடையது, அதாவது காற்றில் வெளிப்படும் போது படிக நீரை இழந்து மோனோஹைட்ரேட்டை உருவாக்குகிறது.
• கார்பனேட் அயனியின் நீராற்பகுப்பு காரணமாக அதன் நீர்க்கரைசல் காரத்தன்மை உடையது: CO₃²⁻(aq) + H₂O(l) ⇌ HCO₃⁻(aq) + OH⁻(aq)

தேர்வு தொடர்பான வினைகள்

1. அமிலங்களுடன் வினை: இது அமிலங்களுடன் வினைபுரிந்து உப்பு, தண்ணீர் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவை உருவாக்குகிறது. Na₂CO₃(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H₂O(l) + CO₂(g) Na₂CO₃(aq) + H₂SO₄(aq) → Na₂SO₄(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)
2. நீரை மென்மையாக்குதல்: கால்சியம் மற்றும் மெக்னீசியம் உப்புகளை (நீர் கடினத்தன்மைக்கு காரணமானவை) வீழ்படிவாக்கப் பயன்படுகிறது, இதன் மூலம் நீரை மென்மையாக்குகிறது. Ca²⁺(aq) + Na₂CO₃(aq) → CaCO₃(s) + 2Na⁺(aq) Mg²⁺(aq) + Na₂CO₃(aq) → MgCO₃(s) + 2Na⁺(aq)

சோடியம் பைகார்பனேட் (NaHCO₃)

• வேதியியல் வாய்பாடு: NaHCO₃
• பொதுப் பெயர்: சமையல் சோடா

தயாரிப்பு

• இது சால்வே செயல்முறையின் (படி 2) ஒரு இடைநிலை தயாரிப்பாகப் பெறப்படுகிறது.
• இது சோடியம் கார்பனேட்டின் செறிவூட்டப்பட்ட கரைசலின் வழியாக கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவை செலுத்துவதன் மூலமும் தயாரிக்கப்படலாம்: Na₂CO₃(aq) + H₂O(l) + CO₂(g) → 2NaHCO₃(aq)

பண்புகள்

• தண்ணீரில் குறைவாகக் கரையக்கூடிய ஒரு வெண்மை நிற படிகத் திண்மம்.
• அதன் நீர்க்கரைசல் லேசான காரத்தன்மை உடையது.
• 100°C க்கு மேல் சூடுபடுத்தப்படும்போது சிதைந்து, கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயுவை வெளியிடுகிறது, இது அதன் பயன்பாடுகளுக்கு ஒரு முக்கிய பண்பாகும். 2NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + H₂O(g) + CO₂(g)

பயன்கள்

• சமையல் (பேக்கிங்): சூடுபடுத்தப்படும்போது வெளியிடப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயு கேக்குகள் மற்றும் ரொட்டியை புளிக்க வைத்து, அவற்றுக்கு ஒரு துளைகள் கொண்ட அமைப்பை அளிக்கிறது.
• அன்டாசிட்: ஒரு லேசான காரமாக, இது அதிகப்படியான வயிற்று அமிலத்தை நடுநிலையாக்கப் பயன்படுகிறது, அஜீரணத்திலிருந்து நிவாரணம் அளிக்கிறது. NaHCO₃(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)
• தீயணைப்பிகள்: சோடா-அமில தீயணைப்பிகளில் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு இது ஒரு அமிலத்துடன் வினைபுரிந்து CO₂ ஐ உற்பத்தி செய்கிறது, இது தீயை அணைக்கிறது.

முக்கிய சோடியம் சேர்மங்களின் ஒப்பீட்டு பண்புகள்

Property	Sodium Chloride (NaCl)	Sodium Hydroxide (NaOH)	Sodium Carbonate (Na₂CO₃)	Sodium Bicarbonate (NaHCO₃)
பொதுப் பெயர்	பொது உப்பு	காஸ்டிக் சோடா	சலவை சோடா / சோடா சாம்பல்	சமையல் சோடா
இயல்பு	நடுநிலை உப்பு	வலிமையான காரம்	லேசான காரம் (நீர்க்கரைசல்)	லேசான காரம்
தண்ணீரில் கரைதிறன்	அதிக கரையக்கூடியது	அதிக கரையக்கூடியது	கரையக்கூடியது	குறைவாகக் கரையக்கூடியது
நீருறிஞ்சுதல்/பூக்காப்பு	எதுவுமில்லை	நீருறிஞ்சும்	பூக்காப்பு (டெக்காஹைட்ரேட்)	எதுவுமில்லை
வெப்பத்தின் விளைவு	நிலைத்தன்மை கொண்டது (அதிக வெப்பநிலையில் உருகும்)	நிலைத்தன்மை கொண்டது (318 °C இல் உருகும்)	நிலைத்தன்மை கொண்டது (நீரற்ற), டெக்காஹைட்ரேட் நீரை இழக்கிறது, பின்னர் நிலைத்தன்மை கொண்டது	100°C க்கு மேல் Na₂CO₃, H₂O, CO₂ ஆக சிதைவடைகிறது
நீர்க்கரைசலின் pH	~7	>13	~11	~8.5
முக்கிய பயன்கள்	உணவு, மற்ற Na சேர்மங்களுக்கு மூலப்பொருள்	சோப்பு, காகிதம், சாயங்கள், பெட்ரோலிய சுத்திகரிப்பு	கண்ணாடி, சோப்பு, சலவை சோப்பு, நீரை மென்மையாக்குதல்	சமையல், அன்டாசிட், தீயணைப்பிகள்