கந்தகம் (S): முக்கிய வினைகள் மற்றும் பண்புகள்

வேதியியல் பண்புகள் ஒரு கண்ணோட்டம்

கந்தகம் (S) என்பது ஒரு அலோகம் ஆகும், இது தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 16 (சால்கோஜன்கள்) ஐச் சேர்ந்தது, இது காலம் 3 இல் அமைந்துள்ளது.

• அணு எண்: 16
• எலக்ட்ரான் அமைப்பு: $[Ne] 3s^2 3p^4$
• எதிர்மின் சுமை (பாலிங்): 2.58
• பொதுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள்: -2, 0, +2, +4, +6
• வினைத்திறன்: பொதுவாக சகப்பிணைப்பு சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது. இது ஆக்ஸிஜனை விட குறைவான எதிர்மின் சுமையையும், புளூரின் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை விட குறைவான வினைத்திறனையும் கொண்டது, ஆனால் சில சூழல்களில் (எ.கா., H₂S ஐ உருவாக்குதல்) ஹாலோஜன்களை விட அதிக வினைத்திறன் கொண்டது. இது உலோகங்கள் மற்றும் அலோகங்களுடன் எளிதாக இணைகிறது.

காற்று மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் செயல்

கந்தகம் காற்றில் அல்லது ஆக்ஸிஜனில் நீல நிற சுவாலையுடன் எரிந்து சல்பர் டை ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது.

• ஆக்ஸிஜனில் எரிதல்: $S_\{(s)\} + O_\{2(g)\} \xrightarrow\{\text\{heat\}\} SO_\{2(g)\}$

• சல்பர் டை ஆக்சைட்டின் வினையூக்கி ஆக்ஸிஜனேற்றம் (தொடு முறை இடைநிலை): சல்பர் டை ஆக்சைடு மேலும் சல்பர் ட்ரை ஆக்சைடாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடையலாம், குறிப்பாக வனேடியம்(V) ஆக்சைடு ($V_2O_5$) போன்ற வினையூக்கிகள் மற்றும் அதிக வெப்பநிலை இருக்கும்போது, இது சல்பூரிக் அமிலம் தயாரிப்பதற்கான தொடு முறையில் ஒரு முக்கிய படியாகும். $2SO_\{2(g)\} + O_\{2(g)\} \xrightarrow\{V_2O_5, \text\{ heat\}\} 2SO_\{3(g)\}$

நீர் மற்றும் நீராவி செயல்

தனிம கந்தகம் பொதுவாக நீரில் கரையாதது மற்றும் சாதாரண சூழ்நிலைகளில் நீர் அல்லது நீராவி உடன் புதிய சேர்மங்களை உருவாக்க வினைபுரியாது.

அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களின் செயல்

அமிலங்களுடன்

கந்தகம் ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்யாத நீர்த்த அமிலங்களுடன் வினைபுரியாது. இருப்பினும், இது வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற அமிலங்களுடன் வினைபுரிகிறது.

• செறிவூட்டப்பட்ட சூடான சல்பூரிக் அமிலம் ($H_2SO_4$) உடன்: கந்தகம் சல்பர் டை ஆக்சைடாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது, மற்றும் சல்பூரிக் அமிலம் ஒடுக்கப்படுகிறது. $S_\{(s)\} + 2H_2SO_\{4(conc)\} \xrightarrow\{\text\{hot\}\} 3SO_\{2(g)\} + 2H_2O_\{(l)\}$

• செறிவூட்டப்பட்ட சூடான நைட்ரிக் அமிலம் ($HNO_3$) உடன்: கந்தகம் சல்பூரிக் அமிலமாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது, மற்றும் நைட்ரிக் அமிலம் நைட்ரஜன் டை ஆக்சைடாக ஒடுக்கப்படுகிறது. $S_\{(s)\} + 6HNO_\{3(conc)\} \xrightarrow\{\text\{hot\}\} H_2SO_\{4(aq)\} + 6NO_\{2(g)\} + 2H_2O_\{(l)\}$

காரங்களுடன்

வலுவான காரங்களுடன் சூடுபடுத்தப்படும்போது கந்தகம் விகிதச்சிதைவு (ஒரே நேரத்தில் ஆக்ஸிஜனேற்றம் மற்றும் ஒடுக்கம்) அடைகிறது.

• சூடான செறிவூட்டப்பட்ட சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு ($NaOH$) உடன்: கந்தகம் ஒரே நேரத்தில் சல்ஃபைட்டாக ($SO_3^\{2-\}$) ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது மற்றும் சல்ஃபைடாக ($S^\{2-\}$) ஒடுக்கப்படுகிறது. $3S_\{(s)\} + 6NaOH_\{(aq)\} \xrightarrow\{\text\{hot\}\} 2Na_2S_\{(aq)\} + Na_2SO_\{3(aq)\} + 3H_2O_\{(l)\}$

முக்கிய ஆய்வக சோதனை/கண்டறிதல் வினைகள்

சல்ஃபைட் அயனிகளுக்காக ($S^\{2-\}$):

1. காரீய அசிடேட் சோதனை: காரீய அசிடேட் கரைசலுடன் வினைபுரியும்போது, சல்ஃபைட் அயனிகள் காரீயம்(II) சல்ஃபைட்டின் கருப்பு வீழ்படிவை உருவாக்குகின்றன. $Pb^\{2+\}_\{(aq)\} + S^\{2-\}_\{(aq)\} \rightarrow PbS_\{(s)\} \text\{ (Black precipitate)\}$ (மாற்றாக, காரீய அசிடேட் கரைசலால் ஈரப்படுத்தப்பட்ட வடிகட்டி காகிதம் $H_2S$ வாயுவுக்கு வெளிப்படுத்தப்படும்போது கருமையாக மாறும்).

2. சோடியம் நைட்ரோப்ருசைடு சோதனை: புதிதாக தயாரிக்கப்பட்ட சோடியம் நைட்ரோப்ருசைடு கரைசலுடன் சல்ஃபைட் அயனிகள் ஊதா நிறத்தை அளிக்கின்றன. $Na_2S_\{(aq)\} + Na_2[Fe(CN)_5NO]_\{(aq)\} \rightarrow Na_4[Fe(CN)_5NOS]_\{(aq)\} \text\{ (Violet coloration)\}$

3. நீர்த்த அமிலச் சோதனை: நீர்த்த HCl அல்லது H₂SO₄ சேர்க்கும்போது, சல்ஃபைட் உப்புகள் ஹைட்ரஜன் சல்ஃபைட் ($H_2S$) வாயுவை வெளியிடுகின்றன, இது அழுகிய முட்டை வாசனை கொண்டது. $S^\{2-\}_\{(aq)\} + 2H^+_\{(aq)\} \rightarrow H_2S_\{(g)\}$

சல்ஃபைட் அயனிகளுக்காக ($SO_3^\{2-\}$):

1. நீர்த்த அமிலச் சோதனை: நீர்த்த HCl அல்லது H₂SO₄ சேர்க்கும்போது, சல்ஃபைட் உப்புகள் சல்பர் டை ஆக்சைடு ($SO_2$) வாயுவை வெளியிடுகின்றன, இது மூச்சுத்திணறல் ஏற்படுத்தும் வாசனை கொண்டது. $SO_2$ அமிலப்படுத்தப்பட்ட பொட்டாசியம் டைகுரோமேட் கரைசலை பச்சை நிறமாக மாற்றுகிறது ($Cr^\{3+\}$ உருவாக்கம் காரணமாக) மற்றும் சுண்ணாம்பு நீரை பால் போன்றதாக மாற்றுகிறது. $SO_3^\{2-\}_\{(aq)\} + 2H^+_\{(aq)\} \rightarrow SO_\{2(g)\} + H_2O_\{(l)\}$ $K_2Cr_2O_\{7(aq)\} + H_2SO_\{4(aq)\} + 3SO_\{2(g)\} \rightarrow K_2SO_\{4(aq)\} + Cr_2(SO_4)_\{3(aq)\} \text\{ (Green)\} + H_2O_\{(l)\}$

2. பேரியம் குளோரைடு சோதனை: சல்ஃபைட் அயனிகள் பேரியம் குளோரைடு கரைசலுடன் வினைபுரிந்து பேரியம் சல்ஃபைட்டின் வெள்ளை வீழ்படிவை உருவாக்குகின்றன, இது நீர்த்த HCl இல் கரையும். $Ba^\{2+\}_\{(aq)\} + SO_3^\{2-\}_\{(aq)\} \rightarrow BaSO_\{3(s)\} \text\{ (White precipitate, soluble in dilute HCl)\}$

சல்பேட் அயனிகளுக்காக ($SO_4^\{2-\}$):

1. பேரியம் குளோரைடு சோதனை: சல்பேட் அயனிகள் பேரியம் குளோரைடு கரைசலுடன் வினைபுரிந்து பேரியம் சல்பேட்டின் வெள்ளை வீழ்படிவை உருவாக்குகின்றன, இது நீர்த்த HCl மற்றும் நீர்த்த HNO₃ இல் கரையாதது. இந்த சோதனை சல்பேட்டை சல்ஃபைட்டிலிருந்து வேறுபடுத்துகிறது. $Ba^\{2+\}_\{(aq)\} + SO_4^\{2-\}_\{(aq)\} \rightarrow BaSO_\{4(s)\} \text\{ (White precipitate, insoluble in dilute HCl/HNO\}_3\text\{)\}$

2. காரீய அசிடேட் சோதனை: சல்பேட் அயனிகள் காரீய அசிடேட் கரைசலுடன் காரீயம்(II) சல்பேட்டின் வெள்ளை வீழ்படிவை உருவாக்குகின்றன. $Pb^\{2+\}_\{(aq)\} + SO_4^\{2-\}_\{(aq)\} \rightarrow PbSO_\{4(s)\} \text\{ (White precipitate)\}$