குழு 16 ஐச் சேர்ந்த ஒரு p-தொகுதி தனிமமான சல்பர் (S), -2 முதல் +6 வரை பலவிதமான ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளைக் கொண்ட பல்வேறு சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது. இதன் சேர்மங்கள் தொழில்துறை செயல்முறைகள், சுற்றுச்சூழல் வேதியியல் மற்றும் உயிரியல் அமைப்புகளில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன. உயர்நிலைப் பள்ளி வேதியியலில், அடிக்கடி சோதிக்கப்படும் சேர்மங்களில் அதன் ஆக்சைடுகள் (சல்பர் டை ஆக்சைடு போன்றவை), ஆக்சோ அமிலங்கள் (சல்பூரிக் அமிலம் போன்றவை) மற்றும் ஹைட்ரைடுகள் (ஹைட்ரஜன் சல்பைடு போன்றவை) ஆகியவை அடங்கும்.
சல்பர் டை ஆக்சைடு ({SO}2)
வேதியியல் வாய்பாடு
{SO}2
பொதுப் பெயர்
சல்பர் டை ஆக்சைடு
ஆய்வகத் தயாரிப்பு
சல்பர் டை ஆக்சைடு பொதுவாக ஆய்வகத்தில் நீர்த்த சல்பூரிக் அமிலம் சல்ஃபைட் அல்லது பைசல்ஃபைட் உப்புடன் வினைபுரிவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.
சல்பூரிக் அமிலம் தொடுமுறை செயல்முறை மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது, இதில் பல படிகள் உள்ளன:
சல்பர் டை ஆக்சைடு (ext{SO}2) தயாரிப்பு:
காற்றில் சல்பரை எரிப்பதன் மூலமோ அல்லது சல்ஃபைடு தாதுக்களை வறுப்பதன் மூலமோ.
{S}({s})+{O}2({g})→{SO}2({g})
அல்லது
{4FeS}2({s})+{11O}2({g})→{2Fe}2{O}3({s})+{8SO}2({g})
{SO}2 ஐ {SO}3 ஆக வினையூக்கி ஆக்சிஜனேற்றம்:
சல்பர் டை ஆக்சைடு, வனேடியம் பென்டாக்சைடு ({V}2{O}5) வினையூக்கியைப் பயன்படுத்தி உகந்த நிலைமைகளில் (450-500°C மற்றும் 1.5-1.7 atm அழுத்தம்) சல்பர் ட்ரை ஆக்சைடாக ({SO}3) ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது. இந்த படி மீள்வினையாகவும் வெப்ப உமிழ்வினையாகவும் உள்ளது.
{2SO}2({g})+{O}2({g}){{V}2{O}5,450−500∘{C},1.5−1.7{atm}}{2SO}3({g})
{SO}3 ஐ சல்பூரிக் அமிலத்தில் உறிஞ்சுதல்:
அமில மூடுபனி உருவாவதைத் தடுக்க, {SO}3 செறிவூட்டப்பட்ட {H}2{SO}4 இல் உறிஞ்சப்பட்டு ஓலியம் (புகையும் சல்பூரிக் அமிலம், {H}2{S}2{O}7) உருவாகிறது.
{SO}3({g})+{H}2{SO}4({conc})→{H}2{S}2{O}7({l})
ஓலியத்தை நீர்த்தல்:
ஓலியம் பின்னர் கணக்கிடப்பட்ட அளவு தண்ணீருடன் நீர்த்துப் போகப்பட்டு தேவையான செறிவில் சல்பூரிக் அமிலம் பெறப்படுகிறது.
{H}2{S}2{O}7({l})+{H}2{O}({l})→{2H}2{SO}4({aq})
பண்புகள் மற்றும் தேர்வு தொடர்பான வினைகள்
இயற்பியல் பண்புகள்
நிறமற்ற, அடர்த்தியான, எண்ணெய் போன்ற, பாகுத்தன்மை கொண்ட திரவம்.
அதிக அரிக்கும் தன்மை கொண்டது.
நீருடன் வலுவான ஈர்ப்பு (ஈரப்பதத்தை உறிஞ்சும்).
வேதியியல் பண்புகள்
வலுவான அமிலத்தன்மை:
இது ஒரு வலுவான இருபுரோட்டானிக் (இரு காரத்துவ) அமிலம், இரண்டு நிலைகளில் அயனியாக்கம் அடைகிறது:
{H}2{SO}4({aq})+{H}2{O}({l})⇌{H}3{O}+({aq})+{HSO}4−({aq}){HSO}4−({aq})+{H}2{O}({l})⇌{H}3{O}+({aq})+{SO}4{2−}({aq})
இது காரங்கள், கார்பனேட்டுகள் மற்றும் பைகார்பனேட்டுகளுடன் வினைபுரிகிறது:
{2NaOH}({aq})+{H}2{SO}4({aq})→{Na}2{SO}4({aq})+{2H}2{O}({l}){Na}2{CO}3({s})+{H}2{SO}4({dil})→{Na}2{SO}4({aq})+{H}2{O}({l})+{CO}2({g})
ஆக்சிஜனேற்றக் காரணி (செறிவூட்டப்பட்ட {H}2{SO}4):
சூடான, செறிவூட்டப்பட்ட சல்பூரிக் அமிலம் ஒரு வலிமையான ஆக்சிஜனேற்றக் காரணி.
அலோகங்களுடன்: கார்பனை {CO}2 ஆகவும், சல்பரை {SO}2 ஆகவும் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது.
{C}({s})+{2H}2{SO}4({conc})→{CO}2({g})+{2SO}2({g})+{2H}2{O}({l}){S}({s})+{2H}2{SO}4({conc})→{3SO}2({g})+{2H}2{O}({l})
உலோகங்களுடன்: மிதமான வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்களை (எ.கா., Cu, Zn) அவற்றின் சல்பேட்டுகளாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்கிறது.
{Cu}({s})+{2H}2{SO}4({conc})→{CuSO}4({aq})+{SO}2({g})+{2H}2{O}({l})குறிப்பு: குளிர்ந்த, நீர்த்த {H}2{SO}4 வினைத்திறன் கொண்ட உலோகங்களுடன் (எ.கா., Zn, Mg, Fe) வினைபுரிந்து ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது.{Zn}({s})+{H}2{SO}4({dil})→{ZnSO}4({aq})+{H}2({g})
நீர்நீக்கும் காரணி:
செறிவூட்டப்பட்ட சல்பூரிக் அமிலம் நீருடன் வலுவான ஈர்ப்புத்திறனைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பல்வேறு சேர்மங்களிலிருந்து நீரை நீக்க முடியும்.
ஹைட்ரஜன் சல்பைடு, ஹைட்ரோசல்பூரிக் அமிலம் (நீர்க் கரைசலில்)
ஆய்வகத் தயாரிப்பு
ஹைட்ரஜன் சல்பைடு பொதுவாக ஆய்வகத்தில் நீர்த்த கனிம அமிலங்கள் ஒரு உலோக சல்பைடுடன், பொதுவாக இரும்பு(II) சல்பைடுடன், வினைபுரிவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது.
பலவீனமான அமிலத்தன்மை:
{H}2{S} இன் நீர்க் கரைசல் ஒரு பலவீனமான இரு காரத்துவ அமிலமாக செயல்படுகிறது.
{H}2{S}({aq})⇌{H}+({aq})+{HS}−({aq}){HS}−({aq})⇌{H}+({aq})+{S}{2−}({aq})
இது காரங்களுடன் வினைபுரிந்து சல்பைடுகள் மற்றும் பைசல்ஃபைடுகளை உருவாக்குகிறது:
{NaOH}({aq})+{H}2{S}({g})→{NaHS}({aq})+{H}2{O}({l}) ({H}2{S} அதிகமாக இருக்கும்போது)
{2NaOH}({aq})+{H}2{S}({g})→{Na}2{S}({aq})+{2H}2{O}({l}) ({NaOH} அதிகமாக இருக்கும்போது)
வலுவான ஒடுக்கும் காரணி:
ஹைட்ரஜன் சல்பைடு ஒரு வலுவான ஒடுக்கும் காரணி ஆகும், ஏனெனில் சல்பர் அணு அதன் குறைந்த ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் (-2) உள்ளது மற்றும் எளிதில் தனிம சல்பராக (0) அல்லது அதிக ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளுக்கு ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படலாம்.
சல்பர் டை ஆக்சைடுடன்:
{2H}2{S}({g})+{SO}2({g})→{3S}({s})+{2H}2{O}({l})
உலோக சல்பைடுகளின் வீழ்படிதல்:
இந்த பண்பு உலோக கேட்டயான்களை அடையாளம் காணவும் பிரிக்கவும் தரமான பகுப்பாய்வில் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உலோக சல்பைடுகள் பெரும்பாலும் தனித்துவமான வண்ணங்களைக் கொண்டிருக்கும்.
அமில ஊடகத்தில் (குழு II கேட்டயான்கள்):
{CuSO}4({aq})+{H}2{S}({g})→{CuS}({s})↓({black})+{H}2{SO}4({aq})
கார ஊடகத்தில் (குழு IV கேட்டயான்கள்):
{ZnSO}4({aq})+{H}2{S}({g}){{NH}4{OH}}{ZnS}({s})↓({white})+({NH}4)2{SO}4({aq})