పునశ్చరణ మార్గదర్శిని: జింక్ (Zn) యొక్క ముఖ్యమైన సమ్మేళనాలు

జింక్ యొక్క ప్రధాన సమ్మేళనాలకు పరిచయం

జింక్ (Zn) అనేది ఒక d-బ్లాక్ మూలకం, ఇది దాని సమ్మేళనాలలో ప్రధానంగా +2 ఆక్సీకరణ స్థితిని ప్రదర్శిస్తుంది. దీని సమ్మేళనాలను వివిధ పారిశ్రామిక ప్రక్రియలలో, ఔషధాలలో మరియు రసాయన శాస్త్రంలో కారకాలుగా విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. ఉన్నత పాఠశాల పరీక్షలలో సాధారణంగా అడిగే జింక్ యొక్క ముఖ్యమైన సమ్మేళనాలలో జింక్ ఆక్సైడ్, జింక్ సల్ఫేట్ మరియు జింక్ హైడ్రాక్సైడ్ ఉన్నాయి, ఇవన్నీ విభిన్న రసాయన ధర్మాలను మరియు అనువర్తనాలను కలిగి ఉంటాయి.

జింక్ ఆక్సైడ్ (ZnO)

జింక్ ఆక్సైడ్ జింక్ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన అకర్బన సమ్మేళనాలలో ఒకటి.

రసాయన ఫార్ములా

ZnO

సాధారణ పేర్లు

జింక్ వైట్, ఫిలాసఫర్స్ వూల్

ప్రయోగశాల తయారీ

1. జింక్ కార్బోనేట్‌ను వేడి చేయడం ద్వారా: జింక్ కార్బోనేట్‌ను వేడి చేసినప్పుడు, అది వియోగం చెంది జింక్ ఆక్సైడ్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. ZnCO₃(s) \xrightarrow\{\Delta\} ZnO(s) + CO₂(g)

2. గాలిలో జింక్ లోహాన్ని వేడి చేయడం ద్వారా (పారిశ్రామిక పద్ధతి): జింక్ లోహం వేడి చేసినప్పుడు ఆక్సిజన్‌తో చర్య జరిపి జింక్ ఆక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. 2Zn(s) + O₂(g) \xrightarrow\{\Delta\} 2ZnO(s)

ధర్మాలు మరియు రసాయన చర్యలు

• స్వరూపం: గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద తెల్లటి ఘనపదార్థం, వేడి చేసినప్పుడు పసుపు రంగులోకి మారుతుంది మరియు చల్లబడినప్పుడు మళ్ళీ తెలుపు రంగులోకి వస్తుంది (థర్మోక్రోమిజం).
• ఆమ్ల-క్షార స్వభావం (Amphoteric Nature): జింక్ ఆక్సైడ్ ఆమ్లాలు మరియు బలమైన క్షారాలతో రెండింటితోనూ చర్య జరుపుతుంది.
  • ఆమ్లాలతో చర్య: ZnO(s) + 2HCl(aq) \rightarrow ZnCl₂(aq) + H₂O(l)
  • బలమైన క్షారాలతో చర్య (ఉదాహరణకు, సోడియం హైడ్రాక్సైడ్): ZnO(s) + 2NaOH(aq) + H₂O(l) \rightarrow Na₂[Zn(OH)₄](aq) (సోడియం టెట్రాహైడ్రాక్సోజింకేట్(II)) ప్రత్యామ్నాయంగా, గాఢమైన పరిస్థితులలో: ZnO(s) + 2NaOH(aq) \rightarrow Na₂ZnO₂(aq) + H₂O(l) (సోడియం జింకేట్)
• క్షయకరణం: అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కార్బన్‌తో జింక్ లోహంగా క్షయకరణం చెందుతుంది. ZnO(s) + C(s) \xrightarrow\{\Delta\} Zn(s) + CO(g)

జింక్ సల్ఫేట్ (ZnSO₄·7H₂O)

జింక్ సల్ఫేట్ జింక్ యొక్క ఒక సాధారణ లవణం, ఇది వివిధ అనువర్తనాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

రసాయన ఫార్ములా

ZnSO₄·7H₂O (హెప్టాహైడ్రేట్, సాధారణంగా వైట్ విట్రియోల్ అని పిలుస్తారు) నిర్జల రూపం: ZnSO₄

తయారీ ప్రక్రియ

1. జింక్ లోహం మరియు విలీన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం నుండి: జింక్ లోహం విలీన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంతో చర్య జరిపి జింక్ సల్ఫేట్ మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. Zn(s) + H₂SO₄(aq) \rightarrow ZnSO₄(aq) + H₂(g)

2. జింక్ ఆక్సైడ్ మరియు విలీన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం నుండి: జింక్ ఆక్సైడ్ విలీన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంతో చర్య జరిపి జింక్ సల్ఫేట్ మరియు నీటిని ఇస్తుంది. ZnO(s) + H₂SO₄(aq) \rightarrow ZnSO₄(aq) + H₂O(l)

ధర్మాలు మరియు పరీక్షలకు సంబంధించిన రసాయన చర్యలు

• స్వరూపం: తెల్లటి స్ఫటికాకార ఘనపదార్థం, ఎఫ్లోరెసెంట్ (గాలికి బహిర్గతమైనప్పుడు స్ఫటికీకరణ నీటిని కోల్పోతుంది).
• ఉష్ణ వియోగం:
  • వేడి చేసినప్పుడు, హెప్టాహైడ్రేట్ దాని స్ఫటికీకరణ నీటిని కోల్పోయి నిర్జల జింక్ సల్ఫేట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. ZnSO₄·7H₂O(s) \xrightarrow\{\Delta, \text\{ ~280°C\}\} ZnSO₄(s) + 7H₂O(g)
  • నిర్జల జింక్ సల్ఫేట్‌ను మరింత తీవ్రంగా వేడి చేసినప్పుడు, అది జింక్ ఆక్సైడ్, సల్ఫర్ డయాక్సైడ్ మరియు ఆక్సిజన్‌గా వియోగం చెందుతుంది. 2ZnSO₄(s) \xrightarrow\{\Delta, \text\{ ~750°C\}\} 2ZnO(s) + 2SO₂(g) + O₂(g)
• క్షారాలతో చర్య: జింక్ సల్ఫేట్ ద్రావణానికి క్షారాన్ని కలిపినప్పుడు, జింక్ హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క తెల్లటి అవక్షేపం ఏర్పడుతుంది. ZnSO₄(aq) + 2NaOH(aq) \rightarrow Zn(OH)₂(s) + Na₂SO₄(aq) ఈ అవక్షేపం ఆమ్ల-క్షార స్వభావం (amphoteric) కలిగి ఉంటుంది మరియు అధిక బలమైన క్షారంలో కరిగి ఒక కరిగే సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తుంది: Zn(OH)₂(s) + 2NaOH(aq) \rightarrow Na₂[Zn(OH)₄](aq) (సోడియం టెట్రాహైడ్రాక్సోజింకేట్(II))
• గుణాత్మక విశ్లేషణ (Zn²⁺ అయాన్‌ల పరీక్ష):
  • అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్‌తో: జింక్ సల్ఫేట్ ద్రావణానికి అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్‌ను కలిపినప్పుడు, జింక్ హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క తెల్లటి జిగురు అవక్షేపం ఏర్పడుతుంది, ఇది అధిక అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్‌లో కరిగి ఒక కరిగే టెట్రాఅమ్మైన్‌జింక్(II) సమ్మేళనాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ZnSO₄(aq) + 2NH₄OH(aq) \rightarrow Zn(OH)₂(s) + (NH₄)₂SO₄(aq) Zn(OH)₂(s) + 4NH₄OH(aq) \rightarrow [Zn(NH₃)₄](OH)₂(aq) + 4H₂O(l)
  • హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్ (H₂S) తో: ఆమ్ల మాధ్యమంలో అవక్షేపం ఏర్పడదు. క్షార లేదా అమ్మోనికల్ మాధ్యమంలో, జింక్ సల్ఫైడ్ (ZnS) యొక్క తెల్లటి అవక్షేపం ఏర్పడుతుంది. Zn²⁺(aq) + H₂S(g) + 2NH₄OH(aq) \rightarrow ZnS(s) + 2NH₄⁺(aq) + 2H₂O(l)

జింక్ హైడ్రాక్సైడ్ (Zn(OH)₂)

జింక్ హైడ్రాక్సైడ్ జింక్ యొక్క ఒక ముఖ్యమైన ఆమ్ల-క్షార స్వభావం (amphoteric) గల హైడ్రాక్సైడ్.

రసాయన ఫార్ములా

Zn(OH)₂

తయారీ

1. జింక్ లవణ ద్రావణానికి కరిగే క్షారాన్ని కలపడం ద్వారా: సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ లేదా అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్ వంటి కరిగే క్షారాన్ని జింక్ లవణ ద్రావణానికి (ఉదాహరణకు, జింక్ క్లోరైడ్, జింక్ సల్ఫేట్) కలిపినప్పుడు, జింక్ హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క తెల్లటి జిగురు అవక్షేపం ఏర్పడుతుంది. ZnCl₂(aq) + 2NaOH(aq) \rightarrow Zn(OH)₂(s) + 2NaCl(aq) ZnSO₄(aq) + 2NH₄OH(aq) \rightarrow Zn(OH)₂(s) + (NH₄)₂SO₄(aq)

ధర్మాలు మరియు రసాయన చర్యలు

• స్వరూపం: తెల్లటి జిగురు అవక్షేపం.
• ఆమ్ల-క్షార స్వభావం (Amphoteric Nature): జింక్ హైడ్రాక్సైడ్ ఆమ్లాలు మరియు బలమైన క్షారాలతో రెండింటితోనూ చర్య జరుపుతుంది.
  • ఆమ్లాలతో చర్య: Zn(OH)₂(s) + 2HCl(aq) \rightarrow ZnCl₂(aq) + 2H₂O(l)
  • బలమైన క్షారాలతో చర్య (ఉదాహరణకు, అధిక NaOH): Zn(OH)₂(s) + 2NaOH(aq) \rightarrow Na₂[Zn(OH)₄](aq) (సోడియం టెట్రాహైడ్రాక్సోజింకేట్(II), కరిగేది)
  • అమ్మోనియాతో చర్య (అధిక NH₄OH): Zn(OH)₂(s) + 4NH₄OH(aq) \rightarrow [Zn(NH₃)₄](OH)₂(aq) + 4H₂O(l) (టెట్రాఅమ్మైన్‌జింక్(II) హైడ్రాక్సైడ్, కరిగే సమ్మేళనం)

పోలిక ధర్మాలు: ముఖ్యమైన జింక్ సమ్మేళనాలు

సమ్మేళనం	రసాయన ఫార్ములా	స్వభావం	ద్రావణీయత (నీటిలో)	ముఖ్య లక్షణాలు
జింక్ ఆక్సైడ్	ZnO	ఉభయధర్మం (Amphoteric)	కరగదు	తెల్లటి ఘనపదార్థం, వేడి చేసినప్పుడు పసుపు రంగులోకి మారుతుంది; వర్ణద్రవ్యం
జింక్ సల్ఫేట్	ZnSO₄·7H₂O (హైడ్రేట్)	బలమైన ఆమ్లం/క్షారం యొక్క లవణం	కరుగుతుంది	వైట్ విట్రియోల్; ఎఫ్లోరెసెంట్; Zn²⁺ అయాన్‌లకు మూలం
జింక్ హైడ్రాక్సైడ్	Zn(OH)₂	ఉభయధర్మం (Amphoteric)	కరగదు (అవక్షేపం)	తెల్లటి జిగురు అవక్షేపం; అధిక క్షారం/అమ్మోనియాలో కరుగుతుంది
జింక్ క్లోరైడ్	ZnCl₂	ఆమ్ల స్వభావం (జల ద్రావణంలో)	అధికంగా కరుగుతుంది	డెలిక్విసెంట్; లూయిస్ ఆమ్లం; సోల్డరింగ్‌లో ఫ్లక్స్‌గా ఉపయోగిస్తారు