10ஆம் வகுப்பு அறிவியல் - கரைசல்கள் அத்தியாய வழிகாட்டி

கரைசல்கள் பற்றி

நடுத்தரம் ~90 நிமிடப் படிப்பு

கரைசல்கள் என்பது நம் அன்றாட வாழ்க்கையிலும் மற்றும் அனைத்து வேதியியல் செயல்பாடுகளிலும் மிக முக்கியமான பங்கினை வகிக்கக்கூடிய ஒருபடித்தான கலவைகளாகும். நாம் தினமும் பருகும் குடிநீர், தேநீர் மற்றும் நாம் சுவாசிக்கும் காற்று வரை பல அமைப்புகள் கரைசல்களின் அமைப்பிலேயே காணப்படுகின்றன. ஒரு கரைசலில் கரைபொருள் மற்றும் கரைப்பான் ஆகிய இரண்டு முதன்மையான கூறுகள் உள்ளன. பெரும்பாலான வேதியியல் வினைகள் கரைசல் நிலையிலேயே திறம்பட நடைபெறுவதால், கரைசல்களின் இயல்பு, பண்புகள் மற்றும் அவற்றின் செறிவு ஆகியவற்றைப் புரிந்து கொள்வது வேதியியல் கற்றலுக்கு மிகவும் அடிப்படையான தேவையாகும்.

இப்பகுதியில் கரைசல்கள் அவற்றின் இயற்பியல் நிலை, கரைபொருளின் அளவு மற்றும் ஒப்பீட்டு செறிவின் அடிப்படையில் எவ்வாறு வகைப்படுத்தப்படுகின்றன என்பது தெளிவாக விளக்கப்படுகிறது. குறிப்பிட்ட அளவு கரைப்பானில் கரையும் கரைபொருளின் எல்லையைக் குறிக்கும் கரைதிறன் பற்றியும், அக்கரைதிறனை வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் போன்ற முக்கிய காரணிகள் எவ்வாறு பாதிக்கின்றன என்பதும் ஆராயப்படுகிறது. மேலும், கரைசலின் செறிவை துல்லியமாகக் கணக்கிட உதவும் நிறை சதவீதம் மற்றும் கனஅளவு சதவீதம் ஆகிய கணித வாய்ப்பாடுகள் மற்றும் அவற்றைப் பயன்படுத்தி கணக்கீடுகள் செய்யும் முறைகளும் விரிவாகக் கற்பிக்கப்படுகின்றன.

பத்தாம் வகுப்பு அறிவியல் பொதுத்தேர்வுப் பார்வையில், கரைசல்கள் அத்தியாயம் மிகவும் அதிக முக்கியத்துவம் வாய்ந்த பகுதியாகும். இப்பாடத்திலிருந்து கோட்பாட்டு வினாக்கள், அட்டவணை வினாக்கள் மற்றும் கணித ரீதியிலான வினாக்கள் தொடர்ந்து கேட்கப்படுகின்றன. குறிப்பாக கரைதிறன் கணக்கீடுகள், நிறை சதவீதம் பற்றிய கணக்குகள், நீரேறிய உப்புகளின் வாய்ப்பாடுகள், மற்றும் ஈரம் உறிஞ்சும் சேர்மங்கள் மற்றும் ஈரம் உறிஞ்சிக் கரையும் சேர்மங்களுக்கு இடையேயான வேறுபாடுகள் ஆகியவை தேர்வில் அதிக மதிப்பெண்களைப் பெற உதவும் முதன்மையான தலைப்புகளாகும். எனவே இப்பாடக் கருத்துகளை தெளிவாகப் பயில்வது தேர்வில் சிறந்த மதிப்பெண்களைப் பெற வழிவகுக்கும்.

நீங்கள் கற்பவை

• கரைசலின் கூறைகளான கரைபொருள் மற்றும் கரைப்பான் ஆகியவற்றை வரையறுத்தல்.
• இயற்பியல் நிலை மற்றும் செறிவின் அடிப்படையில் கரைசல்களை வகைப்படுத்துதல்.
• கரைதிறனை வரையறுத்து,தனைப் பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகளை விவரித்தல்.
• நிறை சதவீதம் மற்றும் கனஅளவு சதவீதம் ஆகியவற்றைக் கொண்டு கரைசலின் செறிவைக் கணக்கிடுதல்.
• நீரேறிய உப்புகள் மற்றும் படிகமாக்கல் நீர் பற்றிய கருத்துகளைப் புரிந்து கொள்ளல்.
• ஈரம் உறிஞ்சும் சேர்மங்கள் மற்றும் ஈரம் உறிஞ்சிக் கரையும் சேர்மங்களை வேறுபடுத்துதல்.

தொடங்குவதற்கு முன்

• பருப்பொருட்களின் இயற்பியல் நிலைகளான திண்மம், திரவம் மற்றும் வாயு பற்றிய அடிப்படை அறிவு.
• கலவைகள் மற்றும் தூய பொருட்கள் பற்றிய வேதியியல் கருத்துகள்.
• அடர்த்தி, நிறை மற்றும் கனஅளவு ஆகியவற்றைக் கணக்கிடும் அடிப்படை கணிதத் திறன்.

கரைசல்கள் — விரிவான விளக்கம்

கரைசல்கள் பாடத்தின் முக்கிய கருத்துகள் மற்றும் கொள்கைகள்

கரைசலின் கூறுகள் மற்றும் வகைப்பாடு

இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பொருட்கள் சேர்ந்து உருவாகும் ஒருபடித்தான கலவையே கரைசல் எனப்படும். இதில் குறைந்த அளவில் உள்ள கூறு கரைபொருள் என்றும், அதிக அளவில் உள்ள கூறு கரைப்பான் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. கரைப்பான் மற்றும் கரைபொருளின் இயற்பியல் நிலைகளான திண்மம், திரவம் மற்றும் வாயு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் கரைசல்கள் ஒன்பது வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன. நீர் கரைப்பானாகச் செயல்படும் கரைசல்கள் நீர்க்கரைசல்கள் என்றும், ஆல்கஹால் அல்லது பென்சீன் போன்ற பிற திரவங்கள் கரைப்பானாகச் செயல்படும் கரைசல்கள் நீரற்ற கரைசல்கள் என்றும் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.

கரைசலின் செறிவின் அடிப்படையில் வகைப்பாடு

ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில், குறிப்பிட்ட அளவு கரைப்பானில் கரைந்துள்ள கரைபொருளின் அளவைக் கொண்டு கரைசல்கள் மூன்று முக்கிய வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன. மேலும் கரைபொருளைக் கரைக்க முடியாத நிலை தெவிட்டிய கரைசல் எனப்படும். தெவிட்டிய கரைசலில் உள்ள கரைபொருளின் அளவை விடக் குறைவான அளவைக் கொண்டுள்ள கரைசல் தெவிட்டாத கரைசல் ஆகும். அதே வெப்பநிலையில் தெவிட்டிய கரைசலில் உள்ளதை விட அதிகமான கரைபொருளைக் கொண்டுள்ள நிலையற்ற கரைசல் அதி தெவிட்டிய கரைசல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. மேலும் கரைபொருளின் ஒப்பீட்டு அளவைக் கொண்டு நீர்த்த கரைசல் மற்றும் செறிவுமிக்க கரைசல் எனவும் பிரிக்கலாம்.

கரைதிறன் மற்றும்தனை பாதிக்கும் காரணிகள்

குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் 100 கிராம் கரைப்பானில் கரைந்து தெவிட்டிய கரைசலை உருவாக்கத் தேவையான கரைபொருளின் கிராம்களின் அளவே கரைதிறன் என வரையறுக்கப்படுகிறது. கரைதிறனை மூன்று முக்கிய காரணிகள் தீர்மானிக்கின்றன. முதலாவதாக, கரைபொருள் மற்றும் கரைப்பானின் தன்மை ஆகும்; முனைவுறும் சேர்மங்கள் முனைவுறும் கரைப்பானிலும், முனைவுறா சேர்மங்கள் முனைவுறா கரைப்பானிலும் கரைகின்றன. இரண்டாவதாக வெப்பநிலை ஆகும்; வெப்பக்கொள் வினைகளில் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது கரைதிறன் அதிகரிக்கும், வெப்ப உமிழ் வினைகளில் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது கரைதிறன் குறையும். மூன்றாவதாக அழுத்தம் ஆகும்; திரவத்தில் வாயுவின் கரைதிறன் அழுத்தத்திற்கு நேர்விகிதத்தில் இருக்கும் என்பதை ஹென்றியின் விதி விளக்குகிறது.

கரைசலின் செறிவை அளவிடுதல்

ஒரு கரைசலில் கரைந்துள்ள கரைபொருளின் அளவைக் குறிப்பதே கரைசலின் செறிவு எனப்படும். இதனை நிறை சதவீதம் மற்றும் கனஅளவு சதவீதம் மூலம் துல்லியமாகக் குறிப்பிடலாம். நிறை சதவீதம் என்பது 100 கிராம் கரைசலில் கரைந்துள்ள கரைபொருளின் நிறை கிராம்களில் குறிக்கப்படுவதாகும்; இது திண்மக் கரைபொருள் திரவத்தில் கரையும் போது பயன்படுத்தப்படுகிறது. கனஅளவு சதவீதம் என்பது 100 மில்லி லீட்டர் கரைசலில் கரைந்துள்ள கரைபொருளின் கனஅளவு மில்லி லீட்டரில் குறிக்கப்படுவதாகும்; இது திரவ கரைபொருள் திரவ கரைப்பானில் கரையும் போது பயன்படுத்தப்படுகிறது. வெப்பநிலையால் கனஅளவு சதவீதம் மாறுபடும், ஆனால் நிறை சதவீதம் மாறுபடாது.

நீரேறிய உப்புகள் மற்றும் படிகமாக்கல் நீர்

சில கனிம உப்புகள் நீரிலிருந்து படிகமாகும் போது குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான நீர் மூலக்கூறுகளுடன் இணைந்து படிக நிலையை அடைகின்றன. இவ்வாறு உப்பின் படிக அமைப்பிற்கு காரணமான நீர் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை படிகமாக்கல் நீர் எனப்படும். படிகமாக்கல் நீரைக் கொண்டுள்ள உப்புகள் நீரேறிய உப்புகள் எனப்படுகின்றன. உதாரணமாக, தாமிர சல்ஃபேட் பென்டாஹைட்ரேட் உப்பில் ஐந்து நீர் மூலக்கூறுகள் உள்ளன. இவ்வுப்பினை வெப்பப்படுத்தும் போது நீர் மூலக்கூறுகளை இழந்து வெண்மையான நீரற்ற உப்பாக மாறுகிறது. மீண்டும் நீர் சேர்க்கப்படும் போது அது தனது நீல நிறத்தை அடைகிறது.

ஈரம் உறிஞ்சும் மற்றும் ஈரம் உறிஞ்சிக் கரையும் சேர்மங்கள்

சாதாரண வெப்பநிலையில் வளிமண்டலக் காற்றுடன் தொடர்பு கொள்ளும் போது, அதிலுள்ள ஈரப்பதத்தை உறிஞ்சும் சேர்மங்கள் ஈரம் உறிஞ்சும் சேர்மங்கள் எனப்படும். இவை ஈரத்தை உறிஞ்சினாலும் தங்கள் இயற்பியல் நிலையை மாற்றுவதில்லை; உதாரணமாக அடர் சல்ஃபியூரிக் அமிலம் மற்றும் சிலிக்கா ஜெல். மாறாக, வளிமண்டலக் காற்றிலுள்ள ஈரப்பதத்தை அதிக அளவில் உறிஞ்சி, அதில் கரைந்து திரவ நிலைக்கு மாறக்கூடிய சேர்மங்கள் ஈரம் உறிஞ்சிக் கரையும் சேர்மங்கள் எனப்படும்; உதாரணமாக சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு மற்றும் ஃபெர்ரிக் குளோரைடு. கரைபொருளின் ஈர்ப்புத் திறனே இம்மாற்றத்திற்குக் காரணமாகும்.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• பிழை: கரைசலில் அதிக அளவில் உள்ள கூறைக் கரைபொருள் என்றும் குறைந்த அளவில் உள்ள கூறைக் கரைப்பான் என்றும் தவறாகக் கருதுதல். திருத்தம்: கரைசலில் அதிக அளவில் உள்ள கூறை கரைப்பான் என்றும், குறைந்த அளவில் உள்ள கூறை கரைபொருள் என்றும் கொள்ள வேண்டும்.
• பிழை: நிறை சதவீதம் மற்றும் கனஅளவு சதவீதம் கணக்கிடும் போது பகுதியில் கரைப்பானின் அளவை மட்டும் பிரதியிடுதல். திருத்தம்: பகுதியில் கரைசல் (கரைபொருள் + கரைப்பான்) நிறை அல்லது கனஅளவை பிரதியிட வேண்டும்.
• பிழை: வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது அனைத்து திண்மங்களின் கரைதிறனும் அதிகரிக்கும் என எண்ணுதல். திருத்தம்: வெப்பக்கொள் வினைகளில் கரைதிறன் அதிகரிக்கும், ஆனால் வெப்ப உமிழ் வினைகளில் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது கரைதிறன் குறையும்.
• பிழை: ஈரம் உறிஞ்சும் சேர்மங்களுக்கும் ஈரம் உறிஞ்சிக் கரையும் சேர்மங்களுக்கும் இடையே உள்ள வேறுபாட்டைத் தவறாகப் புரிந்துகொள்ளல். திருத்தம்: ஈரம் உறிஞ்சும் சேர்மங்கள் ஈரத்தை உறிஞ்சினாலும் இயற்பியல் நிலையை மாற்றாது, ஆனால் ஈரம் உறிஞ்சிக் கரையும் சேர்மங்கள் ஈரத்தை உறிஞ்சி திரவமாகக் கரையும்.

இவற்றை பயிற்சித் தேர்வு மூலம் சோதித்துப் பாருங்கள்; பிறகு விடையுடன் கூடிய வினாக்கள் பகுதியில் விரிவான விளக்கத்தைப் படியுங்கள்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

கரைசல் என்றால் என்ன மற்றும் அதன் கூறுகள் யாவை?

இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பொருட்கள் சேர்ந்து உருவாகும் ஒருபடித்தான கலவையே கரைசல் எனப்படும். கரைசலில் இரண்டு முக்கிய கூறுகள் உள்ளன. குறைந்த அளவில் உள்ள பகுதி கரைபொருள் என்றும், அதிக அளவில் உள்ள பகுதி கரைப்பான் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. கரைபொருள் கரைப்பானில் முழுமையாகக் கரைந்து சீரான கலவையை உருவாக்குகிறது.

தெவிட்டிய கரைசல் என்றால் என்ன?

ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில், குறிப்பிட்ட அளவு கரைப்பானில் மேலும் கரைபொருளைக் கரைக்க முடியாத அளவு கரைபொருள் கரைந்துள்ள கரைசல் தெவிட்டிய கரைசல் எனப்படும். உதாரணமாக, 25 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் 100 கிராம் நீரில் 36 கிராம் சோடியம் குளோரைடு உப்பைக் கரைக்கும் போது தெவிட்டிய கரைசல் உருவாகிறது.

கரைதிறன் என்றால் என்ன?

குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் மற்றும் அழுத்தத்தில், 100 கிராம் கரைப்பானில் கரைந்து தெவிட்டிய கரைசலை உருவாக்கத் தேவையான கரைபொருளின் கிராம்களின் எண்ணிக்கையே அதன் கரைதிறன் என வரையறுக்கப்படுகிறது. கரைதிறன் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட கரைபொருள் ஒரு குறிப்பிட்ட கரைப்பானில் எந்த அளவிற்கு கரையும் என்பதைக் குறிக்கும் அளவீடாகும்.

கரைதிறனை பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகள் யாவை?

கரைதிறனை முக்கியமாக மூன்று காரணிகள் பாதிக்கின்றன. கரைபொருள் மற்றும் கரைப்பானின் தன்மை முதன்மையான காரணியாகும், இதில் ஒரே மாதிரியான மூலக்கூறு இயல்பு கொண்டவை ஒன்றிலொன்று கரைகின்றன. வெப்பநிலை இரண்டாவது காரணியாகும், இது கரைதிறனை அதிகரிக்கவோ குறைக்கவோ செய்யும். வாயுக்கள் திரவத்தில் கரையும் போது அழுத்தம் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

நிறை சதவீதம் என்றால் என்ன?

ஒரு கரைசலின் நிறை சதவீதம் என்பது 100 கிராம் கரைசலில் கரைந்துள்ள கரைபொருளின் நிறை கிராம்களில் குறிக்கப்படுவதாகும். இது கரைபொருளின் நிறையை கரைசலின் மொத்த நிறையால் வகுத்து நூறால் பெருக்குவதன் மூலம் கணக்கிடப்படுகிறது. பொதுவாக திண்ம கரைபொருள் திரவ கரைப்பானில் கரைக்கப்படும் போது செறிவு நிறை சதவீதத்தில் குறிக்கப்படுகிறது.

படிகமாக்கல் நீர் என்றால் என்ன?

கனிம உப்புகள் நீரிலிருந்து படிகமாகும் போது, குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான நீர் மூலக்கூறுகளுடன் இணைந்து படிக அமைப்பைப் பெறுகின்றன. இவ்வாறு உப்பின் படிக அமைப்பிற்கு காரணமான நீர் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையே படிகமாக்கல் நீர் எனப்படுகிறது. உதாரணமாக தாமிர சல்ஃபேட் பென்டாஹைட்ரேட் உப்பில் ஐந்து படிகமாக்கல் நீர் மூலக்கூறுகள் உள்ளன.

ஈரம் உறிஞ்சும் சேர்மங்கள் என்றால் என்ன?

சாதாரண வெப்பநிலையில் வளிமண்டலக் காற்றுடன் தொடர்பு கொள்ளும் போது, அதிலுள்ள ஈரப்பதத்தை உறிஞ்சும் ஆனால் கரைந்து திரவ நிலைக்கு மாறாமல் தங்கள் இயற்பியல் நிலையைத் தக்கவைத்துக் கொள்ளும் சேர்மங்கள் ஈரம் உறிஞ்சும் சேர்மங்கள் எனப்படும். அடர் சல்ஃபியூரிக் அமிலம், சிலிக்கா ஜெல் மற்றும் சுட்ட சுண்ணாம்பு ஆகியவை இதற்கு சிறந்த உதாரணங்களாகும்.