ஒற்றை இடப்பெயர்ச்சி வினை

ஒற்றை இடப்பெயர்ச்சி வினை (Single-displacement reaction) என்பது ஒரு வினையில் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட உறுப்புகள் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட உறுப்புகளை இடப்பெயர்ச்சி செய்வதைக் குறிக்கிறது. இவ்வினை பொதுவான வகையில் கீழுள்ளவாறு குறிப்பிடப்படப்படுகிறது.

A + B-C → A-C + B

B என்ற தனிமத்தை விட A என்ற தனிமம் வினைத்திறன் மிக்கதாக உள்ள நிகழ்வுகளில் பெரும்பாலும் இவ்வாறு வினை நிகழ்கிறது. இதனால் அதிக நிலைப்புத் தன்மை கொண்ட விளைபொருள் உருவாகிறது.

A மற்றும் B கண்டிப்பாக இவற்றில் ஒன்றாக இருக்க வேண்டும்.

வெவ்வேறு உலோகங்கள் (ஐதரசன் ஓர் உலோகமாக இங்கே கருதப்பட்டு நேர்மின் அயனியை அளிக்கிறது), இதில் C ஆனது எதிர்மின் அயனியைக் குறிக்கும்; அல்லது
ஆலசன்கள், இதில் C ஆனது நேர்மின் அயனியை பிரதிபலிக்கிறது.

இரண்டு நிகழ்வுகளிலும் AC மற்றும் BC இரண்டும் நீரிய சேர்மங்களாக இருக்கும்போது C என்பது ஒரு பார்வையாளர் அயனியாக இருக்கும்.

இந்தச் செயல்பாடு அல்லது வினைகளின் தொடர் வரிசையில், வினைநிகழ்வதற்கு எலக்ட்ரான்களை நன்கொடையாக அளிப்பதில் நாட்டம் மிக அதிகம் கொண்ட உலோகங்கள் முதலில் பட்டியலிடப்படுகின்றன. மேலும் மிக மந்தமான நாட்டம் கொண்ட உலோகங்கள் தொடர் வரிசையில் கடைசியாக பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன. எனவே பட்டியலில் முதலில் இடம்பெற்றுள்ள உலோகங்களால் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள பட்டியலிலுள்ள எதையும் இடப்பெயர்ச்சி செய்யமுடியும் ^[1]. Li, K, Sr, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, As, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au. என்பது அதிக வினைத்திறன் தொடங்கி குறைந்த வினைத்திறனில் முடியும் உலோகங்களின் வினைத்திறன் பட்டியல் ஆகும். இதேபோல கொடையாக வழங்கப்படும் எலக்ட்ரான்களை ஆலசன்கள் ஏற்றுக் கொள்வதில் மிக அதிக நாட்டம் கொண்ட ஆலசன்கள் வினைதிறன் மிக்கவையாகக் கருதப்படுகின்றன. F, Cl, Br, I என்பது அதிக வினைத்திறன் தொடங்கி குறைந்த வினைத்திறனில் முடியும் ஆலசன்களின் வினைத்திறன் பட்டியல் ஆகும் ^[2].

இயற்கையாகவே A மற்றும் B இரண்டும் தனித்த நிலையில் இருப்பதால் ஒற்றை இடப்பெயர்ச்சி வினைகள் யாவும் ஆக்சிசனேற்ற- ஒடுக்க வினைகளாக கருதப்படுகின்றன. எலக்ட்ரான்கள் ஒரு வினைபடு பொருளிலிருந்து மற்றொரு வினைபடு பொருளுக்கு நகர்தல் என்பது இவ்வினைகள் நிகழும்போது நடைபெறும் ஒரு முக்கியச் செயல்பாடு ஆகும் ^[3].

A மற்றும் B இரண்டும் உலோகங்களாக இருந்தால் A எப்போதும் ஆக்சிசனேற்றமும் B எப்போதும் ஒடுக்கமும் அடைகின்றன. A மற்றும் B இரண்டும் அந்த உலோகங்களின் பிரதிநிதியாக உள்ளபோது எலக்ட்ரான்களை ஏற்பனவாக ஆல்சன்கள் விரும்பப்பட்டால் A வானது 0 விலிருந்து -1 க்கு ஒடுக்கப்படுகிறது. B யானது -1 இலிருந்து 0 விற்கு ஆக்சிசனமேற்றமடைகிறது.

A மற்றும் B இரண்டும் வெவ்வேறு மின்சுமை அயனிகளாக இருந்தால் சமன்பாட்டை சமன்படுத்துவது அவசியமாகிறது. Ag+ அயனியைக் கொண்டிருக்கும் வெள்ளி நைட்ரேட்டும் (AgNO3) துத்தநாகமும் (Zn) வினைப்படும் போது வெள்ளியும் (Zn) துத்தநாக நைட்ரேட்டும் (Zn(NO3)2) உருவாகும் வினையை இதற்கு உதாரணமாகக் கூறலாம். துத்தநாக நைட்ரேட்டில் அயனிகள் Zn2+ உள்ளன.

2AgNO3 (நீரிய)} + Zn(திண்மம்) -> 2Ag(திண்மம்) + Zn(NO3)2 (நீரிய)

எளிய உலோகங்கள் அனைத்தும் அமிலங்களுடன் ஈடுபடும் வினைகள் யாவும் ஒற்றை இடப்பெயர்ச்சி வினைகள் ஆகும். மக்னீசியம் உலோகமும் ஐதரோ குளோரிக் அமிலமும் சேர்ந்து மக்னீசியம் குளோரைடும் ஐதரசனும் உருவாகும் வினையை இதற்கு உதாரணமாகக் காட்டலாம்.

Mg(திண்மம்) + 2 HCl (நீரிய) -> MgCl2 (நீரிய) + H2 (வாயு).

நேர்மின் அயனி இடம்பெயர்தல்

இவ்வினையில் ஒரு நேர்மின் அயனி மற்றொரு நேர்மின் அயனியை இடப்பெயர்ச்சி செய்கிறது. நேர்மின் அயனி என்பது நேர் மின்சுமை கொண்ட ஓர் அயனி அல்லது உலோகமாகும். பின் வரும் சமன்பாட்டால் இதை விளக்கலாம்.

X + YZ → XZ + Y

YZ சேர்மத்திலுள்ள Y தனிமத்தை தனிமம் X இடப்பெயர்ச்சி செய்கிறது. XZ என்ற புதிய சேர்மமும் Y தனிமம் தனித்தும் உருவாகின்றன. இதுவொரு ஆக்சிசனேற்ற ஒடுக்க வினையாகும். இவ்வினையில் Y நேர்மின் அயனி வடிவிலிருந்து தனிம நிலைக்கு ஒடுக்கப்படுகிறது. X தனிம நிலையிலுருந்து நேர்மின் அயனி நிலைக்கு ஆக்சிசனேற்றம் அடைகிறது.

சில உதாரணங்கள்:

${\ce {{Cu}+ 2AgNO3 -> 2Ag(v) + Cu(NO3)2}}$
${\ce {{Fe}+ Cu(NO3)2 -> {Fe(NO3)2}+ Cu(v)}}$
${\ce {{Ca}+2H2O->{Ca(OH)2}+H2\uparrow }}$
${\ce {{Zn}+2HCl->{ZnCl2}+H2\uparrow }}$

வினைபடு பொருள் அதிக வினைத்திறன் மிக்க தனிமநிலை உலோகமாக இல்லாவிட்டால் வினை ஏதும் நிகழ்வதில்லை என்பது கவனிக்கத் தக்கது ஆகும். இதற்கு சில உதாரணங்கள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.

Ag + Cu(NO₃)₂ → வினை ஏதுமில்லை
Au + HCl → வினை ஏதுமில்லை

எதிர்மின் அயனி இடம்பெயர்தல்

இவ்வினையில் ஓர் எதிர்மின் அயனி மற்றோர் எதிர்மின் அயனியை இடப்பெயர்ச்சி செய்கிறது. எதிர்மின் அயனி என்பது எதிர் மின்சுமை கொண்ட ஓர் அயனி அல்லது ஓர் அலோகமாகும். பின் வரும் சமன்பாட்டால் இதை விளக்கலாம்.

A + XY → XA + Y

XY சேர்மத்திலுள்ள Y தனிமத்தை தனிமம் A இடப்பெயர்ச்சி செய்கிறது. XA என்ற புதிய சேர்மமும் Y தனிமம் தனித்தும் உருவாகின்றன. இதுவொரு ஆக்சிசனேற்ற ஒடுக்க வினையாகும். இவ்வினையில் A தனிமநிலையில் இருந்து எதிர்மின் அயனி வடிவிற்கு ஒடுக்கமும் தனிமம் Y எதிர்மின் அயனி நிலையில் இருந்து தனிமநிலைக்கும் ஆக்சிசனேற்றம் அடைகின்றன. வினையில் ஈடுபடும் சில ஆலசன்கள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.

{\begin{array}{l}{\ce {{Cl2}+ 2NaBr -> {2NaCl}+ Br2(v)}}\\{\ce {{Br2}+ 2KI -> {2KBr}+ I2(v)}}\end{array}}

இங்கும் குறைந்த நாட்டம் கொண்ட ஆலசன்கள் அதிக நாட்டம் கொண்ட ஆலசன்களை இடப்பெயர்ச்சி செய்வதில்லை:

I₂ + 2KBr → வினை ஏதுமில்லை

மேற்கோள்கள்

↑ Barke, Hans-Dieter; Hazari, Al; Yitbarek, Sileshi (2008). Misconceptions in chemistry addressing perceptions in chemical education (Online-Ausg. ed.). Berlin: Springer. pp. 227–228. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 3540709894.
↑ Brown, LeMay, Burston. Chemistry the Central Science, 10th ed. p. 143 Pearson Prentice Hall 2006
↑ Silberberg. Chemistry, the Molecular Nature of Matter and Change, 4th ed. p. 150 McGraw Hill 2006.

[1] Barke, Hans-Dieter; Hazari, Al; Yitbarek, Sileshi (2008). Misconceptions in chemistry addressing perceptions in chemical education (Online-Ausg. ed.). Berlin: Springer. pp. 227–228. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 3540709894.

[2] Brown, LeMay, Burston. Chemistry the Central Science, 10th ed. p. 143 Pearson Prentice Hall 2006

[3] Silberberg. Chemistry, the Molecular Nature of Matter and Change, 4th ed. p. 150 McGraw Hill 2006.

[1]

[2]

[3]